Раскрой листовых материалов: особенности

Раскрой листового материала

Прежде чем начать расчёт энерго- силовых параметров операций штамповки следует получить заготовку из листового материала, если это не трубная заготовка, которую, будем считать, получили ранее методом прессования или прокатки. Для получения заготовки под процесс холодной листовой штамповки поставляется холоднокатаный лист толщиной такой же, которую имеет деталь.

Различают несколько методов раскроя полосы (листа) на заготовки. Самыми распространёнными видами раскроя являются: параллельный и раскрой в шахматном порядке. Схемы обоих видов раскроя показаны на рисунке 1.

а) параллельный раскрой

б) шахматный раскрой

Рисунок 4 – Однорядный раскрой полосы

При выполнении схемы раскроя следует учитывать некоторые особенности листового материала и конструкции вырубаемого штампа, а именно: 1) наличие зазора между вырубаемыми заготовками; 2) припуск от края полосы до заготовки, равный величине зазора. Как правило, при разработке технологического процесса холодной листовой штамповки рассматривают оба вида раскроя листового материала, и важнейшей величиной расчётов в обоих случаях является коэффициент использования материала. На основе получившихся расчётов и по искомому коэффициенту делают вывод, каким способом целесообразней производить раскрой, то есть дают количественную оценку получаемых изделий. Выбирают тот вид раскроя, где коэффициент использования материала будет больше.

Величина зазора получается расчётным путём в зависимости от толщины полосы по формуле

где ∆- припуск, мм,

S- толщина полосы, мм.

Вводят также понятие шага раскроя (если производство автоматизированное, то его называют шагом подачи), он также определяется расчётным путём

где Ш – шаг подачи, мм,

R- радиус заготовки, мм.

Если раскрой однорядный, то ширина полосы находится как

где В- ширина полосы, мм,

D- диаметр заготовки, мм.

Если раскрой в шахматном порядке, то ширина полосы находится из рис.1, б.

Длина полосы или листа выбирается по ГОСТам: 1000мм, 2000мм и т.д. Ширина листа также принимается по ГОСТу: 500мм, 600мм, 800мм, 1000мм, 1200мм и т.д.

После расчёта ширины полосы принимает не расчётное её значение, а значение отвечающее ГОСТу:10мм, 12мм, 14мм, 16мм, 18мм, 20мм, 24мм, 26мм, 28мм, 30мм, 34мм, 35мм, 36мм, 38мм, 40мм, 44мм, 46мм, 48мм, 50мм, 55мм, 60мм, 65мм, 70мм, 75мм, 80мм, 85мм, 90мм, 95мм, 100мм и т.д.

Таким образом, в листе будет укладываться несколько полос, а в каждой полосе будет располагаться несколько заготовок. Процесс резки листа на полосы проводят такими способами, как: резка параллельными ножницами, гильотинными ножницами и дисковыми ножницами. Схемы резки листа на полосы и расчёт усилия операции приведено в таблице 1.

Таблица 1 – Определение усилий резания ножницами

Вырубка и пробивка заготовки ведётся в специальном штампе. Количество заготовок в полосе рассчитывается по формуле

(5)

где L- длина полосы, мм.

Для определения коэффициента использования материала необходимо вычислить площади полосы и заготовки. Площадей заготовки зависят от конфигурации получаемого изделия и для их определения следует пользоваться таблицами представленными в пунктах конкретной операции (см.пункты 2.4 – 2.10). Площади простейших фигур типа круг, квадрат, треугольник, прямоугольник не приведены в данных таблицах, следует пользоваться геометрическими формулами вычисления площадей простейших фигур (площади простейших фигур указаны в приложении 2). Для определения площадей заготовок следует пользоваться правилом равенства поверхностей, т.е. площадь детали равна площади заготовки; будем считать, что в рассматриваемых операциях не будет иметь место утонение стенки в процессе деформирования. Заготовкой может быть круг, прямоугольник, квадрат и труба, если деталь сложной формы, то форма заготовки подбирается, отклоняясь от общих правил проектирования, что на практике встречается в отдельных отраслях производства.

является Коэффициент использования материала- Ким является важным экономическим показателем, как было сказано выше. Его определяют исходя из процента использования материла заготовки по отношению ко всей площади полосы или листа, из которых получают заготовки по формуле

(6)

где Fз– площадь заготовки, мм 2 ,

Fпол– площадь полосы или листа , мм 2 ,

n- количество заготовок в полосе или листе, шт.

Приведённые расчёты являются основополагающими перед началом технологических расчётов операций холодной штамповки и многих методов ОМД. Расчёт силовых параметров для каждого вида операций свой. Рассмотрим некоторые операции холодной штамповки ниже.

2.4 Операция резки: вырубка и пробивка

Процесс резания штампами при вырубке, пробивке и других операциях в некоторой степени аналогичен процессу резания ножницами. В данном случае пуансон и матрица являются как бы ножами замкнутой конфигурации, имеющими сопряжённые режущие кромки. Однако процессы резания существенно отличаются.

Операция резки относится к классу разделительных. Напряжённо- деформированное состояние у операций вырубки и пробивки аналогичен, поэтому чаще всего их рассматривают вместе, а штампы выполняются комбинированными или как их ещё называют штампы совмещённого действия.

В процессе вырубки и пробивки листового металла возникает сложное неоднородное силовое поле, сконцентрированное вблизи режущих кромок пуансона и матрицы. Пуансон обычно вдавливается в листовую заготовку не по всей торцевой поверхности, а лишь по кольцевому пояску. Такое же вдавливание происходит и со стороны матрицы. Схема действия сил на заготовку со стороны инструмента показана на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема сил, действующих на заготовку в процессе вырубки

В виду сложности и неоднородности силового поля при вырубке- пробивке в технологических расчётах применяется условная технологическая величина- сопротивление срезу (кгс/мм 2 ).

, (7)

где Рмах– максимальное усилие срезу, кгс,

L- длина полосы, мм 2 ,

S- толщина полосы, мм.

Из данного выражения находят усилие вырубки- пробивки. Условная величина- сопротивление срезу находится по формуле

, (8)

где d- диаметр вырубаемого контура, мм,

σт– предел текучести, кг/мм 2 .

Усилие, необходимое для снятия полосы с пуансона, находится по формуле

где Р- усилие вырубки- пробивки, кгс,

kпр– коэффициент, определяемый в зависимости от типа штампа и толщины материала. Данный коэффициент в среднем составляет при вырубке на провал kпр=0,05…0,10, при вырубке с обратным выталкиванием kпр=0,07…0,14; при чём наибольшие значения относятся к более тонким материалам.

Следует учитывать, что приведённые формулы являются приближёнными к действительному значению и применяются в простейших случаях. Для более точного расчёта энерго – силовых параметров следует пользоваться дополнительными данными (В.П.Романовский Справочник по холодной штамповке, Машиностроение: 1979, 518с.)

Раскрой металла

Раскрой листового и другого профильного проката является одной из важнейших операций при создании металлоконструкций.

Именно эта операция во много определяет качество продукции и ее стоимость. За все время придумано и внедрено в эксплуатацию множество технологий, применяемых при раскрое листового и другого профиля.

