«Практическое
исследование износа дисковых фрез «ORBICUT» в качестве
режущего инструмента в технологии подготовки сварочных кромок под
автоматическую сварку»
Для автоматической сварки неповоротных кольцевых
стыков трубных соединений требуется тщательная подготовка свариваемых кромок:
- труба (заготовка) должна быть отрезана строго перпендикулярно оси вращения трубы;
- рез должен быть ровным (схождение начала и конца реза в одну точку);
- рез должен быть чистым (отсутствие шероховатости на торце трубы);
- внутренняя и внешняя кромки не должны, иметь заусенцев и грата.
Цель практического исследования – определить реальный ресурс дисковых фрез с учетом сохранения требуемого качества реза.
|
Номенклатура дисковых отрезных фрез ORBICUT |
|||||
|
Наименование |
Толщина стенки трубы |
Внешний диаметр фрезы |
Кол. зубьев |
Посадочное отверстие |
Толщина фрезы |
|
OC 6364 |
от 1 до 3 мм |
63 мм |
64 |
16 мм |
1.6 мм |
|
OC 6872 |
от 1 до 3 мм |
68 мм |
72 |
16 мм |
1.6 мм |
|
OC 6844 |
от 2 до 6 мм |
68 мм |
44 |
16 мм |
1.6 мм |
|
OC 8080 |
от 1 до 3 мм |
80 мм |
80 |
16 мм |
2.2 мм |
|
OC 8054 |
от 2 до 3 мм |
80 мм |
54 |
16 мм |
2.2 мм |
* Возможно изготовление дисковых отрезных фрез нестандартной геометрии по требованию заказчика.
Объект исследования
дисковая фреза OC 6364 ORBICUT:
- сплав HSS Co5;
- внешний диаметр – 63 мм;
- посадочное отверстие – 16 мм;
- толщина – 1.6 мм;
- количество зубьев – 64.
В качестве расходного
материала в исследовании является труба:
- сталь AISI201;
- размер 38х1.5 мм.
В качестве обрезного
станка использовался орбитальный труборез немецкой компании Orbitec ORS 115 от 5 до 120 мм|
*Режимы резки орбитального трубореза ORS 115 |
||
|
Толщина стенки трубы |
Регулятор оборотов |
Значения об/мин |
|
· Углеродистые стали от 2.5 до7.0 мм · Нержавеющие стали от 2.0 до 6.0 мм · Легированные сплавы от 2.0 до 5.0 мм |
(низкая скорость) от B до C |
60 – 180 |
|
· Углеродистые стали от 1.0 до 3.0 мм · Нержавеющие стали от 1.0 до 3.0 мм · Легированные сплавы от 1.0 до 2.5 мм |
(средняя скорость) от D до E |
180 – 240 |
|
· Углеродистые стали от 0.5 до 1.5 мм · Нержавеющие стали от 0.5.0 до 1.5 мм · Алюминиевые и медные сплавы от 1.0 мм |
(высокая скорость) от E до G |
240 – 360 |
* Значения режимов резки приведены для справки, поскольку подача осуществляется вручную.
- Фреза установлена в привод трубореза «ORS 115»;
- Скорость вращения фрезы – 180 об/мин;
- Производится врезка (заход врезы в трубу);
- Во время оборота режущего привода вокруг трубы производится резка;
- Каждые пятьдесят резов (около шести метров реза) в журнал заметок заносятся практические наблюдения с фотографией фрезы и торца трубы;
- Каждые пятьдесят резов проводится очистка фрезы от стружки, и каждое пятидесятое кольцо маркируется для дальнейшего хранения.
|
Практический журнал с заметками |
||
|
Кол-во. Операций / общая длина реза |
Фото зубьев фрезы |
Заметки |
|
0 |
|
первый заход в трубу был более мягкий, чем все последующие. |
|
0 – 50 или 5966 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенцев – нет; · ступеньки – нет. |
|
50-100 или 11932 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенцев – нет; · ступеньки – нет. |
|
100-150 или 17898 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенцев – нет; · ступеньки – нет. |
|
150-200 или 23864 мм |
|
Некоторые зубья фрезы забиваются в процессе работы, что затрудняет подачу. Требуется прочистка фрезы. |
|
200-250 или 29830 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенцев – нет; · ступеньки – нет; · зубья – слабо забиты. |
|
250-300 или 35796 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенцев – нет; · ступеньки – нет; · зубья – забиты; · шероховатость торца трубы незначительно увеличилась. |
|
300-350 или 41762 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенцев – нет; · ступеньки – нет; · зубья – забиты. |
|
350-400 или 47728 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенцев – нет; · ступеньки – нет; · зубья – забиваются через один, со стороны отрезаемой трубы. |
|
400-450 или 53694 мм |
|
· торец трубы –перпендикулярный; · грат – есть; · заусенец – есть, в месте вреза в трубу; · ступеньки – нет; · зубья – слабо забиты. |
|
450-500 или 59660 мм |
|
· торец трубы – перпендикулярный; · грат – есть; · заусенец – в месте вреза в трубу; · ступеньки – нет; · зубья – слабо забиты. |
Ниже приведен график износа фрезы на основании визуального осмотра относительно количества вырезаний в трубу.
