Другое

Основные виды и характеристики гильотинных ножниц

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 ? 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

*Толщина листа, мм*	*Зазор между ножом и противорежущей пластиной, мм*
0,08…0,095	0,02
0,100…0,195	0,03
0,200…0,295	0,04
0,300…0,395	0,05
0,400…0,495	0,06
0,500…0,595	0,07
0,600…0,695	0,08
0,700…0,800	0,09

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

Толщина листа, мм	Зазор между ножом и противорежущей пластиной, мм
0,080…0,095	0,04
0,100…0,195	0,06
0,200…0,295	0,08
0,300…0,395	0,10
0,400…0,495	0,12
0,500…0,595	0,14
0,600…0,695	0,16
0,700…0,800	0,18

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 ?:
1 – активный нож; 2 – пассивный нож; 3 – разрезаемый материал

Современные небольшие ножницы гильотинного типа работают со значительными углами ?. 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:

Важнее обеспечивать точные размеры всех деталей.
Грамотную обработку кромок. Удаление заусенцев.
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.

Внимание! Сегодня на строительном рынке нетрудно купить металлические китайские двери по сравнительно невысокой цене (2000…4000 рублей). Но при желании иметь более прочную и надежную дверь обращаются в цеха, где под заказ изготовят изделие с заданными характеристиками. В нем будут броневые пластины в зоне размещения замков, производитель дополнительно снабдит свой товар дополнительными опциями, которые предотвратят проникновение внутрь ненужных лиц.

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.

Информация к размышлению. В тридцатые годы двадцатого века в Германии были приобретены токарные станки ДИП-250 и ДИП-350. Прошло более восьмидесяти лет. Это оборудование продолжает успешно эксплуатироваться на ряде предприятий. После капитального ремонта на подобных станках обрабатывают стволы орудий для современных пушек и танков. Станки могут жить довольно долго.

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.

Электромеханическая гильотина

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.

Пневматическая гильотина

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.