Гильотинные ножницы для резки листового металла характеристики

Гильотина, гильотинные ножницы (фр. guillotine ) — механическое устройство для резки материалов, имеющие в своей конструкции косой подвижный нож, двигающийся в одной плоскости без изменения угла наклона. Предназначены для прямой продольной и поперечной резки листового и полосового материала из стали, цветных металлов и их сплавов на начальном этапе производства. Основное преимущество ножниц гильотинного типа состоит в том, что в момент реза, давление на разрезаемый материал производится не по всей длине реза, что снижает требуемое усилие. Так же рубка стального листа гильотиной позволяет практически исключить потери металла в виде стружки. [1] Чем больше угол наклона, тем меньше усилие и хуже качество реза [2] [3] . Гильотина — это общее название механизмов [ источник не указан 2281 день ] , служащих для обрубания кабелей, резки металлических листов, бумаги и других операций, связанных с рубящим движением.

Основное назначение механической гильотины – рубка листового материала на заготовительном производстве. Ножницы предназначены для выполнения прямолинейных резов, вырезы таким инструментом не выполняются. Для удержания материала во время реза, некоторые гильотины имеют в своём составе прижим – пресс с механическим или гидравлическим приводом [4] . Пресс снижает эффект вытягивания материала из под ножа и рез получается ровнее. Кроме того, наличие прижима позволяет с успехом резать стопки материала. В типографиях гильотины с прижимом применяются для форматирования (нарезки) больших кип бумаги.

Тот же принцип применяется в механизмах для резки листового (прокатного) металла (станки гильотинного типа, гильотинные ножницы), а также для обрубки кабелей в аварийных ситуациях, например, в случае необходимости сброса испытываемого на подвесе двигателя с летающей лаборатории, все связанные с этим двигателем провода обрубаются гильотиной, а не отключаются. В мясоперерабатывающей промышленности имеются дробилки гильотинного типа. Приспособление для обрезки кончиков сигар устроено по тому же принципу и называется гильотинкой.

Содержание

Классификация [ править | править код ]

По типу управления гильотинные ножницы классифицируются на:

• ручные;
• пневматические;
• гидравлические;
• механические;
• электромеханические;
• автоматические (с ЧПУ);
• комбинированные.

Изобретение Жозефа Гильотена (1791 г., Франция), получившее название в честь изобретателя guillotine, проработало до 1981 г. по прямому назначению. Гильотина для резки металла была разработана несколько позже. Чтобы промышленный станок оказался востребованным, необходимо создание определённой технической базы.

Принцип движения ножа сверху вниз под действием силы тяжести нашел применение не только в области исполнения наказаний. В 1817 г. «машина смерти» была апробирована для выполнения иных функций. Ее стали использовать для рубки мяса и костей. В тот же год использовали устройство в кожевенном производстве, начали кроить кожу для сапог, головных уборов и верхней одежды с помощью падающих косых резаков.

Позже (в двадцатых-тридцатых годах девятнадцатого века) возникла необходимость изготавливать изделия из металла. Потребителями выступили паровозы. Именно для них требовалось раскраивать металлические пластины в идентичные размеры. Металлопроката еще не было, в кузнечных цехах из-под молота выходили полосы и небольшие листы металла. Их превращали в детали облицовки паровых котлов, кабин машиниста, прицепных вагонов. Обычная рубка с помощью молотка и зубила не могла удовлетворить развивающегося железнодорожного транспорта. Рельсовый транспорт появлялся по всему миру.

Гильотина для раскроя металла

Первые установки имели ручной привод. Чтобы выполнять резание потребовалось установить не только сам нож, нужно еще иметь противорежущую пластину (неподвижный нож).

Общий вид современной ручной гильотины для раскроя металла:
1 – стол; противорежущая пластина; 3 – нож; 4 – кривошип; 5 – рычаг подачи ножа

Ручная гильотина по металлу позволяет резать сравнительно небольшие заготовки, ширина реза редко превышает 1200…1500 мм. При этом толщина разрезаемых деталей зависит от материала, использованного для изготовления.

