اره برش سرد فلزی: برش های دقیق بدون سوراخ

اره برش سرد فلزی: برش های دقیق بدون سوراخ

یک سازنده لوله که از اره خرد کن ساینده به یک اره تبدیل می شود اره برش سرد فلز بلافاصله متوجه یک چیز می شود: انتهای برش در لمس خنک است و لبه تقریباً برای جوشکاری آماده است. بدون سنگ زنی، بدون تغییر رنگ آبی، بدون انتظار برای خنک شدن قطعه. این تفاوت فوری - یک برش بدون سوراخ و از نظر ابعاد پایدار - به همین دلیل است که اره‌های سرد به استانداردی برای پردازش فولاد ساختاری، لوله و آلومینیوم با حجم بالا تبدیل شده‌اند. درک تداخل تیغه، سرعت و تغذیه، یک اره سرد خوب را به یک دارایی بلندمدت و کم هزینه برای هر برش تبدیل می کند.

اره برش سرد فلزی چگونه کار می کند

یک اره برش سرد از یک تیغه دایره ای دندانه دار ساخته شده از فولاد پرسرعت (HSS) یا بخش هایی با نوک کاربید تنگستن (TCT) استفاده می کند. تیغه با RPM کنترل شده و نسبتاً کم می چرخد ​​- اغلب بین 20 تا 150 متر در دقیقه سرعت سطح، بسته به ماده - و قطعه کار به تیغه وارد می شود یا سر تیغه در مواد حرکت می کند. فرآیند برش یک عمل تراشه‌سازی واقعی و شبیه فرز است: هر دندان یک تراشه هلالی‌شکل کوچک را بریده و آن را به بیرون می‌برد. از آنجایی که بیشتر گرمای تولید شده به جای قطعه کار یا تیغه وارد تراشه می شود، مواد خنک می مانند. این به شدت با برش ساینده تضاد دارد، جایی که اصطکاک تقریباً تمام انرژی را به گرمایی تبدیل می کند که وارد قطعه می شود.

گیربکس های دو مرحله ای یا موتورهای درایو مستقیم گشتاور ثابت را در سرعت های پایین تیغه حفظ می کنند. خنک کننده سیل یا روانکاری با حداقل مقدار (MQL) مستقیماً در منطقه برش برای کنترل بیشتر دما و شستشوی تراشه ها اعمال می شود. نتیجه یک برش با تلورانس های تنگ است - معمولاً 0.1 ± میلی متر در قطر و عمود بر آن - و بدون منطقه متاثر از گرما که ریزساختار فلز را تغییر دهد یا باعث تاب خوردگی شود.

چهار مزیت قابل اندازه گیری نسبت به برش ساینده

فروشگاه‌هایی که هزینه هر قطعه و زمان خرابی را پیگیری می‌کنند، سود واضحی را هنگام انتقال به برش سرد گزارش می‌دهند. مزایا فراتر از یک لبه تمیز است.

• بدون منطقه متاثر از گرما (HAZ). چرخ های ساینده یک حلقه حرارتی قابل مشاهده ایجاد می کنند که می تواند لبه های فولادی را سخت کند و عملیات ثانویه مانند رزوه کاری یا جوشکاری را غیرقابل پیش بینی کند. برش سرد سختی اولیه و ساختار دانه را حفظ می کند.
• پرداخت بدون سوراخ. یک اره سرد که به درستی تنظیم شده باشد، لبه‌ای ایجاد می‌کند که به ندرت نیاز به سوراخ‌زدایی اضافی دارد. این یک ایستگاه ثانویه را حذف می کند و کار و جابجایی را کاهش می دهد.
• عمر تیغه در هر بار تیز کردن. تیغه اره سرد HSS معمولاً 1000 تا 3000 برش روی لوله فولادی ملایم قبل از تیز کردن مجدد ایجاد می کند و می تواند 30 تا 40 بار مجدداً تیز شود. تیغه ای با نوک کاربید این محدوده را به طور چشمگیری روی ضد زنگ و آلومینیوم گسترش می دهد. در مقابل، یک چرخ ساینده به طور مداوم مصرف می شود و گرد و غبار تولید می کند.
• هزینه کمتر برای هر برش اگرچه هزینه تیغه جلویی بالاتر است، اما هزینه هر برش در طول عمر کاری تیغه - از جمله کاهش دوباره کاری و زمان چرخه سریعتر - اغلب 60 تا 70٪ کمتر از چرخ های ساینده در محیط های تولید است.

