Из металла ...: Гильотина по металлу — конструкция, принцип работы и виды

На рынке металлообрабатывающих станков представлен широкий спектр оборудования, которое отличается принципом действия и функциональностью. Наиболее распространенным решением для резки металла является гильотина. В статье мастер сварщик расскажет, что такое гильотинные ножницы по металлу.

Историческая справка

Первые ножницы известны нам еще со времен Древнего Египта. Историки и археологи находят в песках механизмы сведения, которые отдаленно напоминают большие двузубчатые ножницы для резки твердых предметов. По мере развития человечества, его работы с тканями, бумагой, металлами и деревом, появилась потребность в усовершенствовании механизма.

История гильотинных ножниц, имеющих современный вид, берет начало в XVI столетии. Их стали применять в ремесленных мастерских. С каждым годом такие станки приобретали большие размеры и могли резать или рубить большее количество предметов. После промышленной революции XIX века в Европе такие станки стали весьма популярны в текстильном производстве, так как они позволяли быстро и легко разрезать большие стопки тканей. В начале следующего столетия они широко стали применятся и на территории Российской империи.

На сегодняшний день такое оборудование является многофункциональным инструментом, позволяющим ускорить работу производства.

Применение

Резка листового металлопроката — одна из самых популярных технологических операций, применяемых в промышленном производстве. Для ее выполнения используются разные инструменты. Один из самых распространенных — гильотина. Оборудование этого типа используется для выполнения прямого разреза стального проката, а также проката, выполненного из цветных металлов и сплавов, с необходимостью разделения одного листа на несколько частей единого стандарта или разных размеров.

Конструкция

Конструкция гильотин может быть разной, но основные ее элементы остаются неизменными. К ним относятся:

Рабочая деталь — наклонный нож, который крепится на специальной подвижной балке. Этот элемент является сменным.
Станина, которая предназначена для соединения всех компонентов конструкции в единое целое и обеспечения их взаимодействия. Обычно это устройство состоит из швеллера и двух вертикально расположенных стоек, которые, в свою очередь, также соединяются швеллерами в верхней и нижней частях.
Стол. Монтируется на стойках посредством болтового соединения. На его поверхности закрепляются нижние ножи. Стол оснащен удлинителями с проточками Т-образной формы, в которых крепятся упоры, предназначенные для поперечной резки. Эти элементы удаляются при продольной рубке.
Привод. Эта составляющая конструкции отвечает за перемещение подвижных ножей, которые двигаются в вертикальной плоскости вверх и вниз. Привод обладает мощностью, достаточной для преодоления силы сопротивления материала, с определенным запасом.
Прижимная балка. Предназначена для фиксации металлического листа на рабочем месте. Оснащается устройствами автоматизированной защиты, которая предохраняет руки работника от возможного травмирования.
Упор задний. Этот элемент удерживает лист металла на рабочем месте в процессе продольной резки. Устройство оснащено двумя передвижными рейками, которые могут устанавливаться ближе или дальше от режущей кромки. Регулировка производится путем ручного вращения соответствующих маховиков.
Балансировщик гильотинных ножей. Используется для фиксации ножевой балки в верхнем положении по завершении каждого рабочего или холостого хода, а также в целях ремонта или замены устройства.
Тормоз периодического действия. Обеспечивает остановку подвижных элементов станка в крайней верхней позиции и компенсирует их инерцию.

Правила безопасности при работе

С целью избежания травм на производстве в процессе работы с гильотиной важно выполнять следующие требования:

Наличие спецодежды: защитного фартука, очков, сухой обуви с нескользящей подошвой. Перед работой необходимо устранить все выступающие или свисающие предметы, например, часы, браслеты, кольца и т. п.
Оборудовать рабочую зону оградительными сооружениями.
До момента запуска станка убедиться в его исправности, при необходимости принять ремонтные меры. Проверить качество смазки, целостность и работоспособность узлов. Осмотреть рабочую поверхность, при необходимости произвести ее очистку или замену в случае обнаружения повреждений.
До включения оборудования удалить с рабочего стола лишние инструменты, приспособления и другие посторонние предметы.

Принцип работы

Для управления гильотиной применяется электромагнитное устройство. Его запуск осуществляется нажатием специальной кнопки или педали. Предусмотрено несколько режимов работы станка: единичный ход или циклические движения.

Технология резки металла с помощью гильотины отличается высокой эффективностью. Процесс разделения листа на части заключается в воздействии на материал наклонного ножа с оптимальным уровнем заточки. Режущий элемент изготавливается из инструментальной стали высокой прочности.

Сила давления ножа существенно превышает предел прочности металлического листа. Под его воздействием структура материала разрушается в максимально узкой области. Полученный разрез не нуждается в дополнительной обработке.

