6 (Лекции по термической резке (часть 1))

8

Форма № 3.

Титульный лист

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра

ТИ-3 «Информационное обеспечение технологии соединения материалов

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

_______________________

В.М.Ямпольский

«___»_________200__г.

Для студентов _4_

курса факультета_ТИ_

Специальность _15.02.02_

К. т. н., с.н.с. Гейнрихс И.Н.

ЛЕКЦИЯ № _6_

по 4310 «Термическая резка »

ТЕМА «ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ РЕЗКИ »

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

«__»___________200__г.

Протокол № __

МГУПИ – 200__г.

Тема лекции: ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ РЕЗКИ.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомление студентов с теорией газовой разделительной резки.

Время: 2 часа (90 мин.).

Литература (основная и дополнительная):

• Куркин С.А. и др. «Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций» МГТУ 2002г. 462 стр.

• Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. Учебное пособие. – М; Высшая школа, 1986г. 311 стр.

Учебно-материальное обеспечение:

1. Наглядные пособия:

   • Диафильмы, видеофильм, компьютерные программы.

2. Технические средства обучения:

• Электронный проектор

1. Приложения: ______________________________________________

(наименования и №№ схем, таблиц, слайдов, диафильмов и т.д.)

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

Введение - до 5 мин.

Краткий обзор лекции №5

Основная часть - до 80 мин.

Технология газовой разделительной резки.

1-й учебный вопрос - 40 мин.

Техника резки. Резка стали малой толщины.

2-й учебный вопрос - 40 мин.

Пакетная резка стали. Резка кислородом низкого (пониженного) давления. Особенности резки стали большой толщины.

Заключение – до 5 мин.

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ.

1-й учебный вопрос: Техника резки. Резка стали малой толщины.

Техника резки.

Подготовка стали перед резкой. Если поступающая на резку сталь находится в закаленном состоянии, то ее перед резкой не­обходимо термически обработать: отжечь при температуре 600° С (для снятия напряжений закалки) или отпустить (для снижения твердости и повышения пластичности). В противном случае напря­жения закалки, суммируясь с напряжениями, возникающими при резке, могут достигнуть чрезмерно большой величины и послужить причиной образования трещин. Поверхность разрезаемого листа стали должна быть очищена от окалины, ржавчины, масла и грязи. Особенно тщательно следует очищать поверхность стали от ока­лины, изолирующей металл от непосредственного контакта с пла­менем и режущей струей кислорода. Для этого необходим незна­чительный прогрев поверхности металла подогревающим пламенем резака, в результате которого благодаря разным коэффициентам теплового расширения окалины и стали отскакивает окалина от поверхности. Очищать поверхность стали от окалины, естественно, следует узкой полосой по линии предполагаемого реза, при скорости перемещения подогревающего пламени, примерно соответствующей скорости резки.

Начало резки. Процесс резки начинают с нагрева металла с по­верхности в начальной точке реза до температуры воспламенения металла в кислороде, точнее - до температуры начала интенсив­ного окисления металла. Практически металл нагревают до тем­пературы его плавления. После пуска кислородной струи и начала непрерывного окисления металла по толщине резак перемещают по линии реза.

При резке стали толщиной до 30 мм мундштук резака в начале процесса резки может быть установлен вертикально или с неболь­шим наклоном на угол 5-10° в сторону, обратную направлению резки. При резке стали сравнительно большой толщины (до 100 мм) мундштук резака в начале процесса устанавливают под углом 10-15° (рис. 117).

Особую трудность представляет начало процесса резки внутри контура листа или заготовки. В этом случае для стока шлака не­обходимо начальное отверстие, которое при толщине стали до 20 мм прожигают резаком при горизонтальном положении листа, а при большей толщине стали (до 40 мм) - также резаком, но при вер­тикальном или наклонном положении листа стали.

Иногда начальное отверстие внутри контура листа образуют движущимся резаком. В этом случае кислородная струя, врезаясь постепенно в металл (рис. 118), после перемещения резака на не­которое расстояние пробивает сквозное отверстие. Этот способ начала резки получил распространение в котлостроении при вы­резке отверстий под штуцеры и патрубки, когда процесс резки начинают внутри контура вырезаемого отверстия (рис. 119). Шлаки, образующиеся при прожигании отверстия движущимся резаком, давлением кислородной струи выносятся назад за струю, благодаря чему устраняется засорение мундштука брызгами металла и шлака.

