Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Металлообработка — территория будущего Международная выставка в Вене по сварке и обрабатывающему инструменту Традиционная Венская промышленная выставка по металлообработке и сварке несколько отличается по своей направленности от сходных по тематике форумов во Франции или Италии. Различия заключаются, во-первых, в более активном участии немецких фирм и, во-вторых, сравнительно большом удельном весе технических новинок на базе высоко­энергетических технологий. Исходя из этого, венская выставка каждый раз привлекает к себе повышенное внимание специалистов европейских и мировых компаний, чья деятельность напрямую связана с металлообработкой. На стендах участников форума всегда можно ознакомиться с лучшими образцами оборудования и передовыми технологиями. Не стала исключением и экспозиция 2008 г. Здесь представители отраслевых фирм имели возможность познакомиться с богатым ассортиментом высокотехнологичной продукции и подобрать для себя наиболее привлекательные и выгодные варианты. Металлообрабатывающие устройства Венская выставка еще раз подтвердила, что в последние годы среди новых направлений в металлообрабатывающей технике одно из ведущих мест занимают технологии с использованием плазмы. Немец­кой фирме AxynТec удалось создать новый способ ионоплазменной об­работки поверхностей металлических деталей на основе комбинации плазменного и ионного воздействия. В основу технологии Plasmaimpax положено использование высоко­энергетических частиц в поле катушек высокого напряжения для обработки металлических поверхностей сложной пространственной формы. Цель подобного способа заключается в образовании на поверхности деталей и инструмента тонкослойных покрытий. Для этого в металл внедряют определенные ионы, создавая обогащенный ими поверхностный слой. От традиционных способов Plas­maimpax отличается, прежде всего, энергоэкономичностью и экологичностью, что обусловлено гораздо более низкими температурами обработки, диапазон которых ограничен пределами 250–400 °C. Мягкий режим термического воздействия исключает изменение свойств основной массы металла. Деталь сохраняет первоначальную форму, но при этом становится возможной поверхностная обработка изделий из легкоплавких материалов. Установка для поверхностной обработки Impax-1000 представляет собой изготовленную из нержавеющей стали емкость квадратного сечения (около 800 мм в поперечнике и в высоту). Загрузка ее производится через крупноформатную дверь. Агрегат снабжен системой водяного охлаждения, работающей в холодном или теплом режиме. Емкость оборудована четырьмя адаптерными фланцами, через которые вводятся плазменные источники с генераторами пульсаций и электрообеспечением. Кроме того, Impax-1000 снабжена держателями с планетарной передачей, модулями теплового излучения, устройствами для создания, измерения и регулирования вакуума и системой газоснабжения. Электро­обеспечение рассчитано на трехфазный ток (400 В, 50 Гц, 100 кВА). Работа установки контролируется программной управляющей системой Siemens S7 с визуализацией. Ионоплазменная обработка деталей ведется равномерно по всей поверхности, что гарантируется даже при самой сложной пространственной форме. Технология отличается экономичностью и гибкостью, простотой перехода на различные виды и режимы работы. Axynit (одна из разновидностей технологии Plasmaimpax) заключается в обработке поверхности без нанесения дополнительного покрытия. Она используется для повышения твердости деталей, увеличения их износостойкости, а также для улучшения биосовместимости медицинских им­-п­лантантов и в качестве предварительной обработки перед нанесе­нием покрытий. Метод рассчитан на температуру обработки до 400 °С, при которой он дает повышение твердости (в пределах 10–15 гПа) и увеличение устойчивости деталей к износу и коррозии. На основе Plasmaimpax специально для трибологических систем (трущихся пар) в автомобильной промышленности и медицине фирмой разработано покрытие Axyprotect с оптимальными показателями износостойкости и устойчивости против коррозии. Покрытие представляет собой особый углеродный слой, напоминающий по структуре алмаз и обладающий многими преимуществами по отношению к известным аналогам. В частности, это температура формирования (не выше 250 °С), высокая твердость (15–25 гПа) и упругость (140–180 гПа), а также малый коэффициент трения (0,05–0,15), износостойкость, коррозионная устойчи­вость и биосовместимость. Как и в прошлые годы одним из главных тематических центров выс­тавки было сварочное оборудование. Выпущенный австрийской фирмой Elin прицепной сварочный аппарат типа SW отличается редким сочетанием большой мощности с низким уровнем шума. Подобное качество делает его особенно привлекательным при проведении ремонтных и эксплуатационных работ в жилых помещениях, больницах и в других местах с ограничениями по громкости или продолжительности производственного шума. Агрегат представляет собой многофазный синхронный генератор с кремниевыми диодами воздушного охлаждения, защищенный от перегрузок биметаллическим щелчковым выключателем. Напряжение рабочего и холостого хода бесступенчато регулируется в пределах 10–100 В двумя потенциометрами. Сила сварочного тока составляет 300–400 