Отходы при резке металла на заготовки

Отходы, образующиеся при резке (раскрое) металла на заготовки, называются заготовительными (раскройными).

К ним относятся торцовые обрезки, прорезка, некратности и опорные концы.

Торцовые обрезки. Длина торцового обрезка зависит от размеров сечения металла и при резке на ножницах обычно составляет

 l_обр = (0,3÷0,5)а,

где а - высота сечения (сторона квадрата, диаметр круга). Недостаточная длина торцового обрезка может вызывать раскалывание торца. В целях экономии металла за счет уменьшения потерь от торцовых обрезков на ряде предприятий при резке проката диаметром более 50 мм дефектные концы (с заусенцами) не удаляют, а отрезают полномерные заготовки и затем в необходимых случаях, предусмотренных технологическим процессом, торец зачищают на наждачном станке. Иногда для снятия металлургического заусенца с заготовок применяют специальные станки, на которых заготовка зажимается пневматическим зажимом и суппортом подается к вращающейся резцовой головке, снимающей заусенец.

Прорезка. Расходы на прорезку определяются толщиной пильного диска или шириной резца.

Некратность. Для немерного проката рассчитать некратность заранее (до поступления металла) невозможно, так как неизвестна фактическая длина. При расчете раскроя немерного проката исходят из того, что наименьшая возможная длина некратности в пределе стремится к нулю, а наибольшая - к длине заготовки. Средневероятная (расчетная) длина некратности поэтому определяется по формуле

Исходная длина проката интервальных (торговых) размеров колеблется в пределах, регламентируемых стандартами. (По заказу нормальной (торговой) длины поставляется прокат, длина которого колеблется в некотором интервале, ограничиваемом ГОСТом, и поэтому такую форму заказа в дальнейшем называем интервальной.)

В каждой партии поставляемого проката, кроме предельных длин - наибольшей L_n.б и наименьшей L_{n. м}, допускается согласно ГОСТу часть укороченных (маломерных) штанг длиной меньше L_{n. м}, но не короче L_ук. Суммарный вес укороченных штанг может доходить до определенного процента П веса всей партии металла (табл. 46). Расчетную длину интервального проката определяют по формуле

где К - коэффициент, учитывающий влияние укороченных штанг, допускаемых в каждой партии:

Практически возможны следующие соотношения между l, l₀ и с:

l>с;   l₀>с;
l>с;  l₀< с;
l<с;  l₀<.с.

В первом случае (рис. 25, а) последняя заготовка отделяется от остатка обычным способом - установкой на требуемую длину l по упору; остаток l₀ является некратностью и дополнительной потери металла на опорный конец не будет.

При l>с и l₀<с резку обычным способом производить нельзя (рис. 25, б). В данном случае пруток поворачивают другим концом, а длину отрезаемой заготовки фиксируют при помощи шаблона. Следует заметить, что резка последней заготовки с поворотом для крупных профилей в крупносерийном и массовом производстве исключается, так как операция сопряжена с дополнительной затратой времени, вызывающей снижение производительности. Целесообразнее применять многоступенчатые упоры, которые позволяют производить резку заготовок различной длины.

Рис. 25. Схема характерных случаев расположения остатка при резке на ножницах

Возможная наименьшая длина остатка для этого случая выражается величиной (рис. 26)

l_min= с + ƒ

Средняя вероятная длина остатка 1_ср для третьего случая определится из равенства

Как указано выше, величина l/2 представляет собой расчетную длину некратности. Величина i₀ — минимальная длина опорного (зажимного конца). Таким образом, в первых двух случаях раскройный отход состоит из некратности, а в третьем из некратности и длины опорного конца.

Величина ƒ должна быть достаточной для создания надежного контакта при уравновешивании опрокидывающего момента (обычно не менее 10-20 мм). Для ножниц с нормальной опорной базой величина с составляет 70-110 мм. Этими величинами характеризуются отходы от опорных концов. Для уменьшения опорных баз применяют консольные прижимы и другие уравновешивающие устройства.

Потери металла в результате положительных отклонений горячекатаного сортового металла от номинальных размеров складывается из потерь по сечению и длине. В технологических расчетах их учитывают лишь в тех случаях, когда исходный прокат имеет исключительно, односторонний положительный допуск. Средневероятные потери по сечению, принятые равными половине максимальных, составят приближенно

где g - предельное положительное отклонение по сечению в мм; а_н - сторона квадрата или диаметр круга (номинальный размер) в мм. Средневероятные потери по длине заготовок п_ср/дл в этом случае определяют по формуле

где д - предельное положительное отклонение по длине заготовки в мм; l - номинальная длина заготовки в мм. Выбор рациональных допусков на операцию раскроя (см. выше) и корректирование длины заготовки по фактическому сечению проката (применение весовых допусков вместо линейных), например для случаев штамповки в закрытых штампах) позволяет значительно уменьшить потери по положительным отклонениям.

Таблица 46. Расчетные длины для некоторых видов интервального металлопроката, применяемого в кузнечных цехах