Суть раскроя металла

Раскрой металла, вне зависимости от его формы – это заготовительная операция. Именно на стадии ее выполнения обретают черты будущие детали металлоконструкции. На машиностроительных предприятиях, да и в производственных комплексах других отраслей, существуют целые заготовительные подразделения, оснащенные самым разным оборудованием, предназначенным для формирования заготовок, а то и готовых деталей. Все зависит от применяемого оборудования и инструмента.

Термин раскрой металла можно истолковать следующим образом – это метод размещения заготовок на листе. Форма, может, быть в виде прямоугольника или любой другой. При проведении раскроя металла появляется определенный объем возвратных и невозвратных отходов. Их объем напрямую зависим от технологии, которую использовали при раскрое.

Виды отходов при раскрое металлов

Отходы от заготовительных операций можно разделить на два класса:

Технологические отходы в виде стружки

К первому типу отходов относят тот металл, которые теряют вследствие технологической обработки. Например, при использовании газовой резки – это оплавление, в виде стружки, снимаемой с поверхности заготовки по время точения или фрезерования. К отходам относят ту часть металла, которая уже не будет использована в дальнейшем.

Отходы от раскроя металла

К отходам от раскроя листового металла можно отнести те остатки, которые образуются формой заготовки и отсутствием кратности при разметке раскроя. Под первыми понимают ту часть металла, которая располагается между наружным контуром одной или нескольких заготовок и неким контуром, который очерчивает габариты заготовок. Вторые – это те, которые образуются при сравнении размеров листа и раскроя заготовок. Эти отходы появляются в том случае, если размеры листа не совпадает с суммой размеров заготовок, расположенных вдоль ее сторон.

Основные способы раскроя металла

Производственники, в целях оптимального раскроя материала и минимизации объема отходов, стремятся подобрать оптимальный способ раскроя листового материала или проката исходя из технологий, применяемых для разделки металла на заготовки. Например, при использовании дисковых ножниц или газового резака, допустимо расположение заготовок в любом месте листа. В то время как, при раскрое на гильотинных ножницах необходимо следовать определенным ограничениям. Заготовку необходимо так размещать, что существовала возможность реализовать прямолинейные резы вдоль или поперек листа и прямых резов под углом.

Станок для резки листового металла с дисковыми ножницами

В случае необходимости обработки большой партии заготовок имеет смысл использовать комбинированный метод. Он заключается в том, что заготовки, имеющие разную форму, укладывают в прямоугольник с минимизированными размерами. Затем эти прямоугольники используют для лучшего заполнения листа. Формирования размерной последовательности. Перемещая эти формы по поверхности, получают улучшенную форму конфигурации.

Метод лучшего заполнения короткой стороны листа

Метод лучшего заполнения короткой стороны листа – это позволяет снизить количество отходов, вызываемых отсутствием кратности. Остающаяся часть листа будет несколько короче чем вдоль длинной стороны. Заготовки должны быть подобраны таким образом, чтобы их размеры позволили оптимальным образом заполнить меньшую сторону листа. Для разметки вдоль длиной стороны выполняют аналогичную работу.

Суть способа формирования размерных последовательностей заключена в следующем — заготовки располагают на листе от крупных к мелким.

На основании проведенных работ составляют карту раскроя. Затем, определяют потребное количество материалов (листа или другого проката). Кстати, это основной документ, который должен быть на рабочем месте оператора заготовительной машины.

Из плотной бумаги или картона подготавливают шаблоны

Из плотной бумаги или картона подготавливают шаблоны заготовок, которые необходимо раскроить. Шаблоны располагают на лист и путем передвижения и их совмещения между собой получают оптимальный раскрой листового материала.

Рубка гильотиной

История этого оборудования, по официальным данным, берет свое начало со времен Французской революции. В то время ее применяли для устранения «врагов народа» и только множество лет, спустя, ей нашли другое применение, а именно, в раскрое листового металла. С использованием некоторых приспособлений на гильотине (механических ножницах) можно резать прокат, арматура.

Раскрой листа происходит в течение ряда операций.

  1. Лист устанавливают на рабочий стол. С тыльной стороны станка установлена линейка, на которой выставляют размер отрезаемой заготовки.
  2. После того как лист выставлен, оператор станка запускает его. Передняя плита прижимает лист к поверхности стола, в вторая, на которой установлены ножи, после этого опускается и под свои весом разрезает лист в установленный размер.

Следует отметить, что если ножи имеют подобающую заточку и установлены с минимальной погрешностью, то рез получается без заусенцев и замятий. При этом, на листе не будет возникать кривизна, так как рез происходит во всей длине листа одномоментно.

Оборудование этого класса оснащают электрическими двигателями. У одних марок, например, Н177, перемещение передней и задней плиты осуществляет с помощью механизма, основу которого составляет довольно габаритный маховик. На таких станках допустимо резать листы до 12 – 14 мм, разумеется, толщина зависит от свойств и марки материала.

Существуют станки этого класса, в котором плиты перемещают с помощью гидравлического механизма. Но в отличие от механических устройств они требуют к себе бережного отношения, постоянного контроля над уровнем и состояния масла и пр. На таких станках допустимо резать материалы до 30 мм толщиной.

Современные гильотинные ножницы, оснащают цифровой техникой выставления размеров, возможностью настройки усилия реза и другими опциями. Существуют и станки, оснащенные системами числового управления. Оборудование этого класса, выполняет раскрой метала с минимальными погрешностями.

Для создания изделий из жести (оцинкованного металла) применяют ручные ножницы. В зависимости от конструкции на них можно заниматься кройкой листов жести с шириной двух и более метров при толщине до 20 мм.

Существует еще одна разновидность гильотин – сабельные. Их также используют в кустарных мастерских или небольших производствах.

Гильотина для раскроя металла сабельного типа

Кстати, ножницы гильотинного типа нашли свое применение не только при изготовлении металлических конструкций но и в полиграфии, с их помощью разрезают большие стопки бумаги.

Резка металла ленточными и дисковыми пилами

Для раскроя металла используют и такой инструмент, как дисковые пилы. Этот инструмент применяют для обработки крупных заготовок. Надо отметить, что при работе с таким инструментом требуется использование довольно большого количества физической силы. Рабочий орган этого инструмент – диск, изготовленный из инструментальной стали.

Этот инструмент наиболее эффективен при работе со сталью и другими материалами, в том числе и с цветными металлами и сплавами. Чаще всего этот метод обработки металла выбирают для обработки листового материала, трубы. Рез выполняют прямо, но, возможно, и его выполнение под заданным углом.

Дисковый инструмент отличается высокой производительностью, безопасностью и простой эксплуатацией при раскрое сложных заготовок. Этот инструмент — вот уже длительное время обладает широкой популярностью и среди производственников, и среди домашних мастеров. Это вызвано в том числе и его доступностью. На рынке представлено множество моделей дисковых пил, в том числе и стационарных и приобрести их может каждый.

Ленточнопильный раскрой металла

Другой, не менее популярный, способ раскроя, это обработка заготовок на ленточной пиле. Рабочий орган этого оборудования – ленточная пила, которая работает как обычная ножовка. Полотно ленточной пилы замкнуто в кольцо и отличается большой длиной. То есть, по сути, ленточная пила представляет собой кольцо, с одного края которого расположены зубья. Для производства ленточной пилы применяют углеродистые стальные сплавы, но существуют и биметаллические модели.

Читайте также:  Установка камина: нюансы монтажа и эксплуатации

В комплект ленточнопильного станка входят два шкива, которые вращаются от электрической силовой установки.

