Metallschneiden: Methoden, Ausrüstung und Werkzeuge

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Metallschneiden wird durchgeführt, damit das Werkstück die gewünschte Form annimmt. Dazu ist es erforderlich, den Überschuss zu entfernen. Eine solche Manipulation wird durch die Verwendung verschiedener Schneidwerkzeuge auf speziellen Maschinen durchgeführt. Im Maschinenbau ist die Zerspanung sehr wichtig. Tatsächlich können ohne diesen Prozess weder gewöhnliche Autos noch andere Geräte hergestellt werden.

Anwendung von Technologie

Das Trennen von Metall durch Schneiden wird in der anfänglichen Schrupparbeit und in den letzten Operationen, die als Feinbearbeitung bezeichnet werden, praktiziert. Tatsächlich müssen solche Aktionen manchmal mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden: bis zu Bruchteilen eines Mikrometers. Und das ist ein sehr kleiner Wert.

Metallzerspanung wird auch für große Maschinenteile praktiziert. Zum Beispiel für hydraulische Turbinenrotoren. Der Durchmesser ihrer Laufräder kann die Marke von 9-10 Metern überschreiten. Auch Details, die selbst unter einem Mikroskop schwer zu erkennen sind, können geschnitten werden. Durch die Bearbeitung erhält das Element die gewünschte Form, Größe und die erforderliche Oberflächenqualität. Die Lebensdauer des Produkts hängt von diesem Indikator ab.

Theorie des Schneidens

Eine solche Wissenschaft untersucht das Schneiden von Metall auf ähnliche Weise. Es erschien Ende des 19. Jahrhunderts. Bis jetzt sind sie sowohl in Russland als auch im Ausland damit beschäftigt. Entscheidend ist die Spanabnahmerate der Maschine, um die Standzeit zu maximieren. Vielen scheint es nicht so schwierig zu sein, hohe Geschwindigkeiten zu erreichen. Aber das ist nicht so. Die Sache ist, dass beim Metallschneiden Wärme entwickelt wird. Es erwärmt und erweicht das Werkzeug für die Arbeit und riskiert, es zu beschädigen. Es ist sehr wichtig, die richtige Kühlung für den Schneideplotter zu wählen. Aber es löst nicht immer das Problem. Außerdem kann es sogar das Metall beschädigen. Daher hängt die Arbeitsgeschwindigkeit teilweise davon ab, wie die richtige Maschine ausgewählt wurde. Ein Werkzeug zum Metallschneiden sollte unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Materials und seiner Eigenschaften gekauft werden.

Merkmale des Maschineneinsatzes

Metallschneidemaschinen werden in Typen unterteilt. Sie unterscheiden sich im verwendeten Werkzeug. Auch die Technologie des Metallschneidens mit ihrer Hilfe ist anders. Der am häufigsten verwendete Fräser. Damit können Sie Operationen beliebiger Komplexität durchführen. Alle anderen Tools sind entweder eine Modifikation davon oder eine Kombination mehrerer Typen. Es gibt zwei übliche Arbeitsmuster:

• Drehen, wenn sich das Werkstück dreht und sich der Fräser langsam entlang seiner Achse bewegt;
• hobeln - beide gehen vorwärtsBewegungen.

Die benötigten Maschinen sind völlig unterschiedlich.

Merkmale der Metallzerspanung

Wie bereits erwähnt, kann der fragliche Prozess atypisch ablaufen. Und es gibt verschiedene Arten der spanabhebenden Bearbeitung von Metallen, für die der Einsatz dieser oder jener Ausrüstung vorgesehen ist.

Neben Drehen und Hobeln sind Fräsen und Schleifen gängige Arbeitsmethoden. Die erste Methode ist jedoch die beliebteste. Die mechanische Bearbeitung von Metallen durch Schneiden mit verschiedenen Methoden hat viel mit dem Schärfen gemeinsam. Wenn Sie also diese Methode lernen, wird es in Zukunft definitiv keine Probleme mit dem Rest geben. Und in Bezug auf die Arbeit wird alles sehr einfach sein. Im Folgenden sind die Funktionen für die Verwendung verschiedener Maschinentypen aufgeführt.