Обычно на небольших производствах применяют подобные станки для стали толщиной до 0,5…0,7 мм. Можно обрубать пластик или разные виды пленок. На фабриках, производящих напольные покрытия, режут виниловую плитку.

В типографиях перед переплетом книг, брошюр и других изданий с помощью гильотин с ручным приводом формируют блоки. В дальнейшем их отправляют на пресс, где создается печатная продукция.

Процесс резания на гильотинном станке:
1 – стол для подачи материала; 2 – металлический лист; 3 – противорежущее лезвие; 4 – нож

Регулирование зазоров

При работе стараются уменьшить расстояние между кромками лезвий. Чем оно будет меньше, тем чище рез. Однако, при работе с металлом операторы вынуждены смещать неподвижный нож для увеличения зазора. С ростом толщины разрезаемого металла возникает необходимость в повышении расстояния.

Если не поступать подобным образом, то кромки лезвия будут крошиться. Металл претерпевает деформационные изменения. Он ведет себя как пластичное вещество, выдавливается между кромками.

Зазор δ между режущими кромками

Чем меньше толщина заготовок, тем ближе следует размещать лезвия относительно друг друга. В таблице 1 представлены рекомендации по зазорам в зависимости от толщины стали 08 сп.

Таблица 1: Зазоры между противорежущими кромками для ручной гильотины при рубке стали 08 сп

При работе на установках с гидравлическим или кривошипным приводом скорость перемещения ножа выше. Поэтому требуется несколько увеличить зазор (таблица 2).

Таблица 2: Зазоры между противорежущими кромками для механических гильотин

При высокой скорости смещения металла (механические ножи) происходит разогрев. Если не увеличить зазор, то через несколько последовательных резов кромки могут разогреться до такой степени, что металл может привариться к ножам.

Косой рез

При создании первых машин для массовых казней иногда происходил некачественный рез. Прямое лезвие не перерубало с первого удара кожу и костную ткань. Присутствующий при испытаниях установки Людовик XVI предложил изобретателю усовершенствовать устройство, изготовив падающее лезвие с наклоном. Вхождение со скольжением позволяет оптимизировать угол резания, перераспределяет нагрузку в устройстве.

Когда происходит резание, встреча кромки с разрезаемым материалом происходит не одновременно по всей длине ножа. Он постепенно внедряется в металл. Поэтому даже небольшой наклон, всего несколько градусов позволяют заметно снизить величину силы сопротивления резанию.

Установка активного лезвия под углом наклона β:
1 – активный нож; 2 – пассивный нож; 3 – разрезаемый материал

Современные небольшие ножницы гильотинного типа работают со значительными углами β. Так конструкторы добились заметного снижения усилий на ноже. На некоторых предприятиях на подобных малогабаритных станках работают даже женщины. Они справляются с заданием по раскрою металла.

Гильотинные ножницы для раскроя металла с ручным приводом

Станки с ручным приводом

Многим кажется, что ручные станки неудобны для производства. На самом деле эти установки довольно востребованы на небольших предприятиях. В условиях мелкосерийного выпуска продукции важно обеспечивать качество продукции:

1. Важнее обеспечивать точные размеры всех деталей.
2. Грамотную обработку кромок. Удаление заусенцев.
3. Параллельность и перпендикулярность резаных прямых.

Когда требуется значительный объем, то довольно часто качество отводится на второй план. Нужны механические устройства, способные в течение ограниченного времени произвести несколько ударов и отрезать определенное количество заготовок.

Если же в цеху производят единичную продукцию, то скорость и количество ударов устройства не столь актуально.

Несколько металлических противопожарных дверей, имеющих опции по запрету распространения дыма и огня, изготавливают небольшие предприятия. Там и используют простые и надежные гильотины с ручным приводом.