Станки этого класса представляют массу возможностей при обработке прутков, фасонных профилей, труб. На станках некоторых марок допустимо выполнять не только прямые резы, но и фигурные.

Фигурный раскрой металла на ленточной пиле

На рынке представлены разнообразные модели начиная от однотумбовых станков, управляемых вручную и заканчивая машинами портального типа, работающих под управлением компьютера.

Просечные прессы

Главное предназначение этого оборудования – это раскрой заготовок из металла. Прессы этого класса отличаются высокой точностью работы и широким диапазоном пробиваемых отверстий.

Просечные прессы для раскроя металла

Просечные прессы применяют для изготовления перфорированных листов. Предельные размеры, обрабатываемых листов зависят от марки применяемого станка.

Конструкция просечных прессов обеспечивают высокую производительность изготовления готовой продукции.

Газокислородная резка

К самым экономичным способам раскроя металла можно отнести газокислородную резку.

Для обеспечения реза металла применяют смесь кислорода и горючего газа (пропана, ацетилена и пр.).

Газокислородная резка металла

Последовательность реза состоит из следующих этапов:

  1. Открытое пламя прогревает металл до температуры возгорания.
  2. После этого на разогретое место подают струю кислорода, окисляющий металл.
  3. Перемещая резак, создают неширокий рез, из которого необходимо удалять шлак.

Качество реза напрямую связано с маркой материала, качества поверхности, толщины металла, скорости выполнения раскроя.

Такая технология позволяет выполнять раскрой низколегированных сталей при толщине профиля до нескольких десятков сантиметров.

Несмотря на то, что постоянно происходит появление новых технология раскроя металла газопламенная остается самой экономичной.

Более того, при толщине металла в 900 мм альтернативы такой технологии нет.

Плазменный раскрой металла

Чтобы понимать, как работает установка плазменного кроя металла, надо будет вспомнить, что такое плазма – это ионизированный газ, который образует нейтральные молекулы и заряженные частицы.

Плазма зарождается при нагреве газа до сверхвысоких температур, при этом происходит его ионизация. За счет перемещения молекул газа, она обладает определенной токопроводимостью.

Плазменный метод раскроя металла

Рез металла при помощи плазмы – это один из методов раскроя металлических заготовок. При этом рабочим органом выступает пучок плазмы.

Принцип работы, технология и оборудования для плазменного раскроя металла

Между электродом и соплом активируют электрическую дугу. Через сопло проходит газ – кислород или воздух его рабочее давление составляет 5 – 8 ат. При контакте газа и электрической дуги, происходит его разогрев до температуры до 30 000 °C. Таким образом, струя газа трансформируется в пучок плазмы. Который и выполняет функцию раскроя.

Принцип действия плазмореза

Отличительной чертой этого метода раскроя металла, является то, что металл не выгорает, как, например, при газовой резке, а просто испаряется и это требует дополнительных мер по защите персонала и окружающей среды.

На практике применяют два типа оборудования для плазменно — воздушной резки металла – ручное и автоматизированное. На первом выполняют операции раскроя металла без применения каких-либо средств автоматизации, и на первый взгляд, она напоминает газопламенный метод раскроя.

Автоматизированное оборудование для плазменного раскроя металла

Автоматизированное оборудование работает под управлением системы ЧПУ и вся работа оператора заключается в том, что бы в нужное время включить управляющую программу.

Сам станок представляет собой установку портального типа, перемещающуюся, к примеру, по оси Х и режущую головку, которая перемещается по оси Y. Таким образом, резка металла может начинаться из любой точки листа, при этом точность реза составляет 0,2 мм.

В отличие от станков для механической резки заготовок, раскрой листа происходит с применением специальных программных комплексов. Их применение минимизирует объем отходов. На некоторых формах количество отходов может не превышать 1 – 5% от площади листа.

Плазменная-воздушная резка металлических заготовок гарантирует получение деталей в строгом соответствии с требованиями рабочей документации.

К недостаткам оборудования плазменной резки можно отнести следующее:

  1. По мере роста толщины металла появляется уклон от внешнего края к внутренней части листа, это вызвано рассеиванием пучка плазмы, это необходимо учитывать при разметке листа металла.
  2. Неверная настройка режимов резания — ток, расход воздуха (газа), рабочая скорость движения головки, может привести к тому, что вырастет количество применяемого расходного материала – сопел, электродов.
  3. Установка подобного оборудования требует тщательной подготовки воздуха, то есть непосредственно перед ней необходимо устанавливать влагоуловительные устройства.
  4. Во время работы, на месте реза образуются наплывы, которые, при необходимости их можно удалить с помощью угловой шлифовальной машины. Вообще, если заготовка производится под сварку на эти наплывы можно не обращать внимания.

Образование наплывово при плазменной резке металла

Существуют конструкции с двумя и более движущимися режущими головками. Такая конструкция поднимается производительность труда и снижается себестоимость заготовок.

Надо отметить, что стоимость заготовки полученной на оборудовании плазменной резки ниже, чем получение идентичной детали на механическом оборудовании.

Понятие лазерного раскроя металла

Не менее прогрессивным считают и лазерный раскрой металла. Эта технология использует мощь лазерного луча и, как правило, ее применяют на серийном производстве изделий практически из любых материалов, в том числе и неметаллов.

Лазерный раскрой металла

Луч лазера, который управляется специальным программным комплексом, обеспечивает концентрации энергии достаточной для резки материалов любой толщины и состава.

В ходе реза, материал, подверженный воздействию лазерного луча расплавляется, испаряется или выдувается потоком сжатого воздуха.

Резка при помощи лазера отличается тем, что на материал не оказывается никакого механического воздействия и во время обработки могут возникнуть только минимальные деформационные явления. Отсутствие каких-либо механических воздействия позволяет обрабатывать легко деформируемые или тонкие материалы, например, заготовки для системы вентиляции, где толщина металла может составлять всего 0,5 – 0,7 мм.

Программное управление раскроем металла лазером позволяет выполнять работу по получению сложных контуров.

Лазерный способ раскроя применяют для получения сложных контуров

Кстати, в последние годы была разработана и внедрена технологическая оснастка, которая позволяет выполнять рез труб, профилей и пр.

Учет технологических особенностей раскроя плитных материалов на мебельном предприятии в системе БАЗИС

Раскрой плитных материалов в мебельном производстве предполагает не только оптимизацию карт раскроя с целью минимизации отходов, но и решение целого комплекса дополнительных задач, учитывающих полный спектр технологических, производственных и организационных особенностей конкретного предприятия. В статье рассматриваются подходы к их решению, реализованные в программе БАЗИС-Раскрой.

Технологические операции раскроя плитных материалов в мебельном производстве — это распиливание их вдоль и поперек для получения заготовок требуемых размеров. Они выполняются на механических форматно­раскройных (круглопильных) станках или пильных центрах, оснащенных системами ЧПУ. Размещение заготовок на листах и порядок распиловки отображаются на картах раскроя. Традиционный критерий их оптимизации требует максимального выхода деталей с каждого листа при обеспечении комплектности деталей разных размеров в соответствии с проектом. Применяемое на мебельных предприятиях раскройное оборудование реализует так называемый поэтапный раскрой, то есть сначала лист распиливается на полосы, а затем полосы раскраиваются на заготовки.