Anwendung von Drehmaschinen

Schneidausrüstung variiert. Eine der wichtigsten Arten von Werkzeugmaschinen ist eine Drehmaschine. Seine Verwendung wird seit der Antike praktiziert. Dann wurde es durch Seilgeräte wie ein Bogen zum Schießen angetrieben. Auf einem Gebiet wie der Metallzerspanung wird das Drehen derzeit zur Herstellung von Maschinenteilen verwendet. Außerdem geschieht dies so genau und schnell, dass es nicht möglich sein wird, solche Ziele mechanisch zu erreichen.

Die Basis dieses Maschinentyps ist das Bett. Das Werkstück muss zwischen den Spitzen von Reitstock und Spindelstock oder im Futter gespannt werden. Verstärken Sie die Schneide in der Stütze. Stellen Sie mit einer speziellen Box, die an ein Automobil erinnert, die erforderliche Drehzahl zum Schneiden ein. Auf dem Instrumentes gibt eine Laufrolle, die davon in Bewegung kommt und den Bremssattel samt Schneide verschiebt. Wenn zusätzlich eine Leitspindel vorhanden ist, kann mit einer solchen Maschine geschnitten werden. Wenn anstelle eines Reitstocks ein Schwenkkopf vorhanden ist, wird das Werkzeug Revolverdrehmaschine genannt. Eine solche Schneidemaschine kann verschiedene Arten von Arbeiten ausführen. Für die Bearbeitung von Produkten mit großem Durchmesser werden Werkzeuge wie Plandreh- oder Drehdrehapparate eingesetzt. Es gibt andere Arten davon.

Die Lebensdauer der Drehmaschine verbessern

Spezialisten arbeiten ständig daran, geeignete Materialien zu finden, die die Lebensdauer von Arbeitswerkzeugen für die Metallzerspanung erhöhen können. Früher wurden Werkzeugmaschinen auf der Basis einfacher Kohlenstoffstähle hergestellt, die chemisch einfach zusammengesetzt waren. Danach wurden Materialien mit hohem Wolframgeh alt verwendet. Mit ihrer Hilfe war es möglich, Metalle viel schneller zu schneiden. Daher wurden sie als schnell schneidend bezeichnet. Allerdings genügten sie mit der Zeit auch den Fachleuten im Bereich Maschinenbau nicht mehr.

Dann wurden sie bei der Herstellung von Werkzeugmaschinen durch Hartlegierungen einer besonderen Klasse ersetzt, die auch bei Temperaturen von bis zu 100 Grad ihre Festigkeit beibeh alten können. In den letzten Jahren ist das auf Metallzerspanung basierende Verfahren noch einfacher geworden. Dies wurde durch die Verwendung von Materialien mit maximaler Beständigkeit gegen hohe Temperaturen erreicht. Je nach Ausgangshärte des Werkstücks, wie z. B. einer Schneide, sowie der Art der Bearbeitung kann es mit der gewünschten Geschwindigkeit bearbeitet werden,was über eine spezielle Box geregelt wird.

Fräsen als Form der Metallbearbeitung

Diese Arbeitsweise ist weit verbreitet und recht performant. Es wird mit einer speziellen Fräsmaschine durchgeführt. CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) werden immer häufiger eingesetzt. Je nach Position des Bremssattels werden sie in verschiedene Typen unterteilt:

• vertikal;
• horizontal;
• portal;
• längs;
• Zahnradfräsen;
• Mehrspindler;
• Einzelspindel und andere.