Профессиональная гильотина с ручным приводом

В этих установках предусмотрено следующее:

• лист металла располагается на специальном столе;
• с помощью дополнительных приставных столов заготовка может иметь значительные габариты (до 2500 мм в длину и 2500 мм в ширину);
• регулирование глубины реза ограничивается специальным упором, располагаемым за подвижным ножом;
• специальные направляющие позволяют обеспечить перпендикулярность реза;
• другие направляющие точно выставят заготовку под нужным углом или дадут ей двигаться только в параллельном направлении;
• перед резанием для предотвращения возможных колебаний в зоне активной работы происходит прижатие заготовки к столу. Она теперь не сместится ни в какую сторону.

Видео: гильотина для резки металла.

Гильотины с механическим приводом

Установки с гидравлическим приводом

Отличительной чертой подобных станков является возможность резать довольно толстые металлические заготовки. Производители оборудования в инструкциях по эксплуатации отмечают, что для конструкционных сталей максимальная толщина может составлять до 40 мм.

Подобные устройства на кромке лезвий развивают усилие в 200…400 тонн. В этом случае важно использовать толстые ножи, способные передать усилия в зоне резания.

Установка с гидроприводом. Насосная станция расположена вне станка

Для работы гильотины с гидравлическим приводом необходимо иметь специальную насосную станцию. От нее по армированным шлангам подается масло к исполнительным механизмам. Давление жидкости может достигать до 135…150 бар. Гидроцилиндры передают усилие на исполнительный орган через систему рычагов.

Главное преимущество подобных гильотин – это тихая работа. Ножи движутся без удара.

На пульте управления оператор указывает ряд параметров, встроенный компьютер сам произведет расчеты:

• какой зазор требуется установить между ножами;
• где выставить упор;
• с какой скоростью подавать масло в гидравлическую систему.

Если указывается, что будут резаться несколько однотипных деталей, то указывают и этот параметр. Тогда будет осуществляться автоматическая подача материала.

Оператору с помощником остается только:

• уложить лист металла на рабочий стол;
• выровнять его относительно направляющих;
• выставить по упорам;
• указать номер программы, по которой требуется выполнять раскрой металла;
• выставить количество требуемых деталей.

По завершению цикла с обратной стороны станка окажутся нарубленные заготовки или детали, которые нужно отвести на площадку полуфабриката. Другие работники предприятия их используют в следующих производственных процессах.

Цена на подобные станки высокая, составляет несколько десятков, а то и сотен тысяч евро. Гильотины подобного типа изготавливают под заказ. В дальнейшем производитель оборудования в течение всего жизненного цикла технологической установки обслуживает ее, обеспечивает программами и предлагает оригинальные запасные части. При необходимости даже солидный по возрасту станок модернизируется. После модернизации он готов на равных с новыми агрегатами служить еще довольно долго.

Видео: рубка металла гильотиной.

Видео: гидравлическая гильотина с ЧПУ.

Электромеханические гильотинные ножницы

Самым распространенным типом станков являются электромеханические гильотинные ножницы. В них постоянно вращается вал с маховиком. Через кривошипный механизм осуществляется передача крутящего момента на активный нож.

Чтобы произвести рез необходимо:

• установить лист металла на стол;
• выставить упор на заданный размер;
• зафиксировать заготовку на столе и прижать к упору;
• нажать на педаль управления.

Произойдет рубка металла по разметке. Переместив лист снова к упору, можно повторить операцию.

Такие станки достаточно легкие. Ими оснащают небольшие мастерские и довольно крупные предприятия. Они отличаются высокой производительностью. За минуту можно произвести рубку до 60 деталей.

Недостатком считается шум при работе. Здесь металл режется с сильным ударом. Приходится часто отправлять ножи на переточку. Кромки при ударной нагрузке имеют тенденцию выкрашиваться.

Приходится часто проверять состояние кромок готовых изделий. Если наблюдается образование загнутых кромок и заусенцев, то ножи снимают и направляют на заточной станок.

Видео: принцип работы электромеханических гильотинных ножниц.