انتخاب تیغه: تطبیق هندسه دندان با مواد

عملکرد یک اره سرد منوط به انتخاب تیغه مناسب برای فلز در حال برش است. دو متغیر مهم عبارتند از ماده دندان و زیر و بمی دندان (دندان در هر اینچ یا TPI). دستورالعمل های عمومی:

• فولاد ملایم و لوله ساختاری: تیغه های HSS با گام 6-10 TPI به خوبی کار می کنند. تراش دندان سه تراشه بار تراشه و عمر لبه را متعادل می کند.
• فولاد ضد زنگ: به تیغه‌های کبالت HSS یا TCT با زاویه چنگک مثبت و 8 تا 12 TPI برای برش مواد سخت و سخت‌کننده بدون مالش نیاز دارد. خنک کننده اجباری است.
• آلومینیوم: تیغه های TCT با چنگک صفر یا منفی، 4 تا 8 TPI و تراشه های صیقلی از جوشکاری تراشه جلوگیری می کنند. نرخ تغذیه بالا بی خطر است زیرا آلومینیوم گرما را به سرعت دفع می کند.
• لوله جدار نازک (زیر 2 میلی متر): یک تیغه ریز (10-14 TPI) حداقل دو دندان را همیشه در برش نگه می دارد و از شکستگی دندان جلوگیری می کند.

در صورت شک، دندان های بیشتر مساوی برش بهتر نیست. گام بیش از حد ریز در مواد ضخیم باعث بسته بندی تراشه و اضافه بار تیغه می شود. هدف این است که 2 تا 3 دندان در ضخامت دیواره درگیر شوند.

سرعت و تغذیه: دو کنترلی که زندگی تیغه را تعریف می کنند

اپراتورها اغلب اره های سرد را خیلی سریع اجرا می کنند و رفتار چرخ های ساینده را تقلید می کنند. سرعت صحیح سطح به مواد و قطر تیغه بستگی دارد. یک اشتباه رایج استفاده از یک تیغه 350 میلی‌متری در همان دور در دقیقه با تیغه‌های 250 میلی‌متری - مقیاس‌های سرعت سطحی با قطر است. همیشه سرعت را بر حسب متر در دقیقه تنظیم کنید، نه RPM را به تنهایی.

نرخ تغذیه، که ضخامت تراشه را کنترل می کند، به همان اندازه حیاتی است. خوراکی که خیلی سبک است از طریق مالش گرما تولید می کند و تیغه را زودتر کدر می کند. غذای سنگین بیش از حد به دندان اضافه می کند و می تواند باعث شکستگی فاجعه بار دندان شود. تراشه ایده‌آل یک روبان نقره‌ای رنگ محکم روی فولاد است - تراشه‌های آبی یا قهوه‌ای نشان‌دهنده گرما و گرد و غبار نشان‌دهنده مالش است. خوراک را تا زمانی تنظیم کنید که تراشه ها آن رنگ نقره ای به کاهی روشن را نشان دهند.

استفاده از مایع خنک کننده باید به ناحیه برش برخورد کند، نه اینکه فقط تیغه را آب کند. خنک کننده های نیمه مصنوعی با غلظت 5 تا 8 درصد بهترین تعادل خنک کننده و شستشوی تراشه را فراهم می کنند. برای آلومینیوم، یک روغن مستقیم یا غبار MQL از ایجاد تراشه بدون لکه‌دار شدن فلز جلوگیری می‌کند.

تنظیمات ماشین: دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک

اره های سرد در چندین فرمت موجود هستند که هر کدام برای حجم و دقت خاصی مناسب است.

• اره های سر محور دستی. اپراتور سر تیغه را به داخل مواد می کشد. بهترین کار برای کارگاه های با حجم کم که تک میله ها یا لوله های گاه به گاه برش می زنند. تکرارپذیری به مهارت اپراتور بستگی دارد.
• اره های نیمه اتوماتیک. گیره و تغذیه از نوع پنوماتیکی یا هیدرولیکی هستند و پایین آمدن تیغه به صورت مکانیکی کنترل می شود. اپراتور به سادگی مواد را بارگذاری می کند و چرخه را آغاز می کند. این ماشین‌ها می‌توانند 0.15 ± میلی‌متر طول را به‌طور ثابت نگه دارند، که آنها را برای تولید دسته‌ای قرقره‌های لوله و بخش‌های ساختاری محبوب می‌کند.
• اره سرد CNC تمام اتوماتیک. جابجایی مواد از یک مجله، توقف های طول خودکار و سرعت و تغذیه تیغه قابل برنامه ریزی. آنها در برش لوله با حجم بالا برای کاربردهای خودرو، مبلمان و HVAC سرآمد هستند. برش یکپارچه باندل و برش میتر از 0 درجه تا 45 درجه از ویژگی های مشترک هستند.

برای لوله های برش تاسیساتی که بعداً رزوه می شوند، یک اره سرد نیمه اتوماتیک که درست قبل از ایستگاه رزوه کاری قرار می گیرد یک جریان کاری بدون درز ایجاد می کند. انتهای مربعی و بدون سوراخ اره سرد تضمین می کند که قالب رزوه ای به طور تمیز درگیر می شود و سایش قالب را کاهش می دهد و ریزش های برش مجدد را از بین می برد.

