Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 26 ТЕХНОЛОГИЯ При этом под точностью фор- мообразования при тонкоструй- ной плазменной резке, согласно данным работы [3], понимают точ- ность полученных линейных раз- меров и перпендикулярность или угловатость кромок реза. Данная статья посвящена оценке состоя- ния режущих кромок по отноше- нию к плоскости разрезаемого материала, которое количественно можно определить перпендикуляр- ностью или угловатостью кромок реза. При износе расходных составляющих плазмотрона эти показа- тели могут отклоняться от тех, которые заявлены в паспортных данных установки, что подтверждается данными работ [4, 5], свидетельствующих о том, что по мере износа происходит постепенное снижение показателей точности. Исследования физики про- цесса тонкоструйной плазменной резки отражены в работах [6,7], которые подтверждают, что по мере из- носа изменяется истечение плазменного потока, что, в свою очередь, приводит к изменению геометрии реза. Производители установок тонкоструйной плаз- менной резки в технической документации зачастую указывают оценочные значения показателей точ- ности реза. При этом совершенно не учитываются такие факторы, как степень износа расходных эле- ментов плазмотрона (катод, сопло, колпачок завих- ряющего газа). Для существующего оборудования тонкоструй- ной обработки разработаны следующие технологии раскроя: HiFocus; HiFocus plus ; HiFocus F. Технология HiFocus применима для небольших толщин от 1 до 8 мм из конструкционных и нержавеющих сталей и сплавов на основе алюминия. Технология HiFocus plus характеризуется бóльшим диапазоном разрезаемых толщин (от 4 до 30 мм). Для отмеченных техноло- гий характерна геометрия реза, представленная на рис. 1, а , причем скос наблюдается на левой кромке реза. Технология раскроя HiFocus F также применя- ется для раскроя конструкционных, нержавеющих сталей и сплавов на основе алюминия в диапазоне от 2 до 25 мм. Причем для данной технологии харак- терен симметричный скос как на детали, так и на от- ходе (рис. 1, б ). Сравнительная оценка перпендикулярности кро- мок реза для технологий HiFocus, HiFocus plus , HiFocusF в данной работе производилась с расхо- дными элементами плазмотрона без износа для обе- спечения идентичности физических процессов при резке. Экспериментальные исследования посвящены определению значений точности реза, в частности, перпендикулярности кромок для различных техно- логий при отсутствии износа расходных элементов. Методика экспериментального исследования Для проведения эксперимента был выбран прокат из конструкционной стали марки Ст. 3 (ГОСТ 14637- 89). Предельные значения толщин разрезаемого ма- териала выбирались исходя из условия его гаранти- рованной пробивки и раскроя согласно исследуемым технологиям. Так, для технологии HiFocus был вы- бран листовой прокат толщиной 3, 5, 8 мм, который включает в себя весь рекомендуемый производите- лем диапазон толщин разрезаемых материалов. Для технологии раскроя HiFocus plus толщины составляли 4, 10, 20 мм, для технологии HiFocusF – 3, 10, 20 мм. Расходные элементы плазмотрона были выбраны исходя из рекомендаций на данное оборудование и используемых технологий раскроя и представлены в табл. 1. а б Рис. 1 . Геометрия реза для разных технологий раскроя: а – технология HiFocus и HiFocus plus ; б – технология HiFocus F Т а б л и ц а 1 Технологии резки Толщина, мм Катод Газификатор Сопло Колпачок сопла Колпачок завихряющего газа Защитный колпачок HiFocus 3 S002 Z101 S2008 S3004 Z4020 Z501 5 8 HiFocus plus 4 S002 Z102 S2008 S3028 Z4020 Z501 10 S2012 Z4022 20 Z4025 HiFocus F 3 S012 Z111 S2114 S3008 Z4030 Z501 10 Z4140 20 Z4140