Пневматические гильотины

При наличии развитой системы пневмопроводов предприятие использует оборудование, работающее от сжатого воздуха. Пневматические гильотины используют сжатый компрессорами воздух для выполнения основой производственной деятельности. В них установлены пневмоцилиндры.

Установки подобного типа нуждаются в ресивере. Объем воздуха, используемого в цикле, может достигать нескольких литров, поэтому нужен запас рабочего тела.

Работа подобных устройств происходит несколько громче, чем при использовании гидравлики. Но есть и свои преимущества. На подобных станках проще установить компьютерное управление. Поэтому ряд европейских стран, выпускающих технологическое оборудование, ориентируется на создание именно таких гильотин. Здесь проще проводить настройку, программы для управления производственными операциями пишутся сравнительно просто.

Обучать операторов для подобных станков тоже несложно. Уже через 2-3 дня работы рабочие осваивают основные приемы работы на гильотине. Остается только выдать им производственное задание, указать размещение заготовок и площадки для выгрузки полуфабрикатов.

Видео: гильотинные ножницы.

Дополнительные опции на рабочем месте

Чтобы облегчить труд операторов на гильотинных станках им в помощь устанавливают пневматические подъемники с вакуумными захватами.

1. Чтобы поднять лист из пакета, нужно подвести захват к верхнему листу.
2. Дается команда на откачку воздуха из присосок.
3. Подъемник поднимает лист на нужную высоту.
4. Оператор укладывает его на рабочий стол.
5. Отключается вакуум.

Машиностроительные и металлообрабатывающие предприятия выпускают широкий ассортимент металлических изделий и конструкций, технология изготовления которых требует выполнения резки профильного и листового металла. Порой даже владельцам домашних мастерских, а также рабочим на стройплощадке приходится заниматься выполнением этой обязательной операции. Чтобы быстро и качественно произвести рубку металла, необходимо иметь под рукой подходящее оборудование. Одним из наиболее востребованных являются гильотинные ножницы, которые сегодня выпускаются в нескольких вариантах.

Часто осуществлять резку металла с использованием гильотины приходится, когда перед владельцем домашней мастерской или рабочим промышленного предприятия встает задача по изготовлению деталей прямолинейной формы большого размера — треугольников, прямоугольников и полос со стороной от нескольких сантиметров до нескольких метров. Для получения необходимой заготовки приходится обрабатывать металлопрокат толщиной от 2 до 60 мм, шириной до 2 метров и почти неограниченной длины.

Общие характеристики

Современные гильотинные ножницы обладают различными техническими характеристиками, которые обязательно должны учитывать специалисты промышленных предприятий, а также владельцы частных мастерских, занимающиеся изготовлением изделий и конструкций из металлопроката. Среди них наиболее важными параметрами являются:

• количество выполняемых операций;
• размер обрабатываемого листа;
• ассортимент проката, который может обрабатывать конкретный станок;
• предельно допустимая толщина срезаемого металла;
• производительность;
• тип ножей;
• мощность;
• тип привода.

Виды станков

В зависимости от типа привода станка выделяют следующие виды ножниц:

• ручные;
• пневматические;
• гидравлические;
• электромеханические.

Принцип работы

Раскрой металла с использованием гильотинных ножниц осуществляется за счёт воздействия на металлическую заготовку большой силой давления и острым краем лезвия, действующего по принципу обычных ножниц. Во время рабочего процесса два лезвия режущего устройства сводятся друг к другу. После того как лист или прокат металла будет зафиксирован, они сдвигают его соседние слои, а затем совершают разрез при помощи острого лезвия.

Процесс резки металлической заготовки с использованием гильотинного станка состоит из двух операций — резки и ломания.

При использовании качественного станка для раскроя металла количество образуемого металлического лома получается очень небольшим и не превышает 10%.

Одновременно с этим рез приобретает ровную кромку, не требуя дополнительной обработки. При разрезе заготовки затупленным режущим устройством или неверно выставленном зазоре соотношение реза и лома изменяется. Как следствие, это приводит к появлению на нижней кромке острого выступа, называемого гратом — признака низкого качества резки.

