Резка листового металла роликовыми ножницами

Обновлено: 30.06.2024

Раскрой листового металла — непростая задача. Материал жесткий, формат листов довольно крупный. Некоторые виды материалов (профлист или металлочерепица) нельзя резать привычными инструментами — болгаркой или отрезным диском, насаженным на электродрель. Нужен специализированный инструмент, сохраняющий полимерное защитное покрытие и не образующий заусенцев.

Для получения чистого прямого реза без разрушения финишного покрытия используют роликовые ножницы. Это инструмент, известный уже давно, но в домашних мастерских встречающийся сравнительно редко, так как для протяжки по листу металла требуются дополнительные приