Гильотинные ножницы – незаменимое оборудование для резки металла

1 Назначение и конструкция гильотинных станков

Ножницы гильотинного принципа действия – это специальное оборудование, предназначенное для резания металла. В зависимости от типа и назначения станка, толщина разрезаемого металлического листа может достигать 35 мм. Раскрой может производиться как поперечный, так и продольный, но только прямолинейный (вырезы делать нельзя).

Гильотинные ножницы по металлу применяют для разрезания как листовых материалов, так и материалов круглого, углового, прямоугольного сечения. К преимуществам этого оборудования относят высокую точность разреза, отсутствие дефектов (зазубрин, вмятин) в местах среза, сохранение целостности защитного полимерного слоя или покрытия краской на поверхности обрабатываемых изделий.

Основные элементы конструкции гильотинного станка:

• станина (из сваренных листов или монолитная);
• два ножа.

Станина состоит из двух стоек, которые связаны друг с другом балкой и траверсами, оснащена закрепленным к ней рабочим столом, служащим для удобной подачи разрезаемого материала. Нижний нож имеет фиксированное положение, а верхнее лезвие закреплено на подвижной балке. Стол оборудован удлинителями и угольником для раскроя длинных листов, а также прижимным устройством. Станок также оснащен градуированным упором, предназначенным для проведения серийной резки, и приспособлением, ограничивающим глубину подачи изделий.

Мощные ножницы снабжаются предохранительным механизмом – при возникновении перегрузки срезается специальная шпилька, и процесс резки останавливается. Встречаются станки, оборудованные возвратным поддоном, используемым для сбора отрезанного материала. В случае применения электропривода на стойках устанавливают балку, к которой закреплен двигатель-редуктор, соединенный с валом. На последнем расположены тормозной барабан и 2 кривошипа, которые с помощью кронштейнов и посредством шатуна соединяются с траверсой, где установлены ножи.

Ножи для гильотинных ножниц изготавливают из инструментальной высоколегированной стали, их режущие поверхности закаляют методом наклепа или высокочастотным током. Предназначены они для резки металла, находящегося в холодном или горячем состоянии. В настоящее время производятся ножи более 100 различных типоразмеров:

• длинами 110–2000 мм;
• толщиной 12–120 мм;
• шириной 50–200 мм.

2 Принцип действия гильотинных ножниц

Начали использовать гильотины довольно давно, но изначально их применяли не для разрезания металла, а для казни преступников. Принцип действия современных станков для раскроя материалов основан на работе самого первого устройства, которое имело только один верхний нож. Резка происходит методом рубки в результате опускания лезвия, предварительно поднятого на предусмотренную конструкцией высоту.

Ножницы механические с электроприводом работают следующим образом. Листовой металл через подающее устройство поступает из разматывателя на стол, выдвигающийся при необходимости. Заготовка выравнивается по боковому упору и ограничителю для регулирования глубины подачи, затем происходит ее фиксация прижимным устройством в виде балки, что обеспечивает достаточно высокую точность разрезания.

При включении реза крутящий момент от двигателя-редуктора передается на вал, вращение которого преобразуется посредством шатунов и кривошипов в возвратно-поступательные перемещения траверсы. Сначала при ее движении верхний нож опускается и производит рез. В зависимости от вида ножниц, отрубленные обрезки выбрасываются в лоток, в сторону оператора, вперед или назад. Готовые заготовки попадают в приемник. Затем траверса, продолжая движение, поднимается и занимает исходное верхнее положение. В тот же момент срабатывает датчик, мотор-редуктор отключается.

Контроль верхнего и нижнего расположения траверсы станка осуществляют конечные выключатели. Вверху ее фиксирует тормозной барабан, установленный на валу. Раскрой, в зависимости от разновидности и размещения ножей, возможен в поперечном или продольном направлении. В случае поперечного разреза нож совершает один цикл рабочего движения, а при продольном – несколько, повторяющихся с поступательным перемещением металла по столу. Второй режим применяют для резки рулонного материала на полосы, а также раскроя листа длиной более 2 метров.