В настоящее время парк раскройного оборудования существенно модернизирован. Большинство предприятий, включая средние и даже малые, активно используют высокопроизводительные пильные центры. Это объясняется, с одной стороны, высокой конкуренцией на мебельном рынке, что вынуждает мебельщиков повышать качество изделий и сокращать сроки их изготовления, а с другой — появлением недорогого и весьма надежного китайского пильного оборудования.

Все станки различаются между собой многими технологическими параметрами, непосредственно влияющими на выполнение раскроя. Их необходимо учитывать при формировании карт раскроя, иначе может оказаться, к примеру, что экономия материала, достигнутая за счет плотной укладки заготовок, будет сведена к нулю необходимостью большого количества дополнительных перемещений плиты.

Для учета всей совокупности факторов, влияющих на эффективность реализации операции раскроя на любом оборудовании, в программе БАЗИС­Раскрой реализован ряд оригинальных подходов.

Интеграция с оборудованием для раскроя материалов

Технологический процесс изготовления большинства изделий корпусной мебели начинается с раскроя полноформатных листов на заготовки. Эта операция может выполняться на круглопильных станках или пильных центрах. Если сравнивать их с точки зрения автоматизации формирования карт раскроя, то они различаются между собой следующими параметрами:

  • количество пильных агрегатов для продольного и поперечного пиления;
  • максимальная и минимальная ширина отрезаемой полосы;
  • обязательность сквозных продольных или поперечных пропилов;
  • максимальный размер обрабатываемой плиты;
  • количество плит, которые можно раскроить за один установ;
  • точность раскроя;
  • чистота кромки после пропилов;
  • толщина пилы.

При автоматизации производства на платформе системы БАЗИС вся информация, необходимая для оптимизации раскроя, автоматически импортируется из CAD­модулей БАЗИС­Мебельщик и БАЗИС­Шкаф. Это позволяет полностью исключить ошибки, которые неизбежно возникают при ручном вводе. Более того, реализуется возможность параллельного расчета ряда важных показателей, таких как:

  • материалоемкость изделия;
  • полезный выход материала при раскрое;
  • потребное количество материала для обеспечения производства;
  • трудозатраты на выполнение операций по раскрою материала;
  • нормирование операций.

С целью максимального учета особенностей используемого на конкретном предприятии пильного оборудования, в модуль БАЗИС­Раскрой входят постпроцессоры, которые обеспечивают создание карт раскроя и/или управляющих программ для всех широко используемых моделей. Полная совместимость экспортируемой информации с требованиями, предъявляемыми со стороны систем управления станков, подтверждается сертификатами, полученными от их разработчиков (рис. 1).

Рис. 1. Сертификаты соответствия

Уменьшение времени раскроя

Даже при раскрое материала для сравнительно небольшого мебельного изделия возможное количество вариантов карт раскроя будет весьма значительным. Выбор оптимального среди них потребует времени. При увеличении количества раскраиваемых заготовок это время будет расти в геометрической прогрессии. Далеко не всегда у специалиста есть возможность длительного ожидания результата, поскольку экономия времени — это не менее важный фактор конкурентоспособности предприятия, чем экономия материалов.

Для обеспечения возможности выбора между временем формирования карт раскроя и количеством рассматриваемых вариантов размещения заготовок в модуле БАЗИС­Раскрой введено специальное понятие «регулируемая глубина оптимизации». Соответствующий движок (рис. 2) позволяет управлять количеством вариантов карт раскроя, которые формируются для выбора лучшего по совокупности критериев. Значение данного параметра часто не оказывает явного влияния на качество раскроя, однако его уменьшение может существенно сократить время раскроя. Как показывает практика работы мебельных предприятий, с течением времени каждый технолог экспериментально подбирает оптимальную для своей работы глубину оптимизации.

Рис. 2. Настройка глубины оптимизации

Дополнительно оптимизировать карты раскроя можно, если в задании на раскрой есть заготовки, для которых направление текстурного рисунка на поверхности несущественно, например планки для обеспечения жесткости конструкции, устанавливаемые у задней стенки шкафа.

Еще одной возможностью сокращения времени раскроя за счет уменьшения количества резов является разрешение изменения их направления внутри полосы. На рис. 3 показан фрагмент карты раскроя одних и тех же заготовок для неизменных направлений резов (рис. 3а) и с возможностью их изменения (рис. 3б). На них видно, что в первом случае все резы полосы поперечные, а во втором — и поперечные и продольные. В результате при разрешении изменения направления резов их количество уменьшилось с 28 до 21. Однако при использовании данной опции необходимо иметь в виду, что уменьшение количества резов может привести к увеличению количества поворотов полосы.

Рис. 3. Карта раскроя с неизменным (а) и изменяемым (б) направлением резов

Настраиваемая сортировка

При полосовом раскрое, когда используется разделение на полосы, появляется возможность управления размещением полос на листе. На коэффициент использования материала это, безусловно, не повлияет, поскольку общая площадь заготовок, площадь плиты, размеры и количество обрезков не изменяются. Однако грамотная сортировка может существенно улучшить технологичность карт раскроя, то есть время и трудоемкость их реализации, а в некоторых случаях даже избежать технологического брака. Последнее утверждение кажется фантастическим, тем не менее, оно имеет место. Дело в том, что при пилении некоторых плитных материалов, например древесно­стружечных плит, может наблюдаться искривление отпиливаемых полос. В этом случае все расположенные на них детали пойдут в брак. Данный эффект в большинстве случаев проявляется на очень длинных полосах, отпиливаемых от целой плиты. В модуле БАЗИС­Раскрой они называются полосами первого уровня. Для исключения причины возникновения данного эффекта длинные и узкие полосы следует располагать в середине полосы. Соответствующий режим можно активировать для любого метода сортировки. Он позволяет решить две, на первый взгляд, взаимоисключающие задачи:

  • расположить узкие полосы внутри плиты;
  • упорядочить заготовки в полосе в соответствии с выбранным методом сортировки.

Всего методов сортировки семь, плюс специальный пользовательский метод, который базируется на одном из них (рис. 4). В качестве примера проанализируем один из методов, когда полосы размещаются по уменьшению ширины, но при этом самая широкая полоса отпиливается последней. Карта, в которой полосы отсортированы таким образом, показана на рис. 5. При ее выполнении экономится достаточно приличное время за счет двух факторов:

Рис. 4. Выбор метода сортировки

Рис. 5. Пример сортировки полос

  • при снятии полос со станка и складывании их для последующей распиловки штабель получается устойчивым, поскольку ширина полос уменьшается по мере отпиливания;
  • последнюю, самую большую и тяжелую полосу не надо снимать со станка, а достаточно просто перевернуть, упереть в левый упор и начать пилить дальше.

Данный метод является технологичным и универсальным, поэтому широко используется на практике.

Рассмотрим еще один похожий метод — сортировка по снижению коэффициента использования материала с размещением последней, самой широкой полосы. От предыдущего он отличается тем, что позволяет легко отделять готовые детали, которые можно сразу отправлять на последующую обработку, от полос, подлежащих дальнейшей распиловке. Проанализируем последовательность распила полосы, показанной на рис. 6. Вначале отпиливаются готовые заготовки (позиции 7, 6, 4, 2), упорядоченные по убыванию ширины, из них формируется устойчивый штабель и передается на последующую обработку. Это позволяет получить два важных преимущества:

  • экономия времени;
  • повышение точности распиловки за счет перемещения упоров только в одном направлении.
Читайте также:  Долговечные фундаментные блоки

Рис. 6. Пример сортировки полос

Момент перехода от распиловки готовых деталей к распиловке полос отслеживается очень просто: после отпиливания последней готовой детали в полосе (позиция 2) упоры должны переместиться в обратном направлении. Это и будет сигналом оператору о том, что готовые детали в данной полосе закончились. Далее отпиливаются полосы, которые надо складывать в отдельный штабель.