В ходе эксперимента были выявлены следующие особенности:
- Первый врез в трубу был более мягкий, чем все последующие. На графике отмечено точкой «А».
- При резке средних толщин металла (1.5мм) основную нагрузку фреза испытывает во время врезания, а это значит, что диаметр разрезаемых труб (общий метраж резки) в меньшей степени влияет на износ фрезы.
- Грат на трубе всегда образуется после реза, легко устраняется шабером или шарошкой, что не создает затруднений в процессе подготовки к сварке.
- Прорезав свыше 20 метров (200 заходов в трубу), фреза начинает забиваться металлом, что ухудшает качество реза (шероховатость на торце трубы). На графике отмечено точкой «В». Прочистка фрезы каждые 5 метров реза поможет увеличить срок службы фрезы и качество поверхности на торцах отрезанной трубы. Использование смазки ожидаемо, могло бы увеличить ресурс фрезы до 30% в тех случаях, когда использование смазки фрезы не противоречит требованиям к сварным заготовкам.
- После 50 метров реза (400 заходов в трубу), в месте врезки с внутренней стороны образуется заусенец (рис.1) на графике отмечено точкой «С». Такой дефект может быть устранен механически с помощью шабера, напильника или шарошки. Но такое решение зачастую противоречит требованиям к сварным заготовкам так, как может повредить полированную поверхность внутри трубы.
- Данная дисковая фреза (63х64х16х1.6) рассчитана на трубы толщиной стенки от 1мм до 3мм, однако вылет фрезы над корпусом редуктора привода составляет 5мм. Такого вылета фрезы хватает только на распил труб толщиной стенки до 1.5мм. В противном случае, может повредиться труборезная машина.
Фреза выдержала 500 разрезов, пропилив около 60 метров трубы толщиной 1.5 мм и совершив 500 заходов в трубу, что соответствует заявленным характеристикам аналогичных фрез компаний ORBITEC, DCSENG, AXXAIR и ORBITALUM (Georg Fischer). Тестируемая фреза не исчерпала свой ресурс и может эксплуатироваться далее.
|
Ресурс дисковых отрезных фрез «DCSENG», заявленный производителем |
||||
|
Труба |
Резка |
|||
|
O.D. (inch) |
O.D. (мм) |
Стенка |
Фреза |
Кол. операций |
|
1/2” |
21.7 |
2.1 |
S-8056 |
464 |
|
3/4” |
27.2 |
2.1 |
S-8056 |
368 |
|
1” |
34.0 |
2.8 |
S-8056 |
300 |
|
1 1/4” |
42.7 |
2.8 |
S-8056 |
240 |
|
1 1/2” |
48.6 |
2.8 |
S-8056 |
210 |
|
2” |
60.5 |
2.8 |
S-8056 |
173 |
|
2 1/2” |
76.3 |
3 |
S-8048 |
129 |
|
3” |
89.1 |
3 |
S-8048 |
113 |
|
4” |
114.3 |
3 |
S-8048 |
90 |
|
5” |
139.8 |
3.4 |
S-8048 |
75 |
|
6” |
165.2 |
3.4 |
S-8048 |
60 |
Примечание
При выборе фрез компании ORBICUT для труборезных машин орбитального типа следует учитывать зазор между корпусом редуктора привода и венцом зуба дисковой фрезы. Например, при использовании труборезной машины «ORS 115» для труб с толщиной стенки до 3 мм необходимы фрезы диаметром 68-72мм, а для труб с толщиной стенки от 3 мм необходимы фрезы большего диаметра.
Заключение
Точность резов, производимых на орбитальных труборезных
машинах в сочетании с дисковыми фрезами компании ORBICUT, позволяет исключить
из цикла подготовительных операций такой пункт, как торцовка труб. После резки
перед сваркой останется только удалить грат, припилить заусенец, если он
образуется (см. графике точка «С» и Рис.1), и обезжирить.
В некоторых отраслях производства, например, на
фармацевтических предприятиях, существуют дополнительные требования к качеству
внутренней поверхности трубных магистралей. В таких случаях не допускаются
царапины на внутренней полированной поверхности, которые можно нанести при
спиливании заусенца (см. график точка «С» и Рис.1). Во избежание образования
заусенцев, следует менять дисковую фрезу. А значит, ресурс фрезы составит 50
метров или 400 заходов в трубу с толщиной стенки 1.5мм. Если таких требований
нет, то ресурс фрезы следует считать значительно выше, около 200 метров или 2000
заходов, вплоть до повреждения зубьев фрезы или образования ступеньки на
разрезаемых кромках внутри трубы.
Исследованная фреза (HSS Co5 LS6364 (63х1.6х16) компании ORBICUT, хорошо справляется с резкой
труб под автоматическую сварку. Качество резки не уступает аналогичным фрезам компаний
ORBITEC, DCSENG, AXXAIR и ORBITALUM (Georg
Fischer), при этом отличается более низкой ценой, что особенно выгодно в
массовом производстве и оптовых закупках.
Начальник технического отдела ООО «Орбитал-РС»: Стекольщиков Сергей Александрович
