ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРОАБРАЗИВНОЙ РЕЗКИ

Обеспечение Точности Заготовки

Существует существенная разница между точностью заготовки и точностью перемещения установки.

Part Accuracy

Приобретение установки, обладающей точностью 0,00000000000025 мм, идеальной динамикой перемещения, совершенным регулированием скорости и идеальной повторяемостью, еще не означает, что будут нарезаться совершенные заготовки.

Зато это означает, что вам придется потратить значительные средства на супер-точную установку. Точность выполнения заготовки является сочетанием погрешности обработки (устройства гидрорезки) и погрешности установки (перемещения по осям X–Y), а также стабильности заготовки (закрепление, плоскостность, температурная устойчивость).

Ниже описаны погрешности конфигурации заготовки, возникающие даже при совершенстве установки гидрорезки. У струи гидрорезки имеются параметры, существенно влияющие на точность заготовки. Регулирование этих параметров уже много лет является основной целью поставщиков установок гидрорезки.

Говоря проще, высокоточная установка с высокой повторяемостью в состоянии устранить составную собственного перемещения из вашего уравнения точности заготовки, но не в состоянии устранить другие погрешности заготовки (например, погрешности крепления и погрешности, присущие струе гидрорезки).

Обычная установка гидрорезки нарезает заготовки из материала толщиной 25,4 мм с точностью +/- от 0,07 до 0,4 мм. А установка с Dynamic Waterjet может нарезать заготовки с точностью +/- 0,025 мм.

При толщине материала более 1 дюйма установки обеспечивают точность заготовок +/- от 0,12 до 2,5 мм. Высокопроизводительный координатный стол рассчитан на линейное позиционирование с точностью 0,1 мм и выше.

Так откуда берется неточность выполнения заготовки?

Отклонение или «сдвиг» струи

При резании материала установкой гидрорезки или лучевым резаком, например лазерным или плазменным, происходит отклонение струи назад (в направлении, обратном перемещению), как только начинается уменьшение мощности резания. У этого явления следующие последствия: возрастание отклонения, нарушение внутренних углов, отклонение от дугового контура.

Эта погрешность сдвига уменьшается путем увеличения мощности резания или снижения скорости резания.

Возрастание отклонения

При высокоскоростном резании возникает V-образный рез. Такое отклонение можно свести к минимуму или устранить путем снижения скорости или увеличения мощности резания.

Нарушение внутренних углов

Струя при высокоскоростном вырезании внутреннего угла может выйти за пределы угла и врезаться в заготовку.

Отклонение от контура дуги

Струя при высокоскоростном резании вдоль дуги или окружности стремится описать конус. Эффект на рисунке преувеличен для наглядности.

Закрепление

Установка гидрорезки развивает вертикальное усилие менее 0,2 кг при нарезании заготовки высокого качества и до 2,2 кг при черновом резании, однако для получения точных заготовок требуется надежное крепление.

Заготовка при резании или пробивании отверстий не должна двигаться или вибрировать. Для сведения к минимуму этих погрешностей попробуйте упереть заготовку в кромку ограничителя или твердого стержня, прикрепленного к рейкам стола. При нарезании первой заготовки убедитесь в отсутствии вибрации и перемещения материала.

Нестабильность материала

Некоторые материалы, например пластмасса, очень чувствительны к изменениям температуры. Такие материалы из-за явления, называемого тепловым расширением, расширяются при незначительном нагревании и сжимаются при охлаждении. Материал при гидрорезке не становится горячим, но может немного нагреться.

Необходимо также быть осторожным с воздушными включениями в отливках, поскольку струя стремится к раскрытию при встрече с такими включениями.

Гидроабразивная резка не вызывает коробление листового материала. Но происходит снятие напряжений. Если при обработке слоистого материала толщиной

Проблемы с насосом

Кроме очевидных проблем с насосом, например обеспечение подачи воды с требуемым давлением, на точность заготовки могут влиять и другие факторы. Если у насоса 2 мультипликатора и более, происходит ли рабочий ход мультипликаторов одновременно? Осмотрите кромку заготовки: если там есть вертикальные отметины, то они совпадают с частотой каждого несогласованного рабочего хода.

Обратные клапаны должны быть в полном рабочем порядке.

Давление воды у сопла

Потери скорости резания возможны при значительных (более 172 бар) перепадах давления на участке линии высокого давления между насосом и головкой.

Следите, чтобы не было значительного засорения линейного фильтра, обычно расположенного у режущей головки.

Если в участок линии вносились изменения (менялась трасса, уменьшена длина и т. д.), убедитесь, что перепады давления не увеличились. Любые потери давления за насосом должны сводиться к минимуму. Давление – это скорость резания, а скорость резания – это деньги.

Погрешность коррекции на ширину реза

Коррекция на ширину реза – это вводимое в систему управления значение, учитывающее ширину реза струи; в реальности задается величина, на которую увеличивается рез, чтобы получить вырезанную заготовку требуемых размеров.

Перед выполнением высокоточной работы с допусками заготовки менее +/- 0,127 мм нарежьте пробный образец и убедитесь в правильности заданной коррекции на ширину реза. Многие заготовки прекрасной формы нарезаются неправильно из-за того, что оператор не нашел времени для установки оптимального значения коррекции на ширину реза.

Ошибка программирования

Часто среди всех причин нарушения точности заготовки тяжелее всего бывает отыскать ошибку программирования, когда заданный в программе размер заготовки не соответствует в точности размеру в исходном файле CAD или набросанном от руки эскизе.

Программы для заготовок обычно отображаются на экране устройства управления координатным перемещением графически без указания размеров. Поэтому такая ошибка может остаться незамеченной. Если всё остальное в порядке, дважды убедитесь, что заданные в программе размеры заготовки точно соответствуют размерам исходного чертежа.

Номер зернистости абразива

Типичными номерами зернистости абразивов являются 120, 80 и 50 (как у наждачной бумаги, используемой при плотницких работах). Номера зернистости существенно не влияют на точность заготовки. Большее влияние оказывается на чистоту поверхности и на общую скорость резания. Более тонкие абразивы (с большим номером зернистости) снижают скорость резания и повышают чистоту поверхности.

Перемещение установки

Точность позиционирования и характеристики динамики перемещения установки влияют на точность заготовки. Многие факторы влияют на перемещение установки. Вот несколько из них:

Люфт механических элементов (изменение направления; в шестернях или червяке есть колебания при изменении направления вращения), повторяемость – будет ли режущая головка каждый раз возвращаться в одну и ту же точку? Важна настройка сервомеханизмов. Неправильная настройка вызывает люфт, нарушение перпендикулярности, нарушение повторяемости, может вызвать вибрацию установки (раскачивание на высоких частотах) при перемещении.

Важна точность позиционирования и степень прямолинейности, плоскостности и параллельности направляющих. При обработке небольших заготовок, длиной и шириной менее 30 см, к координатному столу предъявляются не такие жесткие требования, как при нарезании крупных заготовок.

Качество крупной заготовки, размером, например, 1,2 x 1,2 м, больше зависит от работоспособности установки. Точность позиционирования и прямолинейность направляющих не очень влияют на точность размеров заготовки просто потому, что небольшая заготовка скрадывает ошибки установки. В крупных заготовках ошибки проявляются сильнее.

Помните, что между параметром перемещения установки и точностью размеров заготовки нет прямой зависимости. Дорогая супер-точная установка (с точностью линейного позиционирования, например, +/- 0,025 мм на всю длину хода) не обеспечивает автоматически нарезание заготовки с допуском +/- 0,025 мм; остальные факторы, влияющие на точность, никуда не делись (см. выше).