Выбор метода сортировки осуществляется технологом мебельного предприятия с учетом свойств материала, размеров и количества раскраиваемых панелей, а также особенностей технологических процессов. Каждый из них имеет свои преимущества.

Технологическая коррекция размеров деталей

Технология обработки деталей корпусной мебели в ряде случаев требует заготовок с припусками, то есть немного больших размеров, чем указано в чертеже. В модуле БАЗИС­Раскрой реализовано два варианта автоматического увеличения размеров заготовок в нужную сторону на величину припуска:

  • припуски на криволинейные детали;
  • черновой раскрой.

При формировании карт раскроя по умолчанию габаритные размеры заготовок определяются по размерам минимального охватывающего прямоугольника за вычетом толщины облицовочного материала, если облицовка выполняется с подрезанием, и добавлением припуска на фрезеровку. Однако в случаях, когда контур имеет выпуклые криволинейные элементы, то, как правило, необходимо делать припуск в соответствующую сторону для их последующей обработки. Автоматическая коррекция распиловочных размеров может быть назначена в случаях, когда характерные точки (вершины острых углов или дуг, точки сопряжения) лежат на контуре габаритного прямоугольника (рис. 7). При необходимости назначается припуск и на остальные стороны заготовки.

Рис. 7. Назначение припусков

Черновой раскрой как способ коррекции размеров заготовок может применяться, например, когда на предприятии установлено высокопроизводительное оборудование, когда после обработки кромки деталей требуют прифуговки. Еще одним примером его применения является раскрой пластика для облицовки панелей. В режиме чернового раскроя назначаются припуски для окончательной обработки заготовки по контуру (рис. 7). Это означает, что заданные значения для каждой стороны детали добавляются к размерам соответствующих сторон.

При черновом раскрое для каждой заготовки есть две группы размеров: черновые и чистовые. В зависимости от принятых на предприятии условий на картах раскроя можно отображать:

  • чистовые размеры;
  • черновые размеры;
  • черновые размеры в скобках после чистовых размеров.

Черновые размеры представляют интерес для оператора станка, поскольку он не знает технологию дальнейшей обработки заготовки и должен точно выдержать именно черновые размеры.

Настройка вида карт раскроя

Карта раскроя показывает оператору, как именно нужно раскраивать лист материала и какие заготовки при этом будут получены. Это основной документ, согласно которому выполняется раскрой или контролируется его правильность при использовании пильных центров. Оператор по карте раскроя должен быстро и точно определить:

  • к какому заданию относится карта;
  • какой материал надо кроить;
  • сколько листов кроить по данной карте;
  • в какой последовательности выполнять пропилы.

Таким образом, правильное и понятное оформление карт раскроя напрямую влияет на скорость работы оператора. Кроме того, на каждом предприятии есть свои традиции оформления карт раскроя и требования к количеству и виду представления информации на них.

Модуль БАЗИС­Раскрой поддерживает множество различных вариантов оформления, что позволяет технологу получать карты раскроя, идеально соответствующие принятым правилам.

Сведения о размерах заготовок, размещенных на каждой карте раскроя, и дальнейшем облицовывании их кромок сводятся в таблицу, структуру которой определяет технолог (рис. 8). Для достижения наиболее полного и емкого графического изображения раскладки деталей назначается ряд параметров, например способ нанесения размеров и обозначений пазов или параметры штриховки обрезков и отходов. Настраивается также вид списка деталей и накладных для передачи на производство (рис. 9), способ обозначения панелей и масштаб карт раскроя (рис. 10).

Рис. 8. Настройка оформления карт раскроя

Рис. 9. Настройка оформления списка панелей и накладных

Рис. 10. Настройка обозначения панелей

Формирование бирок

Использование бирок для автоматической идентификации заготовок на производстве является мощным фактором повышения его эффективности. При изготовлении корпусной мебели раскрой является начальной технологической операцией, поэтому бирки формируются и печатаются при выполнении раскроя. Для печати бирок на рабочем месте оператора устанавливается принтер. На каждую полученную заготовку оператор наклеивает соответствующую бирку, которая формируется синхронно с отпиливаемой готовой деталью. В дальнейшем она будет сопровождать эту деталь вплоть до участка упаковки готового заказа.

Рис. 11. Настройка бирок

Объем информации, кодируемый в штриховом коде, и внешний вид бирок определяются технологом при назначении параметров раскроя (рис. 11). Первым параметром является очередность формирования бирок на одинаковые карты. Здесь возможно два варианта:

  1. Бирки располагаются в порядке появления панелей при раскрое. Это означает, что на первую готовую заготовку наклеивается первая по порядку бирка, на вторую — вторая и т.д. Если рядом расположены одинаковые заготовки, то одинаковые бирки будут следовать друг за другом. Подобный порядок формирования бирок оптимален для круглопильных станков.
  2. Одинаковые бирки группируются, то есть сначала следуют все бирки для первых одинаковых заготовок, затем для вторых и т.д. Это соответствует технологии работы пильного центра.

Допустим, по карте раскроя с четырьмя заготовками (позиции 1, 2, 3, 4) надо раскроить три листа. На круглопильном станке листы раскраиваются последовательно, то есть готовые заготовки будут появляться (а соответственно, и формироваться бирки) в порядке, соответствующем первому варианту: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4.

На пильном центре одновременно можно раскроить все три листа. В этом случае сначала появляются все три заготовки позиции 1, потом — все три заготовки позиции 2 и т.д. Это соответствует второму варианту.

Чаще всего на каждую заготовку формируется отдельная бирка. Однако при раскрое пакетов на пильных центрах, когда готовые заготовки появляются сразу по нескольку штук, достаточно наклеить одну бирку на весь штабель и передать его на последующие участки обработки. В этом случае задается количество одинаковых заготовок, для которых будет формироваться одна бирка.

Заключение

Раскрой листовых материалов на заготовки — важнейшая часть технологической подготовки производства корпусной мебели. Ее эффективная реализация требует, помимо оптимальной укладки заготовок, учета особенностей оборудования, свойств конструкционных материалов и особенностей их обработки. Алгоритмы оптимизации должны базироваться на всей совокупности геометрической, технологической, производственной и организационной информации. Подходы, реализованные в модуле БАЗИС­Раскрой, позволяют найти сбалансированные соотношения между требованиями экономии материалов и времени, технологичности карт раскроя и эффективности загрузки всего раскройного оборудования.

Раскрой листовых материалов: особенности

§ 10. Раскрой плитных и листовых материалов из дерева

Схемы раскроя. Древесностружечные, древесноволокнистые, столярные плиты, фанеру и бумажно-слоистые пластики раскраивают сквозными резами, т. е. так, чтобы каждый рез разделял материал на части. Наиболее распространены три схемы раскроя: продольный, поперечный и смешанный (рис. 15).