جفت کردن اره های برش سرد با تجهیزات نخ لوله

در هر خط ساخت لوله، کیفیت انتهای برش مستقیماً بر عمر ابزار رزوه‌کاری و دقت شکل رزوه تأثیر می‌گذارد. انتهای لوله اره‌شده سرد بدون رسوب، بدون سوراخ و بدون اعوجاج بیرونی وارد دستگاه رزوه‌کشی می‌شود. این امر بار شعاعی روی قالب های رزوه ای را کاهش می دهد و منجر به تحمل رزوه های تنگ تر می شود. بسیاری از مغازه‌هایی که اره‌های برش سرد فلزی را با رزوه‌کش اتوماتیک ترکیب می‌کنند، 20 تا 30 درصد افزایش عمر قالب را گزارش می‌کنند، صرفاً به این دلیل که قالب‌ها از طریق لبه‌های اکسید شده و ناهموار برش نمی‌دهند. برای عملیات پردازش لوله های گالوانیزه یا ضد زنگ، تمیز بودن برش سرد نیز از آلودگی و گاز گرفتن در حین رزوه گیری جلوگیری می کند.

برش سرد در مقابل روش های دیگر: وقتی اره برنده شد

در حالی که اره های سرد تنها انتخاب برای برش فلز نیستند، اما بر کاربردهای خاص غالب هستند. تصمیم معمولاً به مواد، اندازه دسته و نیازهای تکمیلی پایین دست بستگی دارد.

برای لوله ها و لوله هایی با قطر کمتر از 150 میلی متر که رزوه کاری یا جوشکاری بعدی برنامه ریزی شده است، اره سرد بهترین تعادل سرعت، دقت و هزینه را ارائه می دهد. اره نواری در هر برش کندتر است. چرخ های ساینده نیاز به یک مرحله تمیز کردن دارند. اره های سرد یک قطعه آماده برای استفاده را درست از دستگاه تولید می کنند.

دام های رایجی که عمر تیغه ها را کوتاه می کند

حتی تیغه های پریمیوم HSS یا کاربید نیز در صورت نادیده گرفتن چند قانون عملیاتی ممکن است زودتر از کار بیفتند. شایع ترین مشکلات عبارتند از:

• نقاط سخت در مواد. درزهای جوش داده شده یا مقیاس آسیاب می توانند به طور ناهموار کار کنند. اگر دندان به نقطه سختی برخورد کند، ممکن است ترک بخورد یا ترک بخورد. برش اولیه آهسته از ناحیه جوش و تغذیه ثابت از بارگذاری ضربه جلوگیری می کند.
• تخلیه ناکافی تراشه تراشه های بسته بندی شده دوباره برش داده و گرمای اصطکاک ایجاد می کنند. زوایای چنگک مثبت و جریان زیاد مایع خنک کننده در برش های عمیق ضروری است.
• گام دندان اشتباه برای ضخامت دیواره. در لوله نازک، تعداد بسیار کم دندان در هر اینچ باعث می شود که دندان به مواد برخورد کند. دندان های زیاد باعث مالش می شود. قانون 2 تا 3 دندان در برش اجباری است.
• تیغه کسل کننده به خدمت ادامه داد. یک تیغه فرسوده دمای برش را افزایش می دهد، قطعه را سخت می کند و فشار تغذیه را افزایش می دهد. به محض تغییر صدای برش یا تیره شدن رنگ تراشه، دوباره تیز کنید.

توان عملیاتی و بازگشت سرمایه: چرا برش سرد نتیجه می دهد؟

یک اره نیمه اتوماتیک نیمه اتوماتیک با تیغه 350 میلی متری و گیره پنوماتیکی می تواند برش لوله فولادی ملایم 50 میلی متری را در کمتر از 8 ثانیه انجام دهد، از جمله گیره/بازکردن گیره. در یک جابجایی، این تقریباً 1500 قطعه است در مقایسه با 900-1000 قطعه در یک اره ساینده، زمانی که تغییرات تیغه و سنگ زنی را در نظر بگیرید. با یک چرخ ساینده که تنها 100 تا 200 برش دوام می آورد و یک تیغ اره سرد که 2000 برش بین تیز کردن مجدد دوام می آورد، صرفه جویی در کار و مواد مصرفی افزایش می یابد. در یک آمار تغییر در دنیای واقعی، یک فروشگاه ساخت گزارش داد که هزینه‌های مصرفی پس از تغییر به برش سرد از 0.22 دلار به ازای هر برش به 0.07 دلار کاهش یافته است - کاهش 68٪ - و زمان کار برای هر قطعه 30٪ کاهش یافته است، زیرا سنگ زدایی حذف شده است.

سرمایه گذاری ماشین معمولاً در عرض 12 تا 18 ماه در یک لوله فولادی کربنی برش تک شیفتی بازپرداخت می شود. برای مغازه‌های ضد زنگ و آلومینیوم، که در آن‌ها سنگ‌زدایی و دوباره کاری پرهزینه‌تر است، نقطه سربه‌سر اغلب کمتر از 9 ماه است.