Рукожопим плазменный ЧПУ станок (30 фото + 2 видео)

Комплектующие детали для аппарата

Для изготовления плазмореза можно взять серийный сварочный инвертор, на основе которого изготавливаются чертежи и схемы плазмореза своими руками. Сборку производительного агрегата можно осуществить из набора элементов:

  1. svarochnyy_apparat_plazmennoy.jpgплазмотрона (плазменного резака);
  2. источника питания (инвертор, трансформатор);
  3. осциллятор;
  4. компрессор для охлаждения плазмы;
  5. электрические кабели;
  6. соединительные шланги.

Выбор источника питания для комплектации самодельного плазмореза рекомендуется ориентировать на силу вырабатываемого тока. К положительным свойствам оборудования относятся оптимальные габаритные размеры, небольшой вес, удобство в эксплуатации. Негативным фактором прибора является сложность при работе с толстым листом металла.

ispolzuetsya_plazmorez.jpg

Благодаря высоким техническим характеристикам плазменная резка металла, своими руками которую можно изготовить в частной мастерской, имеет стабильное напряжение, влияющее на качество резки. Аппарат, изготовленный на основе инвертора, обладает высоким КПД, простой схемой настройки, малым потреблением электрической энергии, помогает выполнять работы на объектах с ограниченной доступностью.

Читайте также:  Изготовление пилорамы из бензопилы или болгарки своими руками

Принцип работы плазменного резака

princip-raboty-plazmennogo-rezaka2.jpg

Плазменный резак с системой числового программного управления (ЧПУ) используется для высокоточной обработки металла и изготовления деталей. Плазменные станки входят в число оборудования, способного выполнять самые сложные задачи, поэтому оказываются незаменимы на современных производствах.

Читайте также:  Грузоперевозки Бура — Ломы д (Ивановский район, Ивановская область)

Плазморезы применяют, если требуется резка электропроводящих материалов. В целом их основное назначение предполагает изготовление металлических деталей, но иногда устройства для плазменной резки используют в производстве заготовок из древесины и пластика.

Плазменные станки отличаются друг от друга по способу зажигания дуги и мощности системы охлаждения.

С точки зрения способа применения, станочные приборы для плазменной резки делятся на устройства, работающие с:

  • защитными восстановительными газами;
  • окислительными, насыщенными кислородом газами;
  • смесями;
  • газожидкостными стабилизаторами;
  • водной и магнитной стабилизацией.

По типу оборудования станки делят на:

  • инверторные;
  • трансформаторные.

В первую группу входят бюджетные устройства для плазменной резки листов металла, чья толщина не превышает 3 см. Данная техника имеет небольшой вес и обеспечивает стабильное горение дуги. По КПД плазморезы этого типа превосходят трансформаторные аналоги, однако они подходят лишь для работы в частных мастерских и на небольших предприятиях.

Рекомендовано к прочтению

  • Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
  • Виды резки металла: промышленное применение
  • Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Трансформаторные устройства имеют более высокую цену, зато справляются с резкой металлических заготовок толщиной в пределах 8 см. Расход электроэнергии у такой техники значительно выше, чем у инверторной. Но она отличается повышенной надежностью, поскольку ее сигнал устойчив к перепадам напряжения в сети.

Кроме того, станочные плазменные устройства делятся на две категории по виду контакта. Они могут быть:

  • контактные;
  • бесконтактные.

Принцип работы станков для плазменной резки с ЧПУ контактного типа состоит в том, что плазма соприкасается с металлической поверхностью. Такие устройства способны прорезать металл на глубину не более 1,8 см. Тогда как системы второго типа без труда производят любые изделия за счет максимально допустимой глубины реза.

Если плазморез используется в бытовых целях, ему необходима электрическая сеть с напряжением 220 В. Промышленные аналоги питаются от трехфазной сети на 380 В. Однако если вы собираетесь пользоваться подобным устройством, нужно понимать, что даже бытовая техника для плазменной резки оказывает серьезную нагрузку на электропроводку. Это связано с тем, что работает не только станок-плазморез, но и система охлаждения. Поэтому прежде чем приступать к работам, обязательно убедитесь с помощью специального оборудования, что у вас исправная электрическая проводка, способная справиться с большими нагрузками.