Продольный (рис. 15, а) как самостоятельный вид раскроя применяется довольно редко. В большинстве случаев продольный раскрой применяют для подлежащих склеиванию заготовок с последующей их обработкой или для изготовления различного рода заглушин, совпадающих по длине с раскраиваемыми плитами, к которым не предъявляется строгих требований в отношении размеров и точности углов между смежными кромками. Данный вид раскроя, как правило, предшествует последующему поперечному раскрою получаемых полос.

Поперечный раскрой (рис. 15, б), как и продольный, встречается очень редко и применяется в тех же случаях. Чаще всего он является продолжением раскроя продольных полос на форматные заготовки.

Смешанный (рис. 15, в) сочетает в себе раскрой по двум предыдущим схемам и выполняется на одном и том же станке без снятия отрезанных полос и переналадки. Раскрой производят па многопильных станках с пилами продольного и поперечного резания или на специальных однопильных станках с продольным и поперечным ходом пилы.

Раскрой ведут сквозными пропилами, но получение разноформатных заготовок в процессе раскроя производят смещением отрезанных полос относительно друг друга или включением пил, находящихся на разных расстояниях одна от другой. Наиболее рационален раскрой, позволяющий получить наибольший процент полезного выхода.

Карты раскроя. Карты раскроя — это графически представленное расположение заготовок на стандартном формате раскраиваемого материала. В масштабе на формате раскраивае-мого материала располагают все выкраиваемые из него заготовки.

Карты раскроя составляются с учетом следующих факторов: максимального выхода; комплектности деталей разных размеров и назначения при раскрое партии плит в соответствии с объемом производства; минимального количества типоразмеров деталей при раскрое одной плиты или листа; минимального повторения одних и тех же деталей в разных картах раскроя.

Разработка оптимальных карт (планов) раскроя плитных и листовых материалов предусмотрена двумя способами — без применения ЭВМ и с помощью ЭВМ.

Установлено, что при составлении оптимальных карт раскроя и их реализации значительное влияние оказывают технологические и конструктивные факторы.

К технологическим факторам относятся в основном: размеры исходного материала и деталей мебели; величина припусков на дальнейшую обработку; величина припуска на опиливание для создания базовых кромок; количество типоразмеров заготовок, выпиливаемых из одной плиты (листа) материала.

В мебельной промышленности раскраивают ДВП, ДСтП не-облицованные и облицованные (ламинированные), ДВП с лакокрасочным покрытием, фанеру. Размеры указанных материалов и их предельные отклонения предусмотрены соответствующими ГОСТами, однако для оптимального плана раскроя необходимо выбирать размеры исходного материала, предпочтительные для данных деталей.

Эффективное использование материалов определяется кратностью размеров заготовок, которая устанавливается в соответствии с конструкторской документацией на изделие. При раскрое ДВП с печатным рисунком и фанеры необходимо соблюдение заданного направления рисунка или волокон в заготовках. Для деталей из ДСтП припуски на дальнейшую обработку устанавливают по длине и ширине. Размеры припусков зависят от вида раскраиваемого материала. Для заготовок, которые в дальнейшем подлежат облицовыванию, устанавливаются припуски на опиливание и фрезерование (в зависимости от оборудования). Детали мебели, используемые без облн-цовывания, например изготовленные из ДВП или фанеры, выпиливаются без припусков на обработку.

Для получения заготовок (деталей) точных размеров, правильной геометрической формы (с учетом допускаемой ГОСТом косоугольности плит и листовых материалов) необходимо создание чистовых базовых кромок (величиной 12. 15 мм), которых в зависимости от типа станка может быть одна или две. Величина пропила составляет 4. 5 мм и зависит от толщины пил.

Учитывая конструктивные особенности разгрузочных устройств оборудования и необходимость обеспечения рациональной организации труда рабочих на разгрузке и сортировке заготовок, количество типоразмеров заготовок, выпиливаемых из одного листа исходного материала, принимается не более 3.

К конструктивным факторам относятся: максимальные размеры обрабатываемого материала; количество пильных агрегатов у станка; размеры максимальной ширины полосы, отрезаемой продольной пилой; размеры минимальной ширины полосы, обрезаемой продольной пилой; минимальное расстояние между поперечными пилами; минимальное расстояние между продольными пилами; максимальная высота пропила; производительность оборудования; время на переналадку; режим работы. Эти факторы определяют особенности оборудования для раскроя и определяются его технической характеристикой.

Методика составления карт раскроя вручную. Эта методика предусматривает определенную систему правил составления плана раскроя плит на заготовки или детали, требуемые на планируемый период. Для этого необходимо произвести следующие действия.

1. Составить спецификацию, содержащую наименование заготовок (деталей), их размеры, площадь, количество на планируемый период, размеры исходного материала и его площадь.

2. Спецификацию заготовок записать в порядке убывания площадей.

3. Вычертить на листе карту раскроя, лучше в масштабе 1 : 20.

4. Выполнить раскладку деталей (заготовок) на поле карты, учитывающую возможности оборудования, следующим образом: найти расположение продольных резов путем наилучшей укладки заготовки с большей площадью, затем подобрать остальные заготовки из спецификации и заполнить оставшуюся площадь.

5. Сведения по каждой карте занести в таблицу (форма 1), цель заполнения которой — достигнуть комплектности по всем типам заготовок и определить общее количество листов на планируемый период.

Как видно, оптимизация процесса раскроя — сложная задача и решается с помощью ЭВМ. Это возможно при наличии математической модели задачи, описывающей условия раскроя.

При наличии большого числа типоразмеров заготовок решение задачи с помощью ЭВМ может дать значительный эффект. При решении задачи по оптимизации раскроя плит используется алгоритм двойственного симплекс-метода на множестве карт, разрабатываемых ЭВМ при неявно заданной матрице ограничений. Такие задачи на ЭВМ решаются в три этапа.

1. Ввод информации о потребных заготовках, получение полос при различных вариантах сочетания с учетом возможных поворотов заготовок и применяемого оборудования.

2. Решение задач линейного программирования с выявлением базисного варианта допустимых решений уравнений по комплектности, нахождение оптимального варианта.

3. Печать выходной информации в форме оптимальных черт раскроя.

Применение ЭВМ при разработке раскройных карт позволяет повысить выход заготовок на 3 % и сократить сроки разработки карт раскроя. Широкое использование отраслевой системы, унификация щитовых элементов упрощают решение задач по оптимизации раскроя и дают возможность довести полезный выход заготовок до 95. 96 %

При разработке карт раскроя полезный выход (по данным ВПК.ТИМ) должен быть не менее, %: ДСтП 92, плит столярных 85, твердых ДВП с лакокрасочным покрытием 88. 90, фанеры 85.

Технология и оборудование раскроя. При небольших объемах производства раскрой производится на обычных круглопильных станках, оснащенных специальными столами для размещения раскраиваемых плит. Однако эти станки малопроизводительны, неудобны в эксплуатации и не обеспечивают требуемой точности раскроя.

Читайте также:  Природный клинкер «Евротон»: секреты производства

В ряде случаев рационально пользоваться трехпильными форматно-обрезными станками ЦТЗФ-1. Станок предназначен для форматной обрезки и раскроя пачки плитных и листовых материалов толщиной до 50 мм. Использование станка ЦТЗФ-1 возможно при продольной или поперечной схеме раскроя плитных материалов и пластиков. Однако, как правило, в этих случаях необходима установка еще круглопильного станка с кареткой для раскроя материала в окончательный размер. При этом резко возрастают трудозатраты, падает производительность труда, снижается процент полезного выхода.