А. Аппарат оснащен выключателями для дистанционного управления, двумя двухполюсными и одной пятиполюсной розетками. Для освещения и обеспечения работы дополнительного электроинструмента SW укомплектован вспомогательным трехфазным асинхронным генератором. Его вал соединен с маховиком двигателя через упругое сцепление. К главным преимуществам агрегата SW относятся отсутствие щеток и коллекторов, автоматическая подача тепла для предварительного подогрева или накаливания, хорошее охлаждение поверхности и высокая степень электрозащиты. Следует отметить повышенную произ­водительность и стабильность сварочного процесса, а также возможность эксплуатации устройства без профилактики. По своим техническим данным сварочный аппарат занимает ведущее положение на мировом рынке аналогичной техники. Он выпускается в трех версиях. Длина прицепа состав­ляет 2,5–3,5 м при полной высоте до 1,65 м. При этом установка имеет ширину 1,57 м и вес 800–1100 кг. Уровень рабочего шума не превы­шает 114–96 дБ. Агрегат обслуживается двухцилинд­ровым дизельным двигателем объе­­м­ом 1700 см3 с прямым впрыском, развивающим мощность 27,7 кВт при 3000 об/мин. Этого достаточно для сварки различных деталей электродами диаметром 6–10 мм. Инструмент для работы с металлом В наше время, когда, казалось бы, все возможности традиционных методов металлообработки уже исчерпаны, время от времени появ­ляются простые и остроумные решения. Примером может служить разработанная голландской фирмой Flowdrill технология устройства резьбовых отверстий в металлических листах методом термотекучего сверления. Технология Flowdrill применима в тех случаях, когда диаметр отверстия многократно превосходит толщину металлического листа. Отверстие образуется с помощью рабочего органа в виде заточенного на конус стержня, имеющего в верхней части кольцевое ограничительное уширение. Он вращается с большой скоростью и в то же время энергично прижимается к обрабатываемой детали. Под действием трения зо­на контакта с металлом разогревает­ся настолько, что последний становится пластичным и деформируется. Постепенно усилие подачи стержня уменьшается, а скорость вращения увеличивается с таким расчетом, чтобы температура на контакте поддерживалась в оптимальном диапазоне. Конус протыкает лист, оттесняя пластичный металл вниз и немного в стороны. В результате вокруг отверстия образуется утолщение (муфта), внутренний диаметр которого дик­тует­ся поперечником цилиндрической части стержня. Выдавленный выше плоскости избыток материала сошлифовывается ограничительным уширением конуса на часть высоты с образованием основания под уплотнительное кольцо или на всю высоту (заподлицо с листом). Когда отверстие готово, на еще пластичном металле выполняется внутренняя резьба в муфте. Она не нарезается, а пластично формуется с помощью специального инструмента Flowtap, дополняющего технологию Flowdrill. Сформованная таким способом резьба не только не ослабляет, а даже упрочняет металл. Благодаря повышенной прочности материала глубина ее может составлять всего 50% от диаметра отверстия вместо рекомендуемых обычно 70%. Стержень Flowdrill выпускается в разных вариантах диаметром от 1,5 до 46 мм с интервалом через 0,1 мм. Технология легко реализуется на различном серийном оборудовании — от элементарного вертикально-сверлильного станка до автоматизированного обрабатывающего центра. Простейший вариант Flowdrill с настольным станком и вертикально зажатой в нем дрелью позволяет устраивать отверстия диаметром до трех толщин листа и формировать резьбу от М4 до М8. Толщина листа из стали, алюминия, меди или латуни допустима в пределах 0,8–2,5 мм. Для термосверления достаточно двухскоростной дрели с электродвигателем мощностью 1 кВт, скоростью вращения 2600/900 об/мин. и максимальным крутящим моментом 10/28 Н·м. Зажимной диаметр конуса состав­ляет 1,5–13 мм для обычного сверления и 6–8 мм для пластичного термосверления, максимальная длина зажима детали — 100 мм. Механизации трудоемких ремонтно-строительных работ в Австрии всегда придавалось большое значение. В последние годы интерес к малым агрегатам и инструменту для ремонта вырос еще больше, поскольку в ряде европейских стран были приняты широкие правительственные программы по реконструкции жилого фонда с целью сокращения эксплуатационных энергетических потерь. В разделе ручного электроинструмента большой интерес специалистов вызвала последняя новинка фирмы BEPо (Германия) — плоскоциркулярная электропила FFS 151 Plus, снабженная направляющими салазками, в плоскости которых расположен пильный диск. На них же закреплены опорная ручка и электродвигатель, который можно поворачивать в горизонтальной плоскости на 180°, что облегчает маневрирование и работу в стесненных условиях. Конструкция инструмента компакт­на. Патентованный крепеж пильного диска диаметром 150 мм делает возможным пропил на расстоянии всего 1,5 мм от кромки салазок. Это позволяет прорезать углы очень точно, с малыми недоборами и быстрее выполнять работу. Глубина пропила ступенчато регулируется в пределах 0–47 мм. Использование диска одного типа для резки различных материалов нерационально, поэтому его выпус­кают в трех модификациях. Он может быть стальным зубчатым, c твердосплавной или алмазной режущей кромкой. Первый служит