Spezialisten für die Herstellung solcher Geräte verbessern diese ständig, damit die Produktivität der Metallverarbeitung höher wird. Das Material der Maschinen ändert sich ständig, und auch das Design ändert sich. Wie ein Fräser beim Hobeln führt ein Fräser ähnliche Aktionen aus. Gleichzeitig kombiniert es mehrere seiner Typen. Und wird produktiver. Dadurch ist das Fräsen dem Hobeln deutlich überlegen und verdrängt es nach und nach in der Produktion.

Mahlfunktionen

Maschinen für diese Art der Bearbeitung werden zum Schleifen der Innen- und Außenseite von runden Oberflächen, verschiedenen Ebenen, spitzenlosen Bearbeitungen, Gewinden, Zahnrädern und mehr verwendet. Ein solches Werkzeug für Metalle gehört zu den produktivsten. Neben einer Spezialmaschine gibt es noch ein weiteres Gerät. Dies ist eine Schleifscheibe, die einen großen enthältdie Anzahl der kleinen Schneidelemente. Sie wiederum werden mit einer speziellen Bindevorrichtung befestigt. Und jedes Teilchen für sich ist ein Messer. Wie Sie sehen können, haben wir Metallverarbeitungsanlagen abgedeckt. Im Folgenden lernen wir modernere Techniken kennen, die es ermöglichen, es zu schneiden.

Merkmale der Plasmaschneidtechnologie

Es gibt mehrere Techniken, die für kohlenstoffarme Metalle verwendet werden. Das Plasmaschneiden gilt jedoch als eines der produktivsten. Daher lohnt es sich, näher auf seine Eigenschaften und Vorteile einzugehen. Die Verfahrenstechnik entwickelt sich schnell und ständig weiter. Das Plasmaschneiden von Metallen ist in verschiedenen Industriebereichen weit verbreitet: vom Hausbau bis zum Maschinenbau. Zusammen mit der Sauerstoff-Gas-Methode gilt sie als vielversprechend.

Hauptvorteile

Die Methode des Plasmaschneidens von Metallen hat eine Vielzahl von Vorteilen. Einer davon ist die Arbeitsgeschwindigkeit. Meistens haben Zuschnitte eine Dicke von bis zu 25 mm. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit ihrer Bearbeitung etwa doppelt so hoch und noch höher als beim Autogenschneiden. Und es ist erwähnenswert, dass es bei einer merklichen Abnahme der Blechdicke um das 12-fache überschritten werden kann. Dieser Vorteil kann die Produktivität erheblich steigern und Zeit sparen.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die hohe und hochwertige Brenngeschwindigkeit. Diese Eigenschaft ist beim Schneiden sehr wichtigMetallprodukte. Bei der Plasmamethode sind es etwa 2 Sekunden. Zum Vergleich: Gasschneiden mit Sauerstoff - 30, bei einer Temperatur von mindestens 1000 Grad. Die kurze Interaktion des Werkzeugs mit dem Metall ist vor allem deshalb gut, weil das Material in ein paar Sekunden keine Zeit hat, sich zu verformen, wie es in einem anderen Fall passieren kann.

Ein weiterer unbestrittener Vorteil des Plasmaverfahrens ist die minimale Verkalkung während des Betriebs. Es kann leicht entfernt werden. Die Schneidsysteme sind außerdem einfach zu bedienen und helfen, die richtige Werkzeughöhe und eine gute Geschwindigkeit bereitzustellen.

Zeit und Geld sparen

Beim Plasmaschneiden werden auch mehrere Blätter gleichzeitig geschnitten, was viel Zeit spart. Mit dieser Methode können verschiedene Arten von Materialien verarbeitet werden:

• Aluminium;
• Edelstahl;
• Kupfer und mehr.

Es ist unmöglich, die Sicherheit der Verwendung von Plasmasystemen nicht zu beachten. Sie verwenden keine brennbaren Gase, offenes Feuer und geben nicht viel Wärme ab. All dies reduziert die möglichen Risiken für Benutzer bei der Arbeit mit heißen Metallen erheblich. Die Wärmeeinflussfläche beträgt nur 2 Millimeter.