Наиболее производительно раскрой плитных материалов может быть выполнен на станке с программным управлением ЦТМФ. Станок состоит из двух участков — продольного и поперечного. На продольном участке производится отпиливание продольной полосы материала, на поперечном — раскрой продольной полосы на форматы. Загрузка станка автоматизирована. Разгрузка — ручная.

Продольный участок состоит из станины с роликовым столом, продольного пильного суппорта и прижима. На столе смонтированы пневмоцилиндры для поперечного и продольного базирования раскраиваемого пакета. Сверху по обеим сторонам станины смонтированы направляющие, по которым перемещается каретка. Спереди и сзади каретки расположены два ряда толкателей и зажимов для захвата пакета и его подачи на позицию продольного раскроя. Поперечный участок состоит из станины, на которой смонтирована на консолях траверса с поперечными пильными суппортами. За поперечным участком
установлены штанги для приема раскроенных заготовок.


Принципиальная схема раскроя плитных материалов на многопильном станке дана на рис. 16. Вначале продольная пила 1, расположенная под рабочим столом, отпиливает полосу пакета заданной ширины. После произведенного продольного реза ложение. Расположенный за пилой перемещаемый стол приподнимается и принимает на себя отрезанные полосы. Затем стол движется в поперечном направлении и плита группой пил

2 делится на заготовки заданной длины. Количество поперечных пил в зависимости от конструкции станка может быть разным. Однако в процессе раскроя не всегда участвуют одновре-менно все поперечные плиты. Это, как правило, диктуется необходимыми размерами заготовок.

Станок модели ЦТМФ с загрузчиком и укладчиком входит в состав линии раскроя листовых и плитных материалов МРП-1, схема которой дана на рис. 17. Процесс раскроя материала, загрузка и выгрузка его автоматизированы. Программное управление может быстро изменить схему раскроя, которая даег максимальный выход. Раскрой осуществляется одной продольной и десятью поперечными пилами. На этой линии можно вести раскрой по пяти программам. Станок ЦТМФ, входящий в линию, имеет высоту пропила 60 мм, и в зависимости от толщины раскраиваемого материала количество плит в закладке меняется.

Принцип работы линии заключается в следующем. Стопа плит высотой до 800 мм устанавливается автопогрузчиком на напольный конвейер 1, который перемещает ее на платформу подъемного стола 2. Каретка 3 многопильного станка ЦТМФ, перемещаясь над стопой, своими упорами сталкивает пакет из нескольких плит на позицию базирования, где он базируется и фиксируется зажимами каретки. В зажатом состоянии пакет перемещается кареткой в станок 7 на позицию продольного раскроя.

После остановки каретки включается продольный прижим, приводы вращения, подъема и подачи продольного пильного суппорта. По окончании распиливания полоса остается на поддерживающих кронштейнах. Продольный прижим поднимается, включая подъем направляющих, и стол снимает с поддерживающих кронштейнов отрезанную продольную полосу материала.

В начале движения стола поднимаются секционные упоры и базируется материал. Одновременно включаются и опускаются поперечные пильные суппорты, что запрограммировано на штекерной панели. После того как стол переместится в крайнее заднее положение, поперечные пилы поднимаются, стол опускается, оставляя раскроенные полосы на штангах, и возвращается в исходное положение.

Последующим ходом стола раскроенная полоса переталкивается па приемный роликовый конвейер 6 укладчика и передается на роликовый конвейер сталкивателя 5. Отсюда стрелой сталкивателя раскроенный материал сдвигается на подъемный стол 4 до упорной базирующей линейки. Доталкива-тели и стрела выравнивают пакет в продольном и поперечном направлениях. После этого подъемный стол опускается на шаг равный толщине уложенного пакета.

Раскроенные заготовки в зависимости от транспортабельности пакета складируются в стопы высотой до 1000 мм. Наличие двух подъемных столов позволяет укладывать раскроенные заготовки в две разные стопы, при этом в каждой стопе складируются заготовки одинаковых размеров по ширине и длине. Раскроенные заготовки автоматически подаются в соответствии с нх размерами на тот или другой подъемный стол с помощью программного устройства укладчика.

С подъемных столов уложенный материал поступает на внутрицеховые конвейеры, на которых стопы раскроенных заготовок разделяются на отдельные стопы. Разделение стоп происходит в результате более высокой скорости цеховых конвейеров по сравнению со скоростью подачи подъемных столов. Для того чтобы можно было подобрать необходимую разность скоростей, приводные ролики платформы подъемных столов имеют бесступенчатое регулирование частоты вращения.

Линия МРП-1 может работать как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. При работе линии в полуавтоматическом режиме раскроенный материал можно укладывать вручную. В этом случае каждую поступающую из станка полосу материала вручную снимают с остановленного приемного конвейера укладчика или с нее вручную удаляют крупные деловые отходы. После этого оператор включает приемный конвейер укладчика. Оставшаяся часть материала или последующие полосы раскроенного материала, не требующие вмешательства оператора, переходят на сталкиватель, где процесс передачи и укладки осуществляется автоматически. Снятые вручную заготовки укладываются на траверсную тележку или другое транспортное внутрицеховое устройство.

Отходы, получаемые при выравнивании продольных кромок, распиливаются одновременно с поперечным раскроем первой полосы. В виде относительно коротких обрезков они сталкиваются на склиз за пределы приемных штанг и поступают на конвейер уборки отходов, который размещается внизу под направляющими стола раскроечного станка. Отходы от боковых кромок проваливаются в проемы между штангами непосредственно на конвейер отходов. Крупные деловые отходы, как правило, используются для изготовления изделий ширпотреба, как вторичное сырье или как топливо.

Особое значение приобретает вопрос полного использования отходов плитных материалов, и в этой связи весьма эффективно склеивание кусковых отходов. Сращенные кусковые отходы вновь раскраиваются и калибруются. Применяются для сращивания отходов нетиповые вертикальные ваймы с гидравлическим или ручным зажимом. Склеивание холодное или с помощью токов высокой частоты (ТВЧ). Наиболее прогрессивная технология использования отходов предусматривает создание комплекса оборудования для раскроя плит с промежуточным сращиванием на автоматизированном оборудовании. Конструкция такой линии (рис. 18) предусматривает склеивание полноформатных плит по длинной стороне в непрерывную ленту, раскрой на полосы необходимой ширины, склеивание полос в непрерывную ленту и окончательный раскрой на детали заданного размера. Внедрение такой технологии позволит добиться почти 100%-ного выхода ДСтП, а также достичь полной автоматизации процесса раскроя.

Древесностружечные и твердые древесноволокнистые плиты вызывают быстрый износ режущего инструмента, поэтому для раскроя их желательно применять пилы с пластинками из твердых сплавов. Особое внимание следует уделять чистоте и точности раскроя и прямолинейности кромок щитов.

На поверхностях щитовых деталей не допускаются дефекты механической обработки: сколы, задиры, выщербины, если они не устраняются последующей обработкой.

