nestormedia.com nestorexpo.com nestormarket.com nestorclub.com
на главнуюновостио проекте, реклама

История ленточного пиления металлов: во имя прогресса и экономической эффективности


История ленточного пиления металлов: во имя прогресса и экономической эффективности
Технология ленточного пиления начала зарождаться где-то в середине XVIII века. В 1830-е годы были изготовлены первые станки и первые пилы для обработки древесины, в том числе для распиловки леса-кругляка на доски. Затем последовал длительный период развития технологии ленточного пиления древесины, а в первой половине ХХ века, в годы индустриализации (20-30-е годы), были сделаны первые ленточные пилы для обработки металла. В западной промышленности за почти век своего существования технологии ленточного пиления металла прочно заняли достойное место в ряду технологий для заготовительного производства. Иное дело страны бывшего СССР: здесь в силу ряда причин до сих пор наблюдается значительное отставание.

О причинах такой ситуации, о прошлом и будущем ленточнопильных технологий на пост-советском пространстве рассказывает Юрий Русланович Маркевич - директор белорусско-российской компании ВИ-МЕНС – пионера в области ленточного пиления металлов.

История развития ленточнопильной технологии и альтернативные решения

Как известно, заготовки получают несколькими способами. Первый из них – это рубка, т.е. метал нагревается и прессом рубится. Рубка используется в том числе для резанья проката круглого сечения, с помощью рубки можно получить самые различные заготовки. Это быстро, производительно, но имеет ряд недостатков.

Следующий вид обработки - это абразивная резка, которая также имеет свои достоинства и недостатки. Еще один популярный способ – это резка металла круглыми пилами (циркулярными пилами, пилами Геллера).

Появившаяся в середине ХХ века технология ленточного пиления металла – достойный конкурент вышеперечисленным технологиям, ее основные преимущества – малая ресурсоемкость (узкий пропил), энергосбережение и сравнительно высокая эффективность. Впрочем, почему сравнительно – если брать современные твердосплавные пилы, которые, обладая чрезвычайно узким пропилом, еще и очень быстро работают, эффективность можно охарактеризовать как весьма высокую!

На раннем этапе развития технологии ленточные пилы изготавливались из углеродистых сталей, которая имеет определенные пределы по скорости обработки и твердости (износостойкости). Такими пилами можно было обрабатывать небольшую гамму материалов. По мере развития промышленности, где-то в 40-е годы ХХ века, потребовалось изобрести какой-то новый инструмент, который бы сочетал все достоинства узкого пропила, характерные для ленточного пиления, но позволял бы с большей эффективностью использовать этот инструмент.

И где-то в конце 60-х – начале 70-х годов появились биметаллические пилы. Вкратце это означает, что пила состоит из двух металлов: первый металл – это само полотно, основа, к которой определенным методом ( электронно-лучевой сваркой) приваривается второй металл - быстрорежущая проволока, на которой потом нарезается режущая кромка.

Быстрорежущие материалы (в разговорной речи – быстрорезы) обычно содержат углерод а также вольфрам и другие карбидообразующие элементы, что позволяет добиться достаточной твердости для обработки большинства материалов, применяемых в современном машиностроении. Другой принципиально важный показатель быстрорежущих сталей – износостойкость. Если, к примеру, одна углеродистая пила могла отрезать за некий промежуток времени 40 заготовок толщиной 30 или 40 мм, то такая же биметаллическая пила с режущей кромкой из быстрорежущей стали могла отрезать порядка 800-1000 заготовок, то есть более чем в 10 раз. И это при том, что стоимость биметаллического инструмента по сравнению с углеродистым выше далеко не на порядок, а максимум раза в три.

В 40-50 годах с появлением соответствующих технологических возможностей инженеры начали экспериментировать с напайкой режущих кромок из твердых сплавов. Но на тот момент промышленность не могла предложить оборудования для использования таких пил - они были очень твердые и очень хрупкие. В промышленности эффективно применяться ленточные пилы с напайками из твердого сплава стали приблизительно в 80-е годы ХХ века. Следует отметить, что и сегодня твердый сплав дает 30 и более процентов прироста производительности по сравнению с биметаллическими пилами.

Экономическая эффективность – то, ради чего все это изобреталось

Самое важное в любом производстве - это экономическая составляющая. Рассмотрим на банальном примере: есть некий рабочий, который эксплуатирует станок. У него есть определенная зарплата и определенное количество продукции, которое он может выпустить. В себестоимость включаются также затраты завода на инструмент, на обслуживание станка, на оплату электроэнергии и т.д. В итоге получается, что в настоящий момент чем больше работник выпустит продукции в единицу времени, тем эффективнее производство. Поэтому скорость обработки мы рассматриваем как очень важную составляющую эффективности: нам нужно резать быстрее, чтобы получить максимальное количество продукции в единицу времени. Тогда стоимость получения заготовки будет малая, а, соответственно, количество работы, произведенной рабочим, будет расти.

