Износ дисковых фрез «ORBICUT» в качестве режущего инструмента орбитального трубореза

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.
  

В этой работе рассмотрен метод подготовки свариваемых стыков путем вращения работающей фрезы вокруг неподвижно и соосно зафиксированной трубной заготовки. В этом случае, резка и торцовка происходит за одно действие. Объектом исследования является дисковая фреза производства ORBICUT.

Цель практического исследования – определить реальный ресурс дисковых фрез с учетом сохранения требуемого качества реза. 

Объект исследования дисковая фреза HSSCo5LS6364 (63 х 1.6 х 16). Скорость вращения фрезы – 120 об/мин. Для проведения практического исследования в качестве труборезной машины использовался комплект «ORS 115» компании ORBITEC.

Фреза была установлена на труборезную машину «ORS 115» и сфотографирована. Труба марки AISI201 и размером 38 х 1.5 разрезалась на небольшие кольца шириной от 2 до 5 мм. После произведения пятидесяти резов (около шести метров реза и пятьдесят врезании в трубу) последнее отрезанное кольцо откладывалось, а фреза и кромка отрезанной трубы была осмотрена и сфотографирована. При необходимости зубцы фрезы отчищались от забивающегося металла.

Таблица практических заметок с фотографиями фрезы и отрезанной кромки:

Количествo резов	Фотография зубьев фрезы	Состояние фрезы
0		Первый врез 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, месте вреза в трубу ступеньки – нет зубья – слабо забиты
450-500 или 59660 мм		торец трубы – перпендикулярный грат – есть заусенец – есть, месте вреза в трубу ступеньки – нет зубья – слабо забиты

Фреза выдержала 500 разрезов, распилив около 60 метров трубы толщиной 1.5 мм и совершив 500 врезаний 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.  

График №1 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. Отмечено на графике №1 точкой «А».

• При резке средних толщин металла (1.5 мм) 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 врезаний в трубу), фреза начинает забиваться металлом, что ухудшает качество реза (шероховатость на торце трубы). Отмечено на графике №1 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 прорезания 50 метров (400 врезаний в трубу), в месте вреза с внутренней стороны образуется заусенец (рис.1) отмечено на графике №1 точкой «С». Такой дефект может быть устранен путем припилки с помощью шабера или напильника. Но такое решение, зачастую противоречит требованиям к сварным заготовкам, так как может повредить полировку внутри трубы.

                          Рис.1 фото образующегося заусенца

• Данная дисковая фреза (63 х 64 х 16 х 1.6) рассчитана на трубы толщиной стенки от 1 мм до 3 мм, однако вылет фрезы над корпусом редуктора привода составляет 5 мм. Такого вылета фрезы хватает только на распил труб толщиной стенки до 1.5 мм. В противном случае, может повредиться труборезная машина. 

Примечание:

При выборе фрез компании ORBICUT для труборезных машин орбитального типа следует учитывать зазор между корпусом редуктора привода и верхней точкой дисковой фрезы. Например, при использовании труборезной машины «ORS 115» для труб с толщиной стенки до 3 мм необходимы фрезы диаметром 68-72 мм, а для труб с толщиной стенки от 7 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. график №1 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 №1 точка «С» и Рис.1). Во избежание образования заусенцев, следует менять дисковую фрезу. А значит, ресурс фрезы составит 50 метров или 400 врезаний в трубу толщиной 1.5 мм. Если таких требований нет, то ресурс фрезы следует считать значительно выше, около 200 метров или 2000 врезаний, вплоть до повреждения зубьев фрезы или образования ступеньки на разрезаемых кромках трубы.

Исследованная фреза (HSSCo5LS6364 (63 х 1.6 х 16) 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.