Сегодня плазморезы прочно обосновались в промышленности, их популярность связана с такими достоинствами, как:

  • возможность автоматической резки в автономном или полуавтономном режиме;
  • высокая точность выполнения работ;
  • большой срок эксплуатации;
  • самая высокая производительность среди подобных устройств;
  • простое использование.

Управляющая программа позволяет станку с ЧПУ изготавливать сразу большое количество деталей по одному чертежу для плазменной резки металла.

Еще одним преимуществом данного станка является возможность обрабатывать даже самые твердые виды стали. Минимальная толщина, на которую погружается в лист металла плазменный резак, равна 0,5 мм, а максимальная доходит до 15 см. В процессе плазменной резки металла в соответствии с чертежом образуется ровный срез. Однако заготовка практически не нагревается в процессе работы.

При резке металла данным инструментом вероятность сбоев находится на очень низком уровне. Чтобы доказать это, остановимся более подробно на этапах работы плазмореза. Процесс производства начинается с подготовки чертежей. После того как задана необходимая программа, станок получает сигнал, теперь он готов приступить к резке после нажатия на кнопку включения.

Далее плазматрон начинает получать ток и формирует рабочую дугу, чья температура превышает +1 000 °С – именно при таких условиях возможна резка любых металлов. Нагнетается давление, за счет которого в камеру поступает воздух. Под действием высокой температуры воздух нагревается и ионизируется, начинает проводить ток.

Читайте также:  Как сделать краскопульт из пылесоса своими руками

Плазморезы с ЧПУ

Среди оборудования для реза плазмой автоматизированные станки, работающие на программном обеспечении – востребованная технология во многих промышленных сферах. С их помощью изготавливаются элементы металлоконструкций для строительства, узлы и механизмы для машиностроения, комплектующие для сельскохозяйственной техники, дверные группы, стеллажи.

Как работает плазморез на программном обеспечении?

Модельный ряд плазменных ЧПУ-станков может отличаться типом, схемой, подачей, обрабатываемого материала. Но все они имеют общие элементы.

  • Система, подающая газ в плазмотрон;
  • Раскроечный стол укомплектован поворачиваемой поверхностью.
  • Система креплений на магнитах и устройство, передвигающее режущий инструмент.
  • Контролирующий датчик высоты горелки над заготовкой.
  • Рельса из профиля с зубчатыми рейками.
  • Система числового программного управления.

Принцип функционирования оборудования прост, состоит в следующем алгоритме:Для работы станка составляется программа, вводятся параметры. Станок без оператора или с его минимальным участием выполняет необходимые действия.Рез плазмой на чпу-станках имеет ряд эксплуатационных преимуществ:

  • все операции по резу металлических листов при условии сложности конфигурации проводятся точно по заданным параметрам и имеют абсолютную точность;
  • низкое потребление электричества;
  • работа станка не требует производственных издержек, что позволяет повысить рентабельность производства;
  • высокая производительность;
  • ЧПУ-станки могут выполнять работы по раскрою листов разного металлопроката, сталей низколегированных и углеродистых, чугуна 0,5 – 150 мм делая срез качественным и чистым при отсутствии дополнительных операций по зачистке торцов;
  • безопасность работы станка – отсутствие выхода газа, огня;
  • опция по определению толщины обрабатываемого металлического листа;
  • простота в эксплуатации и обслуживании.

Минусов у плазмозеров с ЧПУ нет. Единственный недостаток – не возможность проводить раскрой высоколегированных металлических листов, толщина которых больше 100 мм и титана.plazmennaya-rezka-3.jpg