Остро заточенный нож гильотинного станка опускается с высоты верхнего положения под воздействием сил тяжести. Его ускорение значительное, так как он довольно массивен, но недостаточное, чтобы разрезать прочный металл. Одного веса рубящего устройства в данном случае будет мало, потому что протяженность разбега (высота падения ножа) в современных установках гораздо меньше, чем в аналогичных первых станках прошлого тысячелетия. Для придания режущему механизму необходимого ускорения изготавливают специальную конструкцию, в которой установлен нож с массой в несколько десятков килограммов.

Эти же причины определили установку в гильотинных станках по металлу дополнительного нижнего неподвижного ножа. Таким образом, работа современных установок сочетает в себе функционирование обычных ножниц и гильотины. Разрезаемый материал размещается на столе оборудования между нижним и верхним режущими ножами. Такое инженерное решение, безусловно, значительно усложняет конструкцию самого станка, что в итоге отражается на его себестоимости, но при этом позволяет получить высокое качество и точность обработки заготовок.

3 Виды гильотинных ножниц по металлу

В зависимости от толщины, размеров и свойств разрезаемого материала, интенсивности эксплуатации станка в ряде случае достаточно использовать ножницы гильотинные ручные, а в других – требуется установка гидравлического или электромеханического оборудования. На сегодняшний день производители предлагают большой ассортимент разнообразных моделей станков с различными опциями.

Самые мощные установки оснащены электроприводом и используются на крупных предприятиях в серийном производстве. Управление таким оборудованием осуществляют с помощью системы ЧПУ или контроллера. Качество резки отличное в обоих случаях, но гильотинные ножницы с ЧПУ позволяют полностью автоматизировать рабочий процесс и более функциональны. Цена на станки по металлу, соответственно, также варьируется в очень широких пределах. Но по принципу работы на сегодняшний день выделяют 5 типов данных установок:

• Гильотинные ручные ножницы по металлу – простейшее оборудование, которое применяется в производстве наиболее широко. Станок разрезает тонкие металлические листы, оргстекло, пластмассу, плотный картон и резину. Так как для функционирования этого оборудования электроэнергия не нужна, то подведение дополнительных коммуникаций не требуется, и его можно разместить в любом помещении. Благодаря этому, стоимость производственных процессов гораздо меньше, чем при использовании других типов гильотинных установок. Работу станка обеспечивает механизм рычажно-пружинного действия.
• Гидравлические ножницы – используют преимущественно на средних и крупных предприятиях. Их отличает высокая точность разреза, а также возможность обработки металла различной толщины. Нож приводится в действие гидравлическим приводом. Фиксация листа производится по всей длине разрезания прижимными гидравлическими цилиндрами, а регулировка зазора между верхним и нижним режущими ножами осуществляется механическим способом. Высокая точность реза достигается за счет высокоточной линейки и большой массы конструкции станка.
• Ножницы пневматические – принцип действия этого оборудования идентичен принципу гидравлических установок, но в них используется сжатый воздух, а не рабочая жидкость. Высокую точность резки обеспечивает задняя встроенная линейка. Работа механизма, основанная на давлении сжатого воздуха, позволяет обрабатывать заготовки большой толщины.
• Механические станки – это оборудование зарекомендовало себя как качественное и надежное, способное выполнять поставленные задачи. В то же время, они характеризуются низким уровнем электропотребления. Нож приводится в действие посредством карданного вала, получающего крутящий момент от электрического двигателя через промежуточную муфту.
• Электромеханическая гильотина – этот вид является самым продуктивным, потому что отличается значительным КПД и большой точностью разрезания, высчитываемого в микронах встроенным компьютером.

Существуют также комбинированные модели станков. Наиболее распространенная и популярная модель – пневматические ножницы НА3214 с наклонным ножом. Они надежны, просты в эксплуатации и ремонте. Предназначены для высокоточного разрезания листовых материалов с предельными характеристиками:

• прочность до 50 кгс/мм2 (500 МПа);
• ширина до 1,6 м;
• толщина до 2,5 мм.

Приводятся в действие кривошипным механизмом, лист фиксируется пневматическими цилиндрами. Задний упор имеет ручной привод, зазор между верхним и нижним режущими ножами настраивается вручную. В отличие от гидравлических ножниц, их возможно эксплуатировать при низких температурах, а благодаря отсутствию подтеков масла рабочая зона станка всегда чистая.