Новости и события

Повышение качества резки листового металла [Комплексный анализ распространенных методов]

Резка листового металла — один из важнейших и фундаментальных процессов в таких отраслях, как обработка листового металла, производство стальных конструкций, машиностроение, изготовление электрошкафов, строительной техники, автомобильных деталей и судостроение. Качество резки листового металла напрямую влияет на последующую гибку, сварку, штамповку, сборку и качество готовой продукции.

В реальных производственных условиях многие компании сталкиваются со следующими проблемами:

Чрезмерные заусенцы
Неровные срезанные поверхности
Крупные погрешности размеров заготовки
Деформация и коробление листового металла
Растрескивание режущей кромки
Царапины на поверхности листа
Низкая стабильность качества партии
Снижение точности изгиба в последующих процессах.

Таким образом, улучшение качества резки листового металла не только повышает качество продукции, но и снижает количество доработок, увеличивает эффективность производства и снижает производственные затраты.

В данной статье будет представлен всесторонний анализ с различных точек зрения, включая оборудование, режущие инструменты, параметры процесса, управление материалами, методы работы, системы автоматизации и техническое обслуживание.

1. Что такое качество резки листового металла?

Высококачественный профиль, полученный методом резки, обычно обладает следующими характеристиками:

1) Высокая точность измерений

Проявляется в виде:

Точная длина
Точная ширина
Небольшая диагональная ошибка
Высокая воспроизводимость

Например:

±1 мм
±2 мм
±5 мм (зависит от требований отрасли)

2) Гладкая поверхность

Высококачественный профиль, полученный методом режущего инструмента, должен включать в себя:

Равномерная яркая полоса
Прямая полоса ножниц
Регулярная полоса перелома

Типичная структура раздела:

Область верхнего закругленного угла

↓

Яркая группа

↓

Полоса излома

↓

район Берр

Более высокая доля ярких полос:

Лучший раздел
Упрощенная последующая обработка

3) Мелкие колючки

Идеальное состояние:

Без заусенцев
Микроборы

Общие требования:

Толщина пластины	Устойчивость к ожогам
Менее 1 мм	≤0,03 мм
1–3 мм	≤0,05 мм
3–6 мм	≤0,1 мм
Более 6 мм	≤0,2 мм

4) Отсутствие деформации

Обозначено:

Без волнистой текстуры
Без наклонов
Без скручивания
Без деформации

5) Отсутствие повреждений поверхности

Включая:

Без царапин
Без отступов
Без неровностей

2. Что представляет собой хорошее качество резки?

Качество резки листового металла напрямую влияет на эффективность последующей гибки, сварки, сборки, покраски и всей производственной линии, а также на внешний вид готового изделия.

«Качество резки» — это не просто «чистый рез», а необходимость одновременно соответствовать таким требованиям, как точные размеры, плоские торцевые поверхности, минимальное количество заусенцев, небольшие разрушения углов, хорошая прямолинейность, минимальные повреждения поверхности, минимальные зоны термического воздействия или деформации, а также высокая однородность партии.

Особенно в таких отраслях, как обработка листового металла, стальные конструкции, машиностроение, производство корпусов бытовой техники и строительного оборудования, процесс резки часто является первым критически важным этапом. Если качество на этом этапе нестабильно, последующие корректировки приведут к увеличению затрат.

Это основные показатели, обычно используемые для оценки качества стрижки.

1) Высокая точность измерений

Длина, ширина, диагонали и параллельность среза должны максимально точно соответствовать требованиям чертежа, с устойчивыми и контролируемыми погрешками. Для серийных деталей стабильность важнее, чем идеальное соответствие отдельных деталей.

2) Гладкие срезы и хорошая перпендикулярность.

В идеале края листа должны быть максимально прямыми и ровными, без значительного наклона по бокам. Чрезмерный наклон поверхности среза указывает на проблемы с зазором инструмента, состоянием лезвия или точностью станка.

3) Минимум заусенцев

Избыточное количество заусенцев не только ухудшает внешний вид, но и может поцарапать заготовку, затруднить сборку, увеличить время шлифовки и даже создать угрозу безопасности.

4) Минимальное разрушение углов и деформация при экструзии.

Значительное разрушение углов или разрыв материала на входе и выходе листа свидетельствует о неподходящих параметрах резки или затуплении лезвий.

5) Отсутствие явных вмятин, царапин или сращений на поверхности листа.

Особенно для материалов с высокими требованиями к качеству поверхности, таких как нержавеющая сталь, алюминий, оцинкованная сталь и сталь с покрытием, крайне важен тщательный контроль зажима материала, его направления, обработки и состояния поверхности лезвия.

6) Хорошая стабильность партии

По-настоящему превосходное качество резки заключается не в том, чтобы отрезать один хороший лист, а в том, чтобы сохранять стабильность при последовательной резке множества листов. Стабильность важнее, чем единичный, случайный успех.

3. Основные факторы, влияющие на качество резки металла.

К основным факторам, влияющим на качество резки листового металла, относятся:

Коэффициенты комплектации оборудования (приблизительно 35%~40%)

Жесткость рамы
Гидравлическая система
Точность направляющей рельсы
Точность заднего упора

Коэффициенты лопастей (приблизительно 20%)

Материал лезвия
Острота
Корректировка зазора

Параметры процесса (приблизительно 20%)

Угол среза
Сила давления
Гладить

Факторы, связанные с материалами (приблизительно 10%)

Материал
Толщина
Гладкость

Операции с персоналом (приблизительно 10%)

Возможность регулировки оборудования
Опыт работы с процессами

4. Правильная регулировка зазора между лезвиями

Это наиболее важный метод повышения качества резки листового металла.

Почему важен зазор между лезвием и лезвием?

Небольшой зазор между лезвием и лезвием:

Результаты:

Быстрый износ лезвий
Увеличение силы сдвига
сколы лезвия

Большой зазор между лезвием и лезвием:

Результаты:

Увеличение количества заусенцев
Более грубая поверхность среза
Увеличение погрешностей размеров

Общий выбор уровня доступа

Эмпирическая формула:

Зазор = Толщина пластины × 5%~10%

Пример:

Толщина пластины	Рекомендуемый зазор
1 мм	0,05~0,08 мм
2 мм	0,1~0,16 мм
4мм	0,2~0,32 мм
8мм	0,4~0,64 мм
12мм	0,6~0,96 мм

Разница между различными материалами:

Нержавеющая сталь (высокая твердость): Рекомендуемые значения: 6%~8%
Углеродистая сталь: Рекомендуемые значения: 8%~10%
Алюминиевая пластина: Рекомендуемые значения: 4%~6%
Медная пластина: Рекомендуемые значения: 5%~7%

5. Выбор высококачественных лезвий

Лезвия определяют верхний предел качества резки.

Распространенные материалы для лезвий

1) 9CrSi

Преимущества:

Бюджетный
Хорошая прочность

Недостатки:

Умеренная продолжительность жизни

2) 6CrW2Si

Преимущества:

Высокая износостойкость
Ударопрочность

3) Cr12MoV

Наиболее распространенный

Характеристики:

Высокая твердость
Высокая износостойкость

4) Н13

Подходит для тяжелых производственных нагрузок.

Долгая продолжительность жизни

5) СКД11

Высококачественные лезвия

Характеристики:

Сверхвысокая износостойкость
Стабильная точность

Контроль износа лезвий

Регулярная проверка:

Наблюдение:

Выемки
Сколы
Округление

Немедленно заточите лезвие, если произойдет что-либо из перечисленного ниже:

Количество боров увеличилось более чем на 30%.
Сила сдвига значительно возрастает.
Ухудшение состояния поверхности среза

6. Повышение жесткости оборудования

Жесткость оборудования определяет точность и устойчивость.

Проявления недостаточной жесткости

Распространенные явления:

Большая длина среза приводит к большей погрешности.
Средняя вогнутость
Разные размеры на обоих концах

Методы улучшения

Утолщить раму

Цельносварная конструкция
Лечение для снятия стресса

Добавить усиливающие ребра

Уменьшить деформацию

Интегральная закалка

Улучшение стабильности

Проектирование методом оптимизации конечных элементов

Широко используется в современных высокотехнологичных ножницах для резки овец.

7. Правильная настройка прессовальной системы

Недостаточная сила прессования является основной причиной деформации листового металла.

1) Низкое усилие нажатия

Листовой металл подвержен следующим воздействиям:

Скольжение
Подъем
Искажение

2) Высокое усилие прижима

Легко:

Повреждение листового металла
Вдавливание поверхности

3) Правильные методы

На основе:

Толщина листа
Прочность материала

Автоматическая регулировка силы нажатия.

В высококлассных гидравлических ножницах обычно используются:

Независимая гидравлическая система прессования.

8. Контроль угла сдвига

Угол сдвига определяет:

сдвиговая сила
качество поперечного сечения

Чрезмерно большой угол сдвига

Преимущества:

Энергосбережение

Недостатки:

Листовой материал склонен к скручиванию.

Чрезмерно малый угол сдвига

Преимущества:

Хорошее качество

Недостатки:

Увеличение нагрузки на оборудование

Рекомендация:

Толщина пластины	Угол сдвига
1-4 мм	0,5°- 1°
4-10 мм	1°- 1,5°
10 мм или более	1,5°- 2°

9. Повышение точности заднего упора

Погрешность заднего упора напрямую влияет на размеры.

Распространенные проблемы

Неточная воспроизводимость
Большой люфт ходового винта
Износ направляющей рельсы

Решения

Шариковый винт

Замените обычный ходовой винт

Линейная направляющая

Повышение точности

Сервопривод

Более точное позиционирование

Компенсация системы ЧПУ

Автоматическая коррекция ошибок

Высококачественное оборудование:

Повторяемость может достигать ±0,02 мм.

10. Уменьшение деформации листа

Причины деформации

Включая:

Внутренний стресс
Недостаточное давление
Необоснованный разрыв

Методы контроля

Сегментированная резка
Большие листы разрезаются на сегменты.

Предварительное выравнивание

Выравнивание перед стрижкой.

Регулировка точек давления

Повышение стабильности.

Использование гильотинных ножниц

По сравнению с поворотным станком для резки балок:

Повышенная жесткость
Меньшая деформация

11. Повышение качества сырья

Даже самое лучшее оборудование не может компенсировать низкое качество материалов.

Пункты проверки

Постоянство толщины
Чрезмерные колебания толщины повлияют на зазор.

Плоскостность

Волнистые листы бумаги повлияют на их расположение.

Состояние поверхности

Ржавчина ускоряет износ лезвий.

Твердость материала

Неравномерная твердость приводит к колебаниям размеров.

12. Автоматизированная погрузка и разгрузка повышает качество.

Традиционные ручные методы:

Склонность к:

Неровности
Царапины
Ошибки позиционирования

Преимущества автоматизации

позиционирование вакуумной присоски

Стабильное позиционирование

Позиционирование механического захвата

Высокая воспроизводимость

Автоматическая паллетизация

Снижает удары и толчки.

Автоматическая сортировка

Повышает эффективность

Для массового производства

Автоматизация может:

Увеличить урожайность более чем на 101 тонну на 3 тонны.
Сократите количество человеческих ошибок более чем на 80%

13. Создание стандартизированной базы данных процессов.

Успешные компании создают: базу данных процессов.

Записи:

Материал
Толщина
Зазор
Угол сдвига
Давление зажима

Например:

Материал	Толщина	Зазор
Q235	2 мм	0,15 мм
Q235	4мм	0,3 мм
304	2 мм	0,12 мм

Время настройки может быть сокращено более чем на 50%.

14. Влияние технического обслуживания оборудования на качество.

Многие компании пренебрегают техническим обслуживанием.

В действительности: состояние оборудования определяет состояние продукта.

Плановое техническое обслуживание

Ежедневно:

Проверить:

Гидравлическое масло
Направляющие рельсы
Лезвия

Еженедельное техническое обслуживание

Проверить:

Болты
цилиндр высокого давления
Задний индикатор

Ежемесячное техническое обслуживание

Проверить:

Гидравлическая система
Электрическая система
Точная калибровка

Ежегодное техническое обслуживание

Включает в себя:

Замена гидравлического масла
Полная калибровка оборудования
Точное тестирование

15. Оптимальные стратегии резки для различных материалов

Углеродистая сталь

Функции:

Наиболее широко используемый

Рекомендация:

Стандартный зазор
Среднее давление

Нержавеющая сталь

Функции:

Высокий пружинящий эффект
Высокая прочность

Рекомендация:

Уменьшить зазор
Используйте лезвия SKD11.

Алюминиевая пластина

Функции:

Легко царапается

Рекомендация:

Защитная пленка
Специальное мягкое давление

Медная пластина

Функции:

Прилипает к лезвию

Рекомендация:

Регулярно очищайте лезвие.

Никелированная пластина

Функции:

Высокая прочность
Высокая ценность

Рекомендация:

Точная резка
Автоматическая погрузка и разгрузка
Устойчивая к царапинам конструкция

16. Цифровизация и интеллектуализация повышают качество резки.

Современные интеллектуальные ножницы вступили в эпоху Индустрии 4.0.

Основные функции:

Автоматическая регулировка зазора

Автоматический подбор толщины пластины

Автоматическая регулировка угла среза

Оптимизированное качество поперечного сечения

Автоматическая компенсация давления

Поддержание стабильности

Система мониторинга в реальном времени

Мониторинг:

- Давление
- Температура
- Вибрация

Сетевые технологии MES

Достигнуто:

отслеживаемость данных
Управление качеством
Оптимизация процесса

17. Комплексный план реализации мер по улучшению качества резки

Для металлообрабатывающего предприятия рекомендуется проводить оптимизацию в следующем порядке:

Этап 1 (Базовое улучшение)

Калибровка точности оборудования
Отрегулируйте зазор между лезвиями
Замените изношенные лезвия.
Создать систему технического обслуживания

Улучшение качества примерно на 15%–25%.

Этап 2 (Оптимизация процесса)

Создать базу данных процессов
Оптимизировать угол среза
Оптимизация системы зажима материала
Стандартизация операционных процедур

Улучшение качества примерно на 20%–30%.

Этап 3 (Модернизация оборудования)

Задний упор для станка с ЧПУ
Сервосистема
Автоматическая регулировка зазора
Высокоточная конструкция с поворотными рычагами

Улучшение качества примерно на 20% или более.

Этап 4 (Интеллектуальное производство)

Автоматизированная система погрузки и разгрузки
Интеллектуальная складская система
Система МЭС
Система онлайн-инспекции

Уровень урожайности может достигать: более 991 тыс. тонн на 3 тонны.

18. Резюме

Повышение качества резки листового металла — это системный проект, который не может опираться только на один аспект. Он требует скоординированной оптимизации с разных сторон, включая оборудование, лезвия, параметры процесса, управление материалами, рабочие процедуры, техническое обслуживание и технологии автоматизации.

Для достижения действительно стабильного качества резки основную идею можно сформулировать в четырех предложениях: острое лезвие, точный зазор, надежное зажимание и точное позиционирование.

Шесть ключевых факторов:

Правильно отрегулируйте зазор между лезвием и лезвием.
Используйте высококачественные износостойкие лезвия.
Повысить общую жесткость оборудования.
Точное управление усилием зажима и углом среза.
Повышение точности позиционирования заднего упора.
Создайте стандартизированную базу данных процессов и систему профилактического обслуживания.

Исходя из этих факторов, дальнейшая оптимизация параметров процесса с учетом характеристик материала, совершенствование методов подачи и обеспечение надлежащего технического обслуживания оборудования и первичной проверки изделия имеют решающее значение для достижения стабильно высоких результатов резки.

С практической точки зрения, наиболее распространенными и эффективными методами улучшения являются:

Сначала отремонтируйте лезвия, затем отрегулируйте зазор; сначала стабилизируйте усилие зажима, затем откалибруйте задний упор; сначала обеспечьте точность оборудования, затем позаботьтесь о качестве партии.

Благодаря качественному выполнению этих основных задач, качество резки листового металла, как правило, можно значительно улучшить, и чем больше объем производства и стандартизация, тем больше выгода.

Для современных заводов по обработке листового металла внедрение высокоточные гидравлические гильотинные ножницы с ЧПУИспользование сервоприводных задних упоров, автоматических устройств загрузки и разгрузки, а также интеллектуальных платформ управления технологическими процессами стало важным направлением развития для достижения высококачественного, высокоэффективного и экономичного производства изделий методом резки.

Благодаря оптимизации системы предприятия могут не только значительно улучшить качество и точность размеров нарезанных профилей, но и сократить расход лезвий, уменьшить процент брака и обеспечить более стабильную и надежную основу для последующих процессов гибки, сварки и сборки.