Особенности резки плазмой на станках с ЧПУ

Применяя станки-чпу, необходимо учитывать технические характеристики оборудования, химический состав смесей, размеры изделий, нюансы обработки.При маленькой толщине металлопроката (до 10мм) хватит температуры, которую имеет маломощная дуга плазмы. При большей толщине заготовки, производят раскрой, дополнительно выполнив стабилизацию дуги. Если толщина материала превышает 10 сантиметров нужно оборудование, которое будет формировать дугу с высоким воздействием.Также имеет значение вид источника. Тонколистовая сталь (6мм) обрабатывается малым током. При обработке листов, толщина которых более 1,2 см, применяются источники с высоким током. При слабом же источнике, срез будет зашлакованным.Не менее важен выбор химсостава для обработки заготовок. Это смеси, в которых есть аргон, водород и азот. Так для медных сплавов чаще используется водород, для латуни и алюминия применяют азот с водородом.Также нужно учитывать, что для получения качественного реза необходимо применять кислород.Стол станка должен быть оборудован системой дымоудаления и металлических отходов.Рез контролирует ЧПУ-блок, а программное обеспечение следит за укладываемыми металлическими листами на рабочий стол, выдавая оптимальный режим. Также программное обеспечение делает расчет времени, количества элементов, выполняет отчет.Востребованы следующие типы плазморезов:

  • со стационарным размещением. Это аппараты консольного, шарнирного, портального типа, режущие металл плазмой;
  • переносные (мобильные) модели, выполняющие такую же функцию – рез металла плазмой, которые оснащены системой числового программного управления.

plazmennaya-rezka-4.jpg

Принцип работы горелки

Работа аппарата плазменной сварки и резки (плазмореза) основана на использовании в качестве режущего или сваривающего инструмента плазмы, четвертого состояния вещества.

Для ее получения требуется высокая температура и газ под высоким давлением. При создании между анодом и катодом горелки электрической дуги в ней поддерживается температура в несколько тысяч градусов.

Образование плазмы

Если пропустить при таких условиях через дугу струю газа, то он ионизируется, расширится в объеме в несколько сотен раз и нагреется до температуры в 20-30 тысяч  °C, превращаясь в плазму. Высокая температура почти мгновенно расплавляет любой металл.

plazminv4-239x300.jpg

В отличие от кумулятивного снаряда процесс образования плазмы в плазмотроне регулируемый.

Анод и катод в резаке плазмореза находятся на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга. Осциллятор вырабатывает импульсный ток большой величины и частоты, пропускает его между анодом и катодом, что приводит к возникновению электрической дуги.

После этого через дугу пропускается газ, который ионизируется. Так как все происходит в замкнутой камере с одним выходным отверстием, то получившаяся плазма с огромной скоростью вырывается наружу.

На выходе горелки плазмореза она достигает температуры 30000 ° и плавит любой металл. Перед началом работ к заготовке с помощью мощного зажима подсоединяется провод массы.

Когда плазма достигает заготовки, то электрический ток начинает течь через кабель массы и плазма достигает максимальной мощности. Ток доходит до 200-250 А. Цепь анод – катод разрывается с помощью реле.

Резка

plazminv2-300x162.jpgПри пропадании основной дуги плазмореза, эта цепь опять включается, не давая исчезнуть плазме. Плазма играет роль электрода в электродуговой сварке, она проводит ток, а благодаря своим свойствам создает в области соприкосновения с металлом область с высокой температурой.

Площадь соприкосновения струи плазмы и металла маленькая, температура высокая, нагрев происходит очень быстро, поэтому практически отсутствуют напряжения и деформации заготовки.

Срез получается ровный, тонкий не требующий последующей обработки. Под напором сжатого воздуха, который используется в качестве рабочего тела плазмы, жидкий металл выдувается и получается рез высокого качества.

При использовании инертных газов с помощью плазмореза можно проводить качественную сварку без вредного воздействия водорода.

Варианты прямого и косвенного действия

Конструкция горелки плазмореза довольно сложная, выполнить в домашних условиях даже при наличии различных станков и инструментов сложно без высокой квалификации работника. Поэтому изготовление деталей плазмотрона нужно поручить специалистам, а еще лучше приобрести в магазине. Выше была описана горелка плазмотрона прямого действия, она может резать только металлы.

Существуют плазморезы с головками косвенного действия. Они способны резать и неметаллические материалы. В них роль анода выполняет сопло, и электрическая дуга находится внутри горелки плазмореза, наружу под давлением выходит только плазменная струя.

При простоте конструкции устройство требует очень точных настроек, в самодеятельном изготовлении практически не применяется.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий