При изготовлении различных металлических конструкций и изделий часто приходится выполнять такую операцию, как раскрой металла. Причём для получения заготовок, соответствующих заранее рассчитанным параметрам, необходимо использовать специализированный инструмент, в качестве которого выступают гильотинные ножницы. С его помощью можно довольно точно и качественно разрезать заготовки из различных материалов — цветных металлов и их сплавов, а также стали.
Назначение и конструкция
Гильотинные ножницы представляют собой разновидность промышленного оборудования, которое используется для нарезки металла. Этот инструмент позволяет производить раскрой металлических листов толщиной до 35 мм. Однако для каждого станка этот показатель будет отличаться и зависеть от типа и назначения оборудования для нарезания металлопроката. Эти станки позволяют выполнять раскрой металла в различных направлениях — по прямой, поперёк и продольно.
Гильотинные ножницы могут справиться с любыми материалами — не только листовыми, но и имеющими различные сечения — прямоугольное, угловое и круглое. Это оборудование превосходит все прочие аналогичные устройства способностью обеспечить более высокую точность реза, отсутствием дефектов в местах среза, целостностью защитного полимерного слоя или окрасочного покрытия.
В конструкции этого инструмента можно выделить следующие основные элементы:
- Станина, которая может быть монолитной или изготовленной из сваренных листов.
- Два ножа.
Конструкция станины представлена двумя стойками, скрепленными между собой при помощи балки и траверс. На ней располагается жёстко зафиксированный рабочий стол, обеспечивающий условия для удобной подачи разрезаемого материала. Нижний нож располагается неподвижно, а верхний зафиксирован на подвижной балке. Стол в своем оснащении имеет удлинители и угольник для раскроя длинных листов, а также прижимной механизм. Среди других элементов у него присутствует градуированный упор, позволяющий выполнять серийную резку, а также устройство для ограничения глубины подачи изделий.
У мощных ножниц обязательно имеется предохранительный механизм. В случае повышенных нагрузок срезается специальная шпилька, после чего процесс раскроя прекращается. Есть специальные виды ножниц, у которых имеется возвратный поддон для сбора отходов после разрезания металла. Для инструмента с электроприводом на стойки устанавливают балку, чтобы можно было разместить двигатель-редуктор, соединенный с валом. Последний служит местом для тормозного барабана и двух кривошипов, соединенных при помощи шатуна и кронштейнов с траверсой, на которой находятся ножи.
Принцип действия
С гильотиной человек познакомился много веков назад. Однако в те далекие времена она использовалась не в качестве устройства для раскроя металла, а для казни преступников. В современных разновидностях ножниц используется тот же принцип работы, что и в самом первом устройстве, у которого присутствовал один верхний нож. Для раскроя металла задействуется лезвие, которое вначале поднимают на определенную высоту, а затем резко опускают.
В механических ножницах, оснащенных электрическим приводом, используется несколько иной алгоритм. В их конструкции предусмотрено подающее устройство, через которое из разматывателя на стол поступает металлический лист. Далее заготовку выравнивают, ориентируясь на ограничитель для выбора глубины подачи и боковой упор. После этого ее жестко закрепляют с помощью прижимного механизма, выполненного в форме балки. Благодаря такой подготовке создаются условия для обеспечения достаточно высокой точности разрезания.
При запуске устройства двигатель редуктора передает крутящий момент на вал, который свою энергию направляет на шатуны и кривошипы, заставляя траверсу двигаться возвратно-поступательно. В результате движения траверсы верхний нож опускается и делает рез. Образующиеся после раскроя обрезки материала поступают в лоток, в сторону оператора, вперёд или назад — все зависит от варианта исполнения ножниц. Обработанные заготовки направляются в приёмник. После этого траверса поднимается и принимает изначальное верхнее положение. Сразу же на это реагирует датчик, по сигналу которого происходит отключение мотора-редуктора.
Функция контроля верхнего и нижнего расположения траверсы ножниц возложена на конечные выключатели. В верхней части она закреплена при помощи тормозного барабана, расположенного на валу. Резка металлического листа может осуществляться продольно или поперечно. Всё зависит от типа и расположения ножей. При поперечном раскрое нож делает только один рез за рабочий цикл, а при продольном таких резов совершается несколько, причём они всегда сопровождаются поступательным перемещением металлической заготовки по столу. Второй режим предназначен для раскроя рулонных материалов на полосы. Также его используют для получения заготовок из листов металла длиной более 2 м.
Совершать остро заточенный нож гильотинных ножниц движение вниз из верхней точки заставляет сила тяжести. При этом его перемещение происходит со значительным ускорением, поскольку он обладает достаточно большим весом, но в то же время его оказывается мало для сквозного прорезания прочного металла.
Нарушить целостность металлической заготовки только за счёт своего веса рубящему устройству не удается из-за того, что нож располагается на высоте с меньшей протяженностью разбега, чем в аналогичных первых устройствах прошлого тысячелетия. Чтобы режущее устройство могло перемещаться с необходимой скоростью, для него изготавливают специальную конструкцию, в которую устанавливают нож весом в несколько десятков килограмм.
Эти же причины объясняют, почему в гильотинных ножницах используется нижний неподвижный нож. Таким образом, современные гильотинные станки работают одновременно по принципу и обычных ножниц, и гильотины. Перед раскроем подготовленный материал укладывают на рабочем столе между нижним и верхним режущими лезвиями. Но из-за этого станок приобретает более сложную конструкцию, что сказывается на его себестоимости. Однако благодаря такому решению удается обеспечить более высокое качество и точность раскроя металлических листов.
Виды ножниц
Неслучайно сегодня производители предлагают для выполнения раскроя металлических заготовок два вида гильотинных ножниц:
- ручные;
- устройства с гидравлическим или электромеханическим приводом.
Ведь бывают ситуации, когда приходится иметь дело с материалом разной толщины, размеров и свойств. Поэтому, чтобы можно было разрезать металлическую заготовку максимально быстро и качественно, на рынке предлагается множество разных моделей станков, обладающих различными эксплуатационными возможностями.
Ножницы с электрическим приводом обладают максимальной мощностью и предназначены для серийного производства. В них в качестве элемента управления используется система ЧПУ или контроллер. Причём каждый из них в состоянии обеспечить высокое качество резки, однако более предпочтительными являются станки с ЧПУ, при использовании которых можно полностью автоматизировать рабочий процесс, и которые обладают более широким функционалом. Дополнительно станки по металлу отличаются между собой по стоимости, которая может изменяться в очень широких пределах. Если исходить из принципа работы рассматриваемых станков, то можно выделить 5 основных типов подобных устройств:
Ручные ножницы
Самый примитивный вариант оборудования для раскроя металлических заготовок. Этот тип устройств получил наибольшее распространение в промышленном производстве. С их помощью можно производить раскрой различных материалов — тонких металлических листов, оргстекла, пластмассы, плотного картона и резины.
Этот тип оборудования может работать без доступа к электропитанию, что избавляет от необходимости подведения дополнительных коммуникаций. За счёт этого ручными ножницами можно пользоваться в любом помещении. Это дополнительно сказывается и на стоимости производственных процессов, удешевляя их на порядок, чего невозможно добиться при использовании других видов гильотинных станков. Действия по раскрою металла в гильотинных ножницах по металлу ручных совершает механизм рычажно-пружинного действия.
Гидравлические ножницы
Наиболее широко представлены на средних и крупных предприятиях. Обеспечивают высокую точность разреза, с их помощью можно производить раскрой металлических заготовок любой толщины. Действия ножом совершаются за счёт усилия, оказываемого гидравлическим приводом. Перед разрезанием лист фиксируется по всей длине при помощи прижимных гидравлических цилиндров, при этом зазор между верхним и нижним режущими лезвиями устанавливается механическим путем. Для обеспечения высокой точности реза используется высокоточная линейка, а также собственный вес конструкции станка.
Пневматические
Устройства этого типа работают по тому же принципу, что и гидравлические ножницы. Однако вместо рабочей жидкости здесь применяется сжатый воздух. Высокая точность резки достигается за счет использования задней встроенной линейки. С помощью этих устройств, в которых раскрой металла осуществляется за счет использования давления сжатого воздуха, можно нарезать заготовки большой толщины.
Механические станки
Отличаются высокой надежностью и качеством исполнения, с легкостью справляются с любыми поставленными перед ними задачами. Серьезным достоинством является низкий уровень электропотребления. Действия ножом по созданию реза в металле осуществляются при непосредственном участии карданного вала, на который передается крутящий момент от электромотора при помощи промежуточной муфты.
Электромеханическая гильотина
Среди существующих версий ножниц являются самыми продуктивными. Основанием для подобного утверждения является высокий уровень КПД и большая точность разрезания, расчёт которой выполняет встроенный компьютер.
Помимо этого, производители выпускают и комбинированные модели ножниц. Самая известная среди них, которая пользуется наибольшим спросом у потребителей — пневматические ножницы НА3214 с наклонным ножом. Их главными достоинствами является высокая надежность, простота в эксплуатации и ремонте. Позволяют производить высокоточный раскрой листовых материалов со следующими характеристиками:
толщина до 2,5 мм;- ширина до 1,6 м;
- прочность до 50 кгс/мм2 (500 МПа).
Основным рабочим элементом, который заставляет двигаться лезвия, является кривошипный механизм. Для закрепления листа к поверхности рабочего стола используются пневматические цилиндры. Задний упор функционирует за счёт ручного механизма. Выбор зазора между верхним и нижним лезвиями осуществляется вручную. Этот тип станков можно использовать при низких температурах, при этом из-за отсутствия подтеков масла на рабочем месте всегда поддерживается идеальная чистота.
Заключение
В условиях промышленного производства приходится выполнять множество разнообразных операций, обусловленных технологией изготовления металлоконструкций. Одной из распространенных является раскрой металла, для выполнения которого чаще всего используют гильотинные ножницы. Этот инструмент обладает высокой эффективностью и точностью, хотя это можно сказать только про отдельные версии этого оборудования. Ведь каждый случай обработки металлических заготовок требует использования правильно подобранного гильотинного станка.
Именно поэтому производители выпускают различные виды оборудования, чтобы из этого разнообразия можно было выбрать наиболее подходящий вариант с учетом особенностей и характеристик металлической заготовки, которую необходимо разрезать. И именно на эти параметры следует обращать внимание, выбирая самый высокопроизводительный и точный станок для раскроя металла.