для резки дерева, второй для выпиливания комбинаций дерева со стеклом, металлом или пластиком, третий для пропиливания штукатурки, бетона или гипса. Работа выполняется с одновременным отсосом пыли и фильтрацией воздуха, что очень важно в жилых помещениях и общественных зданиях. Для получения идеально прямых пропилов большой длины используют длинные профильные направ­ляющие. На гладких поверхностях паркетных или плиточных полов они удерживаются вакуумными держателями. Диаметр присосок составляет 27 мм, их положение можно регулировать. Электропила FFS 151 Plus весит 4,8 кг. Мощность электродвигателя — 1400 Вт. Современный лазерный инструмент Современные технические достижения изменили многие способы обработки материалов. Однако некоторые до сих пор сохранялись неизменными. К таким относилась до последнего времени резка стекла в два приема: проведение твердым стеклорезом линии реза по поверхности листа и последующий разлом по риске. Инновационные технологии положили конец этой традиции. Так, фирма Rofin-Sinar (Германия) предлагает резать стекло дисковым MLBA-лазером в один прием. В отличие от поверхностного воздействия обычного СО2-лазера, устройство MLBA использует излучение, которое абсорбируется по всей толщине стекла вдоль линии реза. С помощью специально разработанной системы рефлекторов луч многократно пропускается сквозь стекло, каждый раз увеличивая термические внутренние напряжения в материале. В результате всего за одну рабочую операцию без последующего разлома удается получить чистый рез. При этом длительность процесса сокращается на 50%. Подобный способ применим для работы как с простым однослойным стеклом толщиной 0,2–24 мм, так и с материалом, имеющим внутренние прослойки. Таким образом, появилась возможность выборочной резки отдельных листов стекла в пачке или одноступенчатого разреза по криволинейной траектории. Важным достоинством MLBA-лазера является то, что резка ведется бесконтактным способом, стекло не засоряется маслом, охлаждающей жидкостью и т. п. Подобный способ применим в самых сложных и даже стерильных условиях. При использовании данной технологии получаются качественные канты без микротрещин и осколков, опасность случайных повреждений практически исключается. При этом прочность отрезанных частей увеличивается вдвое по сравнению с традиционной резкой с разломом. Устойчивая работа лазеров серии ROFIN DS мощностью от 750 Вт до 3 кВт, их высокая производительность и хорошие динамические показатели открывают перспективы для самых разнообразных производственных решений. Следующим шагом в лазерной резке стекла стало использование излучения YAG-лазера (на алюмо­иттриевом гранате), позволившее применить волоконную оптику. Соеди­нение многих световодных волокон с одним лазером сделало возможным эффективные индивидуальные проек­ты и относительное сокращение инвестиций на одну стеклорезную установку. На использовании YAG-лазера основана установка Turbocut, предназначенная для резки трубчатого и многопустотного стекла. Ее эффективность и качество получаемых кантов сравнимы с MLBA-лазером. Резание стекла, равно как и другие возможности применения лазерной техники для обработки металлов, базируется на высокой энергетичес­кой плотности лазерного луча. Однако большая концентрация энергии имеет и свои отрицательные стороны, связанные с высокими температурными градиентами и опасными внутренними напряжениями в зоне шва, ограничивающими применение таких технологий. Устранить подобные негативные последствия позволяет созданная в Дрезденском институте лучевых тех­нологий IWS многоцелевая лазерно-индукционная сварочная установка. В ней сварка комбинируется с предварительным индуктивным разогревом деталей до температур 150–650 °С, что снимает большую часть внутренних напряжений. При этом исключается опасность образования трещин, например, при нанесении тонкослойных покрытий из износостойких твердых сплавов на изделия из хрупких малодеформируемых сталей. По сравнению с предварительным разогревом деталей в печах, индуктивный метод обладает рядом решающих преимуществ. Он хорошо вписывается в технологию металлообработки, не требует громоздких устройств и позволяет точно регулировать процесс по температуре и во времени. Кроме того, он энергети­чески экономичен. Уже сегодня способ практически реализован при решении ряда технических задач. Немецкой фирмой Arnold выпущен специальный много­целевой комплекс LIHM 1000 для лазерно-индукционной обработки материалов. Он включает автоматизированную пятиосную движущую машину с рабочей зоной 720?330?400 мм, блок управления Siemens 840 D, два CO2-лазера мощностью 6 и 20 кВт и среднечас­тотный индуктивный генератор мощностью 80 кВт с интегрированным регулятором температуры. В состав агрегата входят также установка для закалки металла с расходом холодной воды 120 л/мин. и встроенный прибор для сенсорного поиска термических швов. Комплекс используется при лазерной сварке приводных валов легковых автомобилей на заводе фирмы Ford в Германии. Авторы полагают, что подобный метод имеет принципиальное значение, выходящее далеко за рамки отдельных частных решений. В недалеком будущем он должен послужить основой для новых технологий лазерной обработки стальных деталей. Альберт Полуновский, г. Вена, Австрия