Рис. 18. Схема линии раскроя ДСтП с промежуточным сращиванием:
1 — автоматический загрузчик; 2 — станок для фрезерования кромок плит с устройством для нанесення клея; 3 — пресс для продольного сращивания плит (по длинной стороне); 4 — однопильный станок для продольного раскроя на полосы; 5 — станок для фрезерования кромок с устройством для нанесения клея; 6 — пресс для поперечного сращивания; 7 — слой продольного сращивания; 8 — станок для поперечного раскроя на детали заданного формата; 9 — автоматический укладчик

Режим раскроя плитных и листовых древесных материалов
Скорость резания, м/с. 50 . 60

Диаметр пил, мм . 360 . . . 400

Число зубьев дисковых пил, оснащенных пластинками из твердого сплава (тип I), шт. 56 . 72

Число зубьев круглых плоских пил, шт. 72 . . . 120

Подача на зуб для пил дисковых, оснащенных пластинками

из твердого сплава, мм. 0,06 . . . 0,04

Подача на зуб для пил круглых плоских, мм . 0,04 . . . 0,02

Раскрой отделанных и облицованных древесных плит является новым прогрессивным направлением в механической обработке древесины и древесных материалов. Применение этого метода по сравнению с технологией раскроя неотделанных плит с последующим облицовыванием и отделкой в щитах дает большой экономический эффект. В настоящее время разработаны различные способы раскроя облицованных и отделанных древесных плит, конструкции инструментов и станков.

Применяемое оборудование не обеспечивает высокой производительности и высокого качества раскроя отделанных плит. На обработанных кромках щитов наблюдаются сколы, трещины и отслаивание отделочного покрытия. Только в отдельных случаях, при пониженных требованиях к качеству обработки, можно сразу после раскроя облицовывать кромки щитовых деталей.

Поэтому раскрой отделанных и облицованных большефор-матных плит еще мало отличается от аналогичной обработки необлицованных плит. Он часто производится на том же оборудовании, тем же инструментом, при тех же режимах. Но для улучшения качества раскроя смену пил производят в 3. 10 раз чаще и пакет плит берут в 1,5. 2 раза меньшей толщины. При этом обычно оставляют определенный припуск для последующей чистовой обработки на линиях для обработки кромок, где она выполняется в основном методом цилиндрического фрезерования и шлифования посредством комбинации рабочих головок.

Производительность многопильных станков для раскроя листовых и плитных материалов определяется по формуле (15).

Пример. Определить производительность в смену станка ЦТЗФ при раскрое ДСтП размером 3660x1830x16 мм на заготовки размером 1617Х Х388Х16 мм. Одновременно раскраиваются три плиты.

Решение. Определяем время Тст, необходимое для раскроя ДСтП на заготовки. При площади заготовки 0,627 м2 ориентировочное время на 100 заготовок 0,834 ч [12, табл. 1.7].

Производительность станка ЦТЗФ будет: Ясм=480-100-3/(60 • 0,834) =2900 шт. заготовок в смену.

Методы и технологии резки листового металла

Существуют несколько видов разрезания металла. Каждый из них выбирается в зависимости от разновидности листового металлического материала.

Раскрой металла можно производить:

  • ножницами;
  • гильотиной;
  • циркулярной пилой;
  • фрезером;
  • лазером;
  • гидроабразивом;
  • сверлением;
  • электроэрозией;
  • электроискровой;
  • плазмой.

Механический раскрой.

Это один из самых старых методов раскроя металлического материала. В наши дни существует множество более современных способов. Однако этот традиционный вид резки тоже применяется на практике. Механическую резку можно осуществлять самостоятельно. Если не хватает опыта и навыков можно заказать раскрой металлических листов в мастерской. Этот метод самый дешёвый из всех типов обработки металла.

Раскрой металла с помощью циркулярной пилы

Для раскроя металла потребуются специальные диски. Применяется использование:

  1. Армированных абразивных отрезных кругов.
  2. Дисков, имеющих напайки из твёрдого металла.

Отрезными кругами режут алюминий, дисками – более твёрдые металлы. Этот способ разрезания металлических материалов даёт точный и качественный результат. Циркулярной пилой можно резать лист под разными углами. Однако, имеются и недостатки. Разрез получается довольно широкий, поэтому теряется много материала (до 6 мм). Пропил ограничен до 10 мм. Скорость обработки небольшая.

Раскрой на ленточнопильном станке

Этот станок воздействует на металлический лист пилочной лентой. Такой пилой без труда разрезаются трубы, арматура, пруты и тому подобное. Ленточный аппарат хорош тем, что может разрезать изделие из любого металла, имеет не очень широкий разрез, может действовать в наклон до достижения 600. При этом получается красивая ровная кромка.

Резка при помощи гильотины

Это устройство очень продуктивно. Но разрезать лист толще 20 мм оно не сможет. Ещё один недостаток этого агрегата: раскрой сложных деталей на нём невозможен.
Но если нужен простой разрез, то дешевле этого способа не найти.

Термический раскрой

Термическая резка осуществляется с помощью трёх основных видов воздействия.

Рассмотрим каждый из них.

Раскрой лазером.

Лазерные станки воздействуют на металлический материал посредством лазерного луча. Металлический лист устанавливается на рабочую поверхность и закрепляется. С помощью лазерного устройства (волоконного, твердотельного или газового) происходит разрезание. Режим мощности излучения устанавливается по выбору. Воздействие может быть импульсным и непрерывным.

Этот метод раскроя металлических деталей довольно часто используется. Однако далеко не все желающие могут себе позволить такое оборудование. Дело в том, что оно очень недёшево. Себестоимость изделий, обработанных на таких станках, будет довольно высокая. Окупаться оборудование будет долго. Для небольших предприятий это не выгодно.

Если говорить о преимуществах, то лазерный агрегат, прожигающий материал и осуществляющий таким образом разрезание металла, имеет их довольно много.

  • Он справится с любыми сплавами.
  • Качественно обработает хрупкий материал. Этого удаётся достичь благодаря тому, что отсутствует непосредственный контакт с обрабатываемой поверхностью.
  • Лазером можно быстро обработать большое количество материала.
  • Подсоединение к компьютеру или ЧПУ дают возможность выполнять очень сложные и трудоёмкие операции.

Наша компания выполняет резку листого металла любой сложности

Лазерная резка металла

Гидроабразивная резка

Фрезерные работы

Плазменный раскрой.

При использовании этой технологии раскрой металла производится путём действия на материал разогретой плазменной струёй. Этот вид раскроя имеет большую популярность. Такой струёй можно резать материалы, не проводящие электричество. Расплав может удаляться при помощи плазменной дуги. К числу достоинств этого способа относится:

  • Разрезание металла происходит очень быстро.
  • Края реза получаются качественные и ровные.
  • Струя нагревает металл только в области реза.
  • Не наблюдается деформация металлического материала.

Газовый раскрой.

Газовое, а точнее кислородное воздействие на металл – метод дешёвый и часто используемый. В зону реза направляется струя кислорода, при этом нагрев материала в этой зоне достигает 12000°C. Этот метод хорошо подходит, когда нужно разрезать углеродистую, низко- и среднелегированную сталь. К преимуществам данного способа можно отнести:

  • Невысокую стоимость раскроя.
  • Ровную кромку реза.
  • Воздействие на металлический лист под любым наклоном.
  • Способность разрезать толстые листы металла.

Подводя итоги обозрения методов раскроя металла, необходимо отметить, что этими технологиями современная металлообрабатывающая промышленность не ограничивается. Технический прогресс способствует появлению нового оборудования и других технологий.

Ссылка на основную публикацию