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金属锯切是选择圆锯机还是带锯床?

时间:2020-12-07 22:10   作者:admin 点击:

在金属锯切加工领域用户面临锯切加工方式的选择时,经常会问一个问题:“哪种加工方法最适合我的情况?选带锯床还是圆锯床?”,如果加工方式选择错误,本公司的业务开展或成本控制可能会受到长期的影响。
一直以来,带锯锯切被认为是金属锯切的主要加工方法,这些年来,这一锯切技术的很多细分领域都取得了长足进步,如:
✦成束锯切技术、采用伺服驱动器的进给控制技术
✦采用齿轮电动机来实现低速大扭矩的锯切主驱动技术
✦用于重复工作的数控技术
✦高精度高速硬质合金带锯条制造技术
✦难切材料高精度锯切加工技术
以上各项只是代表了部分当今带锯技术发展所具有的功能和优势。
 
圆锯床如果配合使用质量良好的冷锯片使用,具有锯切精度高,锯切效率高的特点。
最基本的手动圆锯床可对多种材料进行简单,小批量的锯切,而自动化的封闭式圆锯床则非常适合大批量生产,材料规格加工类型比较单一的应用场景。
若干年前,在圆锯床和带锯床之间进行选择答案比较简单。大批量,高产量的应用可能需要使用圆锯床,而如果工件精度不是很关键,那么便宜的带锯床可能就足够了。但是到了今天,由于带锯技术的发展,答案就不是那么明晰了。
可以肯定的是:在某些应用场景下,圆盘锯锯切方式更为经济和有效,尤其对加工精度要求高又对效率要求很高的场合。尽管这种设备昂贵,但采用硬质合金为齿尖的冷锯片的圆盘锯锯切可显著提升锯切效率。
 
然而从目前的发展趋势来讲,这两种锯切技术之间的应用领域已经开始互相交叉。圆盘踞仍可提供高速和高精度锯切;从长远来看,带锯初期投入较少,且在锯切能力,多层锯切和成束锯切方式上拥有更大的灵活性,且目前高质量的硬质合金带锯条配上性能良好的带锯床也可能达到或超过以往只有圆盘锯才能达到的工件精度和生产效率指标。比如,在铝锭的锯切加工应用中,目前的趋势有以高速带锯锯切来逐步替代圆盘锯锯切的倾向。
 

1
材料类型和材料规格对两种锯切方式的影响
先问问自己下列问题:
锯切材料直径是多少?
准备锯切加工的材料种类和等级?
最常锯切哪种材料?
是锯切实心材还是管材还是两者都切割?
未来的项目会改变需求吗?
是否打算为新市场提供其他材料型号和规格?
通常来讲,圆锯床锯切的最大直径在100到150mm之间。如果直径超出150mm,无论是从功能还是成本的角度来衡量,是应该选择带锯床加工。
直径在25到100mm之间的工件既可以使用带锯床也可以使用圆锯床进行加工。选择何种方式取决于各种影响因素。在冷切加工中,如果需要工件的快进快出,一些普通钢种如中低碳钢、低合金钢、工具钢、易切不锈钢、以及铝等更适合采用圆锯床加工,因为这些材料可以被圆盘锯快速切削,且不会由于过多的热量和摩擦导致刃口过早磨损而影响加工质量。但对于切削效率低的镍基合金、钛合金等难切材料,切削中会产生更多的热量和摩擦,使用具有多得多的齿尖数的带锯锯切时(一根常规型号的带锯有300~400个齿,而一片圆盘锯只有几十个齿到百把个齿),由于每个齿尖在运转过程中有更长的“休息”时间,这种加工方式更利于控制刀具的温度,因此这个规格的难加工材料更适合采用带锯锯切。
 