Для обслуживания гильотинного станка достаточно одного человека. Алгоритм действия оборудования этого типа основан на принципе работы обыкновенных ножниц. Он заключается в следующем:

Автоматическая подача заготовки на рабочий стол и ее выравнивание (при поперечной резке — по ограничителям, при продольной — по упорам).
Фиксация листа в заданной позиции с помощью прижимной балки.
Нажатие кнопки или педали с целью включения привода, который оказывает воздействие на нож непосредственно или через специальный механизм.
Запуск движения ножа по направлению вниз, осуществление разреза металлического листа, достижение ножом нижнего положения и возврат режущего элемента на начальную позицию путем его перемещения в обратном направлении.
Автоматический подъем прижимной балки с освобождением заготовки и ее последующим удалением с рабочего стола или передвижением до упоров для осуществления очередного разреза.

Для работы гильотины характерно то, что обрабатываемый материал не подвергается термическому воздействию, как при лазерной или плазменной резке. Это важно, так как, например, при термической обработке меняются физические свойства металла. Качество окончательной обработки зависит от следующих факторов:

Тип обрабатываемого материала;
Угол резки;
Ширина пространства между лопастями;
Общее состояние ножей.

Во многом на результат оказывают влияние точности выполняемых настроек, и функциональность оборудования.

Какие бывают разновидности гильотины

Среди станков такого типа встречаются разные модели, отличающиеся по таким параметрам:

Тип привода;
Показатель мощности;
Тип режущего элемента;
Производительность;
Максимальная толщина обрабатываемого металла;
Перечень материалов;
Размер разрезаемого листа;
Количество выполняемых операций.

По типу привода оборудование делится на несколько видов:

Ручное;
Гидравлическое;
Пневматическое;
Электромеханическое.

Рассмотрим их более подробно.

Ручные

Гильотины с ручным приводом используются для работы с ограниченными видами материалов небольшой толщины. Такое оборудование можно увидеть в мастерских и небольших цехах по обработке листового металла, арматуры или профильного проката, а также на строительных площадках.

Конструкция может включать в себя редуктор, который способствует развитию большого усилия режущего элемента, благодаря чему возможна резка металлических листов толщиной свыше 1 мм и нержавеющей стали.

Для запуска ручной гильотины применяется рычаг, для ножной — педаль. В некоторых случаях используется комбинированный привод.

Гидравлические

Гидравлические гильотинные станки отличаются высокой мощностью и производительностью. Они подходят как для штучного, так и для серийного производства и способны обрабатывать металлические листы толщиной от 2 до 20 мм с длиной реза 1–3 м.

Для крупных предприятий предусмотрено оборудование, которое может работать с металлопрокатом шириной до 6 м и толщиной свыше 20 мм. Такие станки отличаются большим весом и крупными габаритами. Они производятся под заказ в единичных экземплярах.

Оборудование с гидравлическим приводом оснащено ножами, которые способны двигаться в прямом направлении (по вертикали) или по траектории, имеющей форму дуги (консольные). Станки последнего образца способны при меньшей мощности работать с толстыми металлическими листами или со сплавами повышенной прочности. Уровень точности реза не зависит от направления движения ножей и в обоих случаях имеет максимально высокий показатель.

Регулировка зазоров между режущими элементами производится по таблице в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режимах.

К самым современным гидравлическим гильотинам относятся станки с ЧПУ. Такое оборудование отличается быстрой настройкой. Для переключения станка в режим производства любого из десятков видов продукции достаточно нажатия соответствующей кнопки. Вся необходимая информация о настройках сохраняется в памяти устройства.

Система безопасности включает в себя:

Фотодатчики, расположенные в рабочей зоне;
Защитные экраны;
Ограничители движения подающего механизма.

Для возврата балки в верхнее положение используются пружины или газонакопительные амортизаторы.

Главное преимущество гидравлических гильотин заключается в их бесшумной работе, плавном движении режущих элементов, отсутствии ударного воздействия.

Пневматические

Это конструкция, которая работает под воздействием сжатого воздуха. Она превышает по производительности гидравлические станки и приравнивается к электромеханическим. Такое оборудование используется на крупных предприятиях для крупносерийного производства.

Для запуска конструкции необходимо наличие компрессора или центральной магистрали со сжатым воздухом.

Большинство станков для резки металла с пневматическим приводом оснащаются ЧПУ, что способствует существенному сокращению времени обработки заготовок.

Электромеханические

Имеют такой же показатель производительности, как и гидравлические, но отличаются более шумной работой. Это объясняется тем, что под воздействием кривошипного механизма ножи двигаются с большой скоростью, производя удар по заготовке.

Оборудование этого типа, как и гидравлическое, предназначено для использования в промышленных цехах для точной обработки металлических листов большой толщины и размеров. Для мелкосерийного производства предусмотрены электромеханические станки с низким показателем мощности. Они занимают минимум площади и способны работать с оцинкованной листовой сталью, алюминием, медью, пластиком и нержавейкой толщиной до 2–3 мм.

Кривошипно-шатунный механизм, воздействующий на верхнюю балку, запускается нажатием специальной кнопки или педали. Эксцентрики проворачиваются и передают усилие равномерно на оба конца режущего устройства. По завершении одного оборота вала конструкция принимает исходное положение.

Электрические гильотины с ЧПУ являются одним из самых точных и высокопроизводительных устройств для резки металла.

Как выбрать