Грат делает небезопасным изделие, увеличивая риск травмировать руки, особенно если для резки была выбрана заготовка из нержавеющей стали. Для предотвращения подобного необходимо во время использования ножниц гильотинного типа соблюдать правила техники безопасности. Ни в коем случае нельзя начинать резку металла без рукавиц из плотной ткани или кожаных нашивок. При появлении грата работник должен сразу же прекратить раскрой металла и исправить допущенную ошибку — поменять настройки или заточить ножи.

Гидравлические гильотинные ножницы

Промышленное оборудование, предназначенное для раскроя металла, в котором используется гидравлическая система привода, обладает большим запасом мощности и отличается высокой производительностью. Его используют преимущественно в серийном или штучном производстве заготовок с прямолинейными кромками из металлопроката толщиной от 2 до 20 мм и длиной реза от 1 до 3 м.

Промышленные предприятия в своей производственной деятельности используют гидравлические станки, позволяющие производить раскрой листов шириной до 6 м и толщиной более 20 мм. Это оборудование обладает значительным весом и габаритами, и чаще всего его производят в единичных экземплярах.

При использовании гидравлических станков гильотинного типа режущее устройство создает давление, превышающее 400 мПа, по всей длине разрезаемого листа. В качестве основного рабочего элемента используются ножи, которые могут двигаться по прямой благодаря вертикальным направляющим или же по дугообразной траектории. Последний вариант в состоянии даже при оказании со стороны гидравлического привода меньшего усилия разрезать заготовки из более толстого металла или сплава повышенной прочности. Причём на точность реза это никоим образом не влияет.

Для контроля зазоров между ножами используется специальная таблица, а корректировка их расположения может осуществляться как в ручном, так и в полуавтоматическом или автоматическом режиме. Достаточно востребованной разновидностью гидравлических станков является оборудование с ЧПУ. Главными его достоинствами является минимальное время настройки и простота смены режима изготовления любого из десятка возможных видов продукции, для чего нужно нажать всего лишь на одну кнопку. Благодаря тому, что вся информация хранится в памяти станка, эта задача максимально упрощается.

Гидравлические ножницы гильотинного типа отличаются от аналогичных устройств бесшумностью в работе — во время раскроя металла ножи совершают движения плавно, не оказывая сильных воздействий ударного типа, которыми сопровождается рубка металла при использовании электромеханических и пневматических машин.

В решении вопроса безопасности эксплуатации гильотинных ножниц помогают фотодатчики, установленные в рабочей области, защитные экраны и ограничители хода подающего механизма. Для своевременного возврата балки в начальное верхнее положение используются пружины или накопительные амортизаторы.

Электромеханические ножницы

Эта разновидность гильотинных станков является не менее востребованной, чем гидравлические. Обладают они столь же высоким уровнем производительности, который может достигать 60 ходов ножа за минуту, правда, рабочий процесс является более шумным. Всему виной кривошипный механизм привода, из-за которого нож быстро перемещается в нижнее положение и оказывает ударное воздействие на заготовку.

Электромеханические станки преимущественно используют на производствах, где необходимо обеспечить высокую производительность и точность резки прямолинейных заготовок большого размера и толщины. В то же время эти машины часто применяются для раскроя металла и в частных мастерских, занимающихся мелкосерийным и кустарным производством.

Для эффективного выполнения подобных задач производителями была создана целая серия ножниц небольшой мощности. Они не только отличаются компактными размерами, не требуя много места в мастерской, но и могут с легкостью справиться с задачей по раскрою заготовок из различных материалов — нержавейки, пластика, меди, алюминия и оцинкованной листовой стали толщиной до 2−3 мм.