Разумеется, эффективные решения требуют определенных капиталовложений.

В нашем случе, в ситуации стран бывшего СССР, важной задачей является поиск равновесной точки между эффективностью и производственными затратами.

Что же мы имеем на практике?

В первые годы своего существования мы сталкивались с некоторыми технологическими особенностями, характерными для пост-советской промышленности. Предприятия занижали режимы резания для того, чтобы искусственно продлить срок службы инструмента и нарезать им как можно больше заготовок. Т.е. как ни крути, но существует четкая зависимость между тем, сколько в единицу времени производится заготовок и сроком службы инструмента, и зависимость эта, к сожалению, обратно пропорциональная: быстрее режешь – быстрее тупится инструмент. С другой стороны, возвращаясь к примеру с рабочим и станком, есть и другая зависимость: медленнее режешь – рабочий обходится производству дороже.

Так как до определенного момента, точнее, до 90-х годов, этот инструмент в Союзе не выпускался, все щадили инструмент, ценилась в первую очередь его стойкость. В последнее время все четче вырисовывается тенденция поиска равновесной точки между стойкостью инструмента и его производительностью.

Тот самый случай, когда хорошее дешевым быть не может

Итак, мы перечислили три этапа развития инструмента - углеродистые пилы, биметаллические пилы и твердосплавные пилы. В настоящий момент самыми производительными являются твердосплавные пилы, которые, однако, еще не получили должного распространения в силу свей высокой стоимости. Что же, помимо научно-технических разработок, заложено в этой стоимости? Ответ очевиден, это – вольфрам.

Вольфрам – дорогой материал, который производится несколькими странами (и в первую очередь это Китай), то есть производство вольфрама практически монополизировано. А, в отличие от лампы накаливания, вольфрама в пилах достаточно много. Отсюда и неизбежное зло – достаточно высокая цена инструмента.

Поэтому и в Советском Союзе, и теперь в России твердосплавные пилы используются только для обработки материалов, которые биметаллическая пила в силу своих особенностей и ограничений резать не может. Это, в первую очередь, сплавы на основе никеля и другие материалы, находящие применение в космической отрасли, а также в энергетике, в том числе и атомной. В настоящий момент для таких материалов альтернативы ленточному пилению твердосплавными пилами, пожалуй, все таки нет.

Надо сказать, что в области самого инструмента мы подошли к технологическому пределу, когда возможности твердого сплава уже используются по максимуму. Единственный на сегодня возможный путь развития технологии – улучшение самого оборудования, ленточнопильных станков. В ленточном пилении важно обеспечить максимально плавное поступательное движение пилы на определенной стабильной скорости. Другая технологическая задача – приложить к этому относительно хрупкому, тонколезвийному инструменту максимально возможную электрическую мощность. Большинство компаний, выпускающих дешевые станки, не может разрешить подобные технологические задачи. Иначе говоря, хороший станок – станок, который может использовать твердосплавные пилы – дорогой уже в силу своих конструктивных особенностей.

Сегодня пиление твердосплавными пилами достаточно активно внедряется на производстве. Если еще 10 лет назад потребление твердосплавных пил было 10% от общего количества пил для обработки металла, то сейчас эта цифра приближается к 30%. И нетрудно догадаться, что связан этот рост не с увеличением количества производств, на которых существует потребность в пилении труднообрабатываемых материалов – титана, сплавов на основе никеля. Полагаю, что рост связан с общим стремлением производств к увеличению производительности. Воистину, самое ценное, что есть в человеческой жизни - это время. И именно эффективность организации рабочего времени, получение в единицу времени максимума продукции, наверное, и есть основная составляющая любого развития, движения вперед.

Беседовала Ольга КИРЮШКИНА.


компании и бренды
ВИ-МЕНС

Ещё из раздела технологии

    Зуботочение, или обкатной скайвинг, практикуется давно, но последние достижения в области технологий металлообработки повысили скорость и эффективность этого процесса изготовления зубчатых колес, сделав его более жизнеспособным ...
    подробнее
      Традиционно электроды эрозионных металлорежущих станков измерялись двумя способами. Либо непосредственно на станке, и в это время агрегат не может выпускать детали, что вызывает ощутимые производственные потери. Либо на ...
      подробнее
        По информации компании Renishaw, изготавливаемая ею измерительная система Equator представляет собой радикально новую альтернативу традиционным технологиям точного измерения, заполняя на рынке ту нишу, к которой прежде никогда не ...
        подробнее
        © 2020 Новости металлообработки
                                              

        Сайт работает на платформе Nestorclub.com