Alle Eigenschaften des Plasmaschneidens wirken sich positiv auf die Recyclingkosten aus. Die Arbeiten werden qualitativ, schnell und universell durchgeführt. Für viele Zwecke sind diese Vorteile anderen vorzuziehen.

Eigenschaften des LasersMethode

Heute wurden viele Technologien im Bereich der Verarbeitung von Metallprodukten eingeführt. Sie können die Arbeit von Designern, Bauherren und anderen Fachleuten, deren Arbeit irgendwie mit diesem Prozess zusammenhängt, erheblich erleichtern. Das Laserschneiden gilt derzeit als am weitesten fortgeschritten. Es bietet Ihnen großartige Möglichkeiten bei der Herstellung von Metallprodukten in Bezug auf Design und verschiedene Konfigurationen.

Eine solch vielversprechende Technik ist noch recht jung, aber bereits weit verbreitet. Das Laserschneiden von Metall erfolgt mittels fokussierter technisch leistungsfähiger Spezialanlagen. Sie zeichnen sich durch eine hohe Strahlbündelung aus. Und sie können nicht nur Aluminium oder Kupfer schneiden, sondern auch Holz und andere Materialien.

Methode Beschreibung

Bei dieser Schneidmethode treten Oxide auf der Metalloberfläche auf. Sie erhöhen den Energieabsorptionsprozess und sind in der Lage, die Temperatur bis zum Schmelzpunkt zu h alten. An der Kontaktstelle erzeugt der Laserstrahl maximale Temperaturwerte, wodurch das Material zu schmelzen beginnt. Aber außerhalb der angegebenen Zone heizt es nur auf. Gleichzeitig wird ein aktives Gas zugeführt, meistens Sauerstoff. Es bläst die Verbrennungsprodukte aus und ermöglicht es Ihnen, die Schnittgeschwindigkeit deutlich zu erhöhen. Sauerstoff erhitzt mehrere Schichten, indem flüssiges Metall und Oxide entfernt werden.

All dies geschieht, während das Material nicht bis zu seiner vollen Tiefe durchgeschnitten wird. Schließlich kann ein Gasstrahl in der Nähe der Trennlinien ihn aktiv kühlen. Eine kleine Wärmeeinflusszone kannachten Sie auf parallele Kanten in kleinen Abständen (ca. 0,2 mm). Um die eine oder andere Genauigkeit während des Schneidvorgangs zu erreichen, ist es sehr oft notwendig, eine automatische Steuerung mittels eines Computers einzuführen. In solchen Fällen können Sie die Erstellung eines fertigen Produkts programmieren.

Für das Laserschneiden von Blechen werden am häufigsten Geräte auf der Basis von Festkörper- und Gaswerkzeugen verwendet. In diesem Fall ist der Schnitt des Materials perfekt gleichmäßig. Kein mechanisches Metallschneiden kann eine solche Genauigkeit bieten, wobei eine schnelle Ausführung und ein Minimum an Abfall berücksichtigt werden müssen. Grundsätzlich werden für die Blechbearbeitung Geräte auf Basis von Gas- und Festkörperlasern eingesetzt. Der Laserschnitt des Metalls wird vollkommen gleichmäßig sein. Es wird ohne Verformungen ausfallen, die während eines mechanischen Schnitts vorhanden sind. Darüber hinaus ermöglicht die Laserschneidtechnologie eine erhebliche Arbeitspräzision, minimalen Abfall und schnelle Durchlaufzeiten.

Vorteile der Methode

Laserschneiden ist eines der gefragtesten auf dem Markt für das Schneiden von Metallprodukten. Es hat die Arbeit mit Hartmetallwerkstoffen erheblich erleichtert. Schließlich sind sie recht aufwendig in der Verarbeitung und könnten sich nach solchen Manipulationen oft verschlechtern. Am besten zum Laserschneiden geeignet:

• Stahl;
• Nichteisenmetalle;
• Aluminiumlegierungen.