Для осуществления рабочего процесса к верхней балке с ножом подключён кривошипно-шатунный механизм, соединенный с валом отбора мощности, работающий от электродвигателя, запускаемого при помощи нажатия педали или кнопки. В момент начала работы крутящий момент от эксцентрика передается на оба конца ножевой балки, вследствие чего каждое лезвие оказывает на заготовку воздействие равной силы, обеспечивая равномерный разрез. После каждого оборота вала балка возвращается в исходное верхнее положение, после чего заготовка перемещается в рабочую зону для выполнения следующего реза.

Используемые в конструкции электромеханической гильотины с ЧПУ рабочие элементы делают из нее одну из самых точных и производительных машин для раскроя и рубки металла. Превосходство над гидравлическими моделями им обеспечивает не только более низкая цена, но и надежная кинематическая схема и простота в эксплуатации. Любой специалист, обладающий слесарной квалификацией, способен в условиях частной мастерской или небольшого производства изготовить своими руками высокопроизводительный гильотинный станок с электрическим приводом.

Пневматические гильотины

Промышленное оборудование гильотинного типа для резки металла, оснащенное приводом, работающим от сжатого воздуха, является более производительным, чем гидравлические станки, и практически не отличается по этому параметру от электромеханических версий. Для запуска режущего элемента в этих машинах используется компрессор или центральная магистраль со сжатым воздухом. Чаще всего станки с пневматическим приводом можно встретить на крупных металлообрабатывающих предприятиях, занимающихся изготовлением крупносерийных деталей.

Объединяет эти установки с гидравлическими и электрическими машинами то, что они также относятся к стационарному типу оборудования. В их конструкции предусмотрены рабочие столы большой площади, выдвижные контейнеры для сбора готовых изделий и автоматизированное устройство подачи заготовки. Во многих моделях пневматических станков также имеется ЧПУ. За счет увеличения скорости обработки металла при использовании пневматического привода в сочетании с электронным управлением повышается производительность и одновременно точность обработки заготовок.

Ручные станки для резки металла

Механические гильотинные станки, осуществляющие раскрой металла за счёт привода от рычага или педали, чаще всего можно встретить на промышленных предприятиях, а также в частных мастерских. Они остаются востребованными, даже несмотря на то, что имеют ограничения по толщине обрабатываемых заготовок и их видам.

В оснащении таких гильотин для металла функции режущего элемента выполняют два ножа. В течение всего процесса резки металла нижний нож располагается неподвижно. Основную часть работы выполняет верхний нож, перемещающийся по направляющим вертикально вниз или поворачивающийся вокруг оси. В таких станках на одном из концов ножевой балки располагается точка вращения, а на другом находится рукоятка.

Режущее устройство, которое может выполнять раскрой листов толщиной более 1 мм, приводит в движение редуктор. Запуск механизма в этих машинах могут обеспечивать два типа привода:

• ножной, где включение мотора осуществляется педалью;
• ручной, при котором запуск осуществляется специальным рычагом.

В некоторых моделях могут одновременно использоваться оба типа привода. Для выполнения качественной резки металлической заготовки гильотинный станок должен быть установлен на ровной поверхности, на которой будет обеспечена устойчивость оборудования.

Гильотинные станки для рубки металла являются одними из самых востребованных видов промышленного оборудования, которое используется не только на предприятиях металлообрабатывающей промышленности, но и в домашних мастерских. Поскольку производители выпускают эти станки в самых различных комплектациях, для каждого случая раскроя металла можно подобрать наиболее подходящую модель с учетом стоящих задач.

Оборудование для рубки металла гильотинного типа пользуется большой популярностью, прежде всего, из-за высокой производительности и точности раскроя металлических заготовок. Их можно использовать для резки не только металла, но и других материалов, в том числе алюминия, меди, латуни и других. Немаловажно и то, что эти машины очень простые в обращении, поэтому даже владелец частной мастерской может быстро приобрести навыки работы с подобным станком и воспользоваться всеми его преимуществами.

В ряде случаев, если позволяет слесарная квалификация, возможно даже сделать такую машину своими руками. Однако целесообразнее приобрести готовый станок, которым можно начинать пользоваться без его предварительной подготовки.