Содержание

Введение .............................................................................................................5 Технологический процесс плазменной резки...................................................6

1.Описание станка................................................................................................12

2.Описание узлов станка.....................................................................................13

3. Технические характеристики станка..............................................................16

4.Описание режущего инструмента...................................................................16

5.Плазменная обработка в сравнении лазерной и гидроабразивной ...........17

6.Номенклатура обрабатываемых деталей................................................ 19

7.Заключение...................................................................................................22

Реферат Курсовая работа 22 с., 2 рис., 3 источника.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ, ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ ГИДРОАБРАЗИВНОЙ РЕЗКИ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ И ИХ СРАВНЕНИЕ, ПРИМЕРЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЕНИЕ ДАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ, ОБЩИЙ ВИД СТАНКА.

Объектом исследования является станок плазменной резки модели MultiCam 1-103P.

Цель работы - знакомство с теорией, изучение технологического процесса, дальнейшее применение полученных знаний.

результате исследования изучения, технические характеристики, разновидности обработки, экономический вопрос выгоды данных методом обработки.

Введение

Данная исследовательская работа в области станкостроения позволит узнать об установке и технологии плазменной резки. Резка металлов - проблема, с которой приходится сталкиваться и в цеху, и на стройплощадке, и в мастерской. Простые решения вроде автогена устроят многих, но не всех. Если объем работ по резке металла большой, а требования к качеству реза высоки, то стоит подумать об использовании аппарата плазменной резки (плазмореза).Первые установки и аппараты плазменной резки появились более полувека назад, но широкому кругу мастеров они стали доступны только в последние два десятилетия. В связи с развитием техники плазма нашла широкое применение в промышленности, точнее в обработке различных материалов и сплавов . Это связанно с многими достоинствами данной технологии перед другими видами обработками резанием. В наше время появляется много труднообрабатываемых керамических, композиционных, тугоплавких и других материалов, поэтому многим заводам и предприятиям, занимающимся ответственной продукцией, приходиться применять нетрадиционные методы обработки. Знания, получаемые при выполнении курсовой работы, позволяют целенаправленно и правильно:

• получать дальнейшее профессиональное образование в области, выбранной будущим специалистом.

• успешно решать разнообразные задачи научно- технического характера, а также задачи, связанные с созданием и проектированием новой техники и новых технологий.

• самостоятельно использовать современные информационные и образовательные технологии в целях получения новой информации, необходимой для дальнейшей работы в производственной и научной деятельности.

При выполнении данной курсовой работы вырабатывается системный подход к исследуемым явлениям и процессам, развивается творческое и креативное мышление, формируется умение самостоятельно анализировать и развивать новые идеи.

Плазма - частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность, это означает, что объемные плотности положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована, оказываются почти одинаковыми. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Слово «ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 году и названо «плазмой» И. Ленгмюром в 1928 году, возможно из-за ассоциации с плазмой крови. Плазменная резка — вид плазменной обработки материалов, при котором в качестве режущего инструмента вместо резца используется струя плазмы.

Между электродом и соплом аппарата, или между электродом и разрезаемым металлом зажигается электрическая дуга. В сопло подаётся газ под давлением в несколько атмосфер, превращаемый электрической дугой в струю плазмы с температурой от 5000 до 30000 градусов и скоростью от 500 до 1500 м/с. Толщина разрезаемого металла может доходить до 200 мм. Первоначальное зажигание дуги осуществляется высоковольтным импульсом или коротким замыканием между форсункой и разрезаемым металлом. Форсунки охлаждаются потоком газа (воздушное охлаждение) или жидкостным охлаждением. Воздушные форсунки как правило надежнее, форсунки с жидкостным охлаждением используются в установках большой мощности и дают лучшее качество обработки.

Используемые для получения плазменной струи газы делятся на активные (кислород, воздух) и неактивные (азот, аргон, водород, водяной пар). Активные газы в основном используются для резки чёрных металлов, а неактивные — цветных металлов и сплавов. Плазменная резка - это возможность автоматизации процессов; доступные цены на оборудование; высокая скорость резки листовых материалов малой и средней толщины. Плазменной резке присущи собственные минусы: возможность обрабатывать лишь токопроводящие материалы; низкая эффективность использования метода при необходимости резки криволинейных поверхностей; риск появления микротрещин, оплавлений, обгораний, а также структурных изменений; потребность в последующей обработке мест разреза;

низкая эффективность при резке материалов значительной толщины (более 25 мм), а также легированных сталей;

риск создания взрыво- и пожароопасной ситуации;

низкая экологичность процесса, вредное воздействие на окружающую среду, выделение газов во время резки;

необходимость устройства мощной вентиляции при работе в закрытых помещениях.

Различают две схемы:

1. Плазменно-дуговая резка; 2. Резка плазменной струёй; При плазменно-дуговой резки дуга горит между наплавляющимся электродом и разрезаемым металлом (дуга прямого действия). Столб дуги совмещён с высокоскоростной плазменной струёй, которая образуется из поступающего за счёт его нагрева и ионизации под действием дуги. Для разрезания используется энергия одного из приэлектродных пятне дуги, плазмы столба и вытекающего из него факела. При резке плазменной струёй дуга горит между электродом и формирующим наконечником плазматрона, а обрабатываемый объект не включён в электрическую цепь (дуга косвенного действия). Часть плазмы столба дуги выносится из плазматрона в виде высокоскоростной плазменной струи, энергия которой и используется для резания. Плазменно-дуговая резка более эффективна и широко применяется для резки металлов. Резка плазменной струёй используется реже и преимущественно для обработки неметаллических, поскольку они не обязательно должны быть электропроводными.Какие преимущества в работе дает аппарат или станок плазменной резки металла в работе?