Auch dicke Lakenviel besser verarbeitet. Es wird einfacher, mit komplexen Formen von Metallteilen zu arbeiten und Löcher in sehr harte Materialien mit kleinem Durchmesser zu bohren. Hier können Sie in puncto Geometrie Ihrer Fantasie freien Lauf lassen. Das System kann automatisiert werden. Dazu reicht es aus, eine spezielle Datei mit einem bestimmten Programm auf einem Computer zu erstellen. Es gibt keine mechanischen Einwirkungen auf das Metall - das ist auch wichtig. Bei der Laserbearbeitung wurden außerdem folgende Vorteile beobachtet:

• Fähigkeit, komplexe Schnittkonturen zu erstellen.
• Fast jedes Blech kann unabhängig von seinen thermischen Eigenschaften bearbeitet werden.
• Präzisionsarbeit.
• Schneiden ist auch bei leicht verformbaren und nicht zu harten Materialien möglich.
• Hohe Produktivität durch hohe Laserleistung.
• Wenn die Oberfläche glatt sein muss, ist es besser, einen fokussierten Strahl mit einstellbarer Leistung zu verwenden.

Gasverfahren

Betrachten wir eine ziemlich verbreitete Methode zur Beeinflussung von Metall, die seit vielen Jahren aktiv eingesetzt wird. Das ist Brennschneiden. Es ist sehr beliebt und kostengünstig. In anderer Weise wird es auch als Sauerstoff bezeichnet, da in diesem Fall die Beeinflussung des Metalls thermischer Natur ist. Es strömt nach Arbeitsende Sauerstoff ein und entfernt die Reste von flüssigem Oxid. Zunächst wird der obere Rand des Teils erwärmt. Je nach chemischer Zusammensetzung des Materials (z. B. Stahl) kann seine Zündtemperatur zwischen 1000 und 1200 Grad liegen.

Gasschneiddoseauf mittellegierten, niedriglegierten oder Kohlenstoffstahl angewendet werden. Die Dicke des Blechs oder anderen Produkts darf maximal 300 Millimeter betragen. Das Gas-Sauerstoff-Verfahren der Metallbearbeitung hat seine Vorteile:

• Niedrige Bearbeitungskosten.
• Es besteht keine Notwendigkeit, mit der Kante zu arbeiten, nachdem der Vorgang abgeschlossen ist.
• Verfügbarkeit von geradem und diagonalem Schneiden von Produkten in verschiedenen Winkeln.
• Es können dicke Bleche verwendet werden.

Gibt es eine Arbeitsnorm?

Viele fragen sich, ob die Metallzerspanung GOST oder andere Standards in Bezug auf die Ausführung der strukturellen Bearbeitung hat. Nach den bestehenden Regeln und Kriterien hat ein solcher Prozess also seine eigenen Aufgaben. Zunächst müssen die Details mit der einen oder anderen Konfiguration und den Abmessungen angegeben werden. Dies wird durch die verwendete technologische Dokumentation gefordert. Zum Beispiel ein genehmigtes Projekt für den Bau eines Objekts. Außerdem muss die zu behandelnde Oberfläche gemäß den anerkannten Standards immer sauber sein. GOSTs listen mechanische Methoden der Metallzerspanung auf, einschließlich Drehen, Bohren, Fräsen sowie Schlitzen und Räumen. Auch die Endverarbeitung der Produkte ist angegeben. Jede Art der mechanischen Bearbeitung von Metallen entspricht nicht nur einer bestimmten Ausrüstung, sondern auch einer Seriennummer.

Wie wir gesehen haben, gibt es viele Möglichkeiten der maschinellen und automatisierten Bearbeitung von Produkten, um sie zu schneiden. All dies ist weit verbreitet in der Konstruktion, im Ingenieurwesen,Reparatur und andere Bereiche. Methoden werden ständig verbessert und durch neue ergänzt, moderne Geräte werden geschaffen, die den Prozess jedes Mal einfacher machen.