Начальное отверстие в стали толщиной более 100—150 мм по­лучают механическим высверливанием или прожиганием отверстия кислородным копьем. Весьма трудно также начать резку круглой заготовки. В этом случае для достижения концентрированного на­грева металла в начальной точке реза резак располагают под углом 45—60° к вертикали, а затем после пуска кислородной струи и на­чала резки выравнивают до вертикального положения, перемещая его в поперечном направлении заготовки (рис. 120, а). Иногда, в особенности, если поверхность заготовки покрыта литейной кор­кой, целесообразно заготовку в месте начала резки надрубать кузнечным зубилом (рис. 120, б).

Положение резака в процессе резки. При прямолинейной резке стали толщиной до 30 мм режущее сопло резака целесообразно на­клонять на угол 20—30° от вертикали в сторону, обратную направ­лению резки (рис. 121). В этом случае направленная под углом кислородная струя частично или полностью смывает с передней грани разреза образующиеся при окислении стали жидкие шлаки, ускоряет окисление металла и существенно увеличивает скорость резки, а следовательно, и ее производительность.

Процесс механизированной скоростной резки листовой стали следует производить с наклоном режущего сопла на угол до 45° и с подогревом режущего кислорода (достигаемым расположением подогревающих сопл резака под режущими), что способствует су­щественному повышению производительности процесса.

Ориентировочно скорость грубой разделительной резки можно определить по эмпирической формуле где = 1,25 + 0,025 - продолжительность резки 1 пог. м реза, с (мин); - толщина разрезаемой стали, мм.

Однако определяемые по этой формуле скорости резки сильно завышены и пригодны только для резки в лом. Во всех остальных случаях вычисленные скорости должны быть понижены: при заго­товительной резке на - 10%, при вырезке фасонных деталей с при­пуском - на 20%, при чистовой машинной прямолинейной рез­ке - на 30%, при чистовой машинной фасонной резке - на 40%.

Резка стали малой толщины

Обычно газовый процесс применяют для резки стали при тол­щине металла не менее 3 мм. При газовой резке более тонких листов стали наблюдается оплавление кромок и перегрев металла подо­гревающим пламенем. Однако при необходимости образования прямолинейных резов и отсутствии возможности разрезать сталь на ножницах листы толщиной 2 - 2,5 мм можно разрезать резаком с по­следовательным расположением сопл, снижающим ширину зоны теплового влияния и уменьшающим оплавление кромок.

В некоторых случаях, главным образом при вырезке фасонных деталей из стали толщиной 2 - 2,5 мм, когда из-за малой серии вырезаемых деталей штамповка их экономически неоправдана, при­бегают к газовой резке резаком с концентрическим расположением сопл при возможно меньшей мощности подогревающего пламени и с возможно большей скоростью.

2-й учебный вопрос: Пакетная резка стали. Резка кислородом низкого (пониженного) давления. Особенности резки стали большой толщины.

Пакетная резка стали

Сущность процесса газовой пакетной резки состоит в том, что разрезаемые листы, число которых при малой толщине металла может составлять 25 - 50 шт. и более, собирают в пакет, стягивае­мый струбцинами или специальным зажимным приспособлением, и разрезают за один проход резака (рис. 124).

Для пакетной резки кислородом обычного давления, применяе­мой, как правило, при малой толщине отдельных листов пакета, необходимо плотное прижатие листов друг к другу, для чего исполь­зуют струбцины и другие зажимные приспособления, обеспечиваю­щие минимальный зазор между листами. Максимальная толщина отдельных листов пакета в этом случае не превышает 4 - 6 мм при общей толщине пакета не более 100 мм.

Пакетную резку кислородом пониженного давления можно про­изводить как при плотно сжатом пакете, так и при наличии зазоров между отдельными листами, иногда достигающих 3,5 - 4 мм (при толщине отдельных листов 3 - 5 мм). В этом случае, не требую­щем принудительного сжатия листов, толщина отдельных листов пакета может достигать 30 мм и более. Однако в связи с возможной деформацией листов при резке пакета в свободном состоянии желательно зажатие листов хотя бы со стороны, противоположной началу резки (рис. 125).

Независимо от давления режущего кислорода разрезаемые в пакете листы должны быть тщательно выровнены, причем еслирезку начинают от края пакета, листы

ж елательно собирать в соот­ветствии со схемой рис. 126. Если же резку начинают внутри кон­тура пакета, то необходимо рассверливание начального отвер­стия в точке начала резки на обрези с последующим выводом резака на контурную линию вырезаемой детали или высверливание отверстия строго на контурной линии. В последнем случае диаметр начального отверстия должен быть равен ширине реза (или меньше ее).