1. При правильном подборе мощности он позволит в 4-10 раз (по сравнению плазморез уступит лишь промышленной лазерной установке, зато намного выиграет в себестоимости. Экономически целесообразно использовать плазменную резку на толщинах металла до 50-60мм. Кислородная же резка более предпочтительна при раскрое стальных листов толщиной свыше 50 мм.

2. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ. Плазменная резка позволяет обрабатывать и сталь, и чугун, и алюминий, и медь, и титан, и любой другой металл, причем работы выполняются с использованием одного и того же оборудования: достаточно выбрать оптимальный режим по мощности и выставить необходимое давление воздуха. Важно отметить и то, что качество подготовки поверхности материала особого значения не имеет: ржавчина, краска или грязь помехой не станут.

3. ТОЧНОСТЬ и ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО РЕЗА. Современные плазморезы обеспечивают минимальную ширину реза и "чистые" без наплывов, перекаливания и грата кромки, почти не требующие дополнительной обработки. Немаловажно и то, что зона нагрева обрабатываемого материала намного меньше, чем при использовании автогена, а поскольку термическое воздействие на участке реза минимально, то и тепловые деформации вырезанных деталей незначительны, даже если они небольшой толщины.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ, обусловленная отсутствием взрывоопасных газовых баллонов.

5. НИЗКИЙ уровень загрязнения окружающей среды. Касательно экономической стороны вопроса, то совершенно очевидно, что при больших объемах работ плазменная резка выгоднее той же кислородной или, например, механической. В остальных же случаях нужно учитывать не материалы, а трудоемкость использования. Например, сделать фигурный рез в толстом листе недолго и автогеном, но может потребоваться продолжительная шлифовка краев.

НЕДОСТАТКИ:

Ну а теперь поговорим о недостатках. Первый из них - относительно скромная максимально допустимая толщина реза, которая даже у мощных аппаратов редко превышает 80-100 мм. В случае же с кислородной резкой максимально допустимая толщина реза для стали и чугуна может достигать 500 мм.

Следующий недостаток метода - довольно жесткие требования к отклонению от перпендикулярности реза. В зависимости от толщины детали угол отклонения не должен превышать 10-50°. При выходе за эти пределы наблюдается значительное расширение реза и, как одно из следствий, быстрый износ расходных материалов.

Наконец, сложность рабочего оборудования делает практически невозможным одновременное использование двух резаков, подключенных к одному аппарату, что с успехом применяется при резке штучным электродом.

Принцип работы плазмореза

Рабочий орган аппарата называется плазмотрон. Под этим словом подразумевается плазменный резак с кабель-шланговым пакетом, подключаемый к аппарату. Иногда плазмотроном ошибочно называют аппарат плазменной резки целиком. Разновидностей плазмотронов достаточно много. Но наиболее распространены и более всего пригодны для резки металлов плазмотроны постоянного тока прямой полярности. По виду дуги различают плазмотроны прямого и косвенного действия. В первом случае разрезаемое изделие включено в электрическую цепь, и дуговой разряд возникает между металлической деталью и электродом плазматрона. Именно такие плазмотроны применяются в устройствах, предназначенных для обработки металлов, включая и аппараты воздушно-плазменной резки. Плазматроны косвенного действия применяются, в основном, для обработки неэлектропроводных материалов (у них электрическая дуга возникает в самом резаке). Сопло - важнейший элемент, определяющий возможности плазмотрона. При плазменной резке применяются сопла небольшого (до 3 мм) диаметра и большой (9-12 мм) длины. От размера диаметра сопла плазмотрона зависит количество воздуха, которое способен пропустить плазмотрон, этот параметр необходимо учитывать при подборе компрессора. Это также влияет на ширину реза и охлаждение плазмотрона. Что касается длины, то чем она больше, тем выше качество реза. Однако чрезмерное увеличение этого параметра ведет к снижению надежности работы и быстрому разрушению сопла. Считается, что длина канала должна быть больше диаметра в 1,5-1,8 раза.

Электродом (катодом) внутри плазматрона служит металлический стержень - другие конструкции в недорогих аппаратах не применяются. То же можно сказать и о материале: разновидностей изобилие, но массово используется лишь электрод из гафния.

Теперь пару слов о рабочих газах, используемых при плазменной резке. Их можно разделить на плазмообразующие и защитные (транспортирующие). Для резки в обычных плазменных системах бытового назначения (сила тока дуги - ниже 200 А, максимальная толщина реза - до 50 мм) сжатый воздух применяют и как плазмообразующий, и как защитный газ. При этом достигается удовлетворительное качество реза, хотя и наблюдается некоторое азотирование и окисление обрабатываемой поверхности. В более сложных системах применяются иные газовые смеси, содержащие кислород, азот, водород, гелий, аргон.

1. Описание станка

Станки плазменной резки V-серии от MultiCam позволяют достичь уникальных показателей стоимость/производительность для своего класса станков плазменной резки с ЧПУ. Огромный опыт, накопленный инженерами компании MultiCam в течение более четырнадцати лет исследований и разработок самых передовых систем, помог добиться соблюдения очень жестких требований, возникающих при проектировании подобных систем.

Особая сложность задачи заключалась в разработке жесткой и надежной платформы с великолепными характеристиками резания. Полученные результаты говорят сами за себя. Для изготовителей систем вентиляции и любых других изделий, которым необходима производительность, качество и невысокая стоимость станка плазменной резки с ЧПУ, идеальным решением являются машины V-серии от MultiCam