2
史上、现在和将来的生产需求分析
这方面需要了解以下信息:
每小时,每天,每周或每月切几刀?
这些是长期的,生产型的,短期的还是偶然的切削?将来生产需求会转向大批量生产吗?
在任何情况下,要锯切的材料的尺寸,材料等级和数量是多少?
目前带锯锯切技术已发展出先进的多层锯切和成捆锯切功能,可以实现小规格工件高效高精度的锯切加工。如果采用多层锯切技术,那么带锯可以与圆锯的生产效率相媲美。在标准的圆锯床上,每锯切一件50mm直径的Q235圆钢只需要费时10秒,但如果将5根50mm Q235圆钢放到带锯床上锯切,带锯床在70秒内也可以加工完毕,这个切削效率与圆锯床加工的效率相差无几,可能也能满足生产需求。如果采用优质的带锯条在刚性好稳定性好的双立柱带锯床上将带锯张力设置得比较高,且应用每齿切削负荷的恒定控制技术来进行锯切加工,工件公差和一致性也可以得到极大的提高。
通过多层或成捆锯切,还可以大幅减少送料时间。如果是采用成捆锯切,请认真考虑夹具设计方案。实际上,通过使用专用夹具,圆盘锯可以捆扎切割,但只限于锯切直径小的工件,至于成捆锯切较大直径的工件,带锯仍然是唯一的选择。将方形或矩形管成捆锯切可能只需要水平夹紧,而圆棒料的成捆锯切则需要在垂直和水平两个方向夹紧,这在某些情况下会降低锯切能力,因为夹具将占用工作区域中的部分空间,而为材料本身留出的空间较小。尽管如此,最好的夹持法仍是同时使用水平和垂直夹具,以减少锯切时的振动,因为过度的振动会大大缩短刀具的寿命。
 
3
被加工工件的精度需求分析
最终产品的长度,平面度和一致性的公差是多少?
需要进行二次加工吗?
成品的质量规范是什么?
如果精度提升后,是否可以取消二次加工,从而节省加工成本?
圆锯床如果是采用了质量很好的冷锯片,锯切出的工件表面非常光滑,工件边缘的毛刺也会不存在。但相对于目前的带锯技术时,这也不见得有什么明显优势。现在,一些高端带锯床采用伺服驱动的滚珠丝杠送料,取代了传统的液压送料,在长度公差和重复性控制上也非常精确。高端带锯床上的这些滚珠丝杠通过提高锯切过程中的加工精度并消除锯切后的反冲来加强材料精确定位能力。
 
4
切削类型分析
 
材料需要角切还是斜切?如果是这样,您需要达到切多大角度?被加工件中需要进行角切和斜切的百分比是多少?需要自动控制这些过程吗?
如果需要进行大量角切,则在常规卧式带锯床中进行多层锯切或束锯切不太可行。此时可以逐件比较圆锯和带锯的锯切效率。如果角切的工件数量有限,则可以选择适用于小规格工件的卧式角度斜切带锯床。
 
5
长期解决方案
 
尝试审视一下当前和将来的锯切需求。管理和采购人员可能会考虑当前发生的费用,而制造和运营人员可能会考虑机器的长期生产率,这两方面的观点都很重要。根据公司当前的财务状况,考虑控制前期采购成本重要,还是机器的长期财务投资回报更重要。
如果将全自动带锯床锯切加工方式与全自动圆锯床锯切加工方式进行投入产出对比,通常来说,前者的成本明显低于后者。最科学的成本评价方式是采用成本计算公式而非单纯比较设备价格。成本计算时需要考虑是单件锯切还是要成束锯切?每天开多少班?每天的产出量是多少?圆锯片是否重磨?大量的经验数据表明,带锯锯切的每平方米材料锯切的成本较低。再以Q235材料50mm的棒料锯切为例,带锯锯切成本约492元每平方米,而圆盘锯锯切成本则达到793元每平方左右。但是,如果考虑圆锯片重磨,圆锯床锯切的单位成本将随着重磨次数而逐渐降低。
成本计算要考虑到运营成本(包括电量消耗)和单次锯切成本(人工和消耗品),以及准备工作时间。根据加工数量和上文提及其他因素,可以计算需要多长时间通过提高生产效率和每刀锯切节省的成本来补偿设备的初始投资:

 
计算中一定要了解生产需求趋势,这样计算的结果才会很好的帮助衡量到底是采取何种锯切加工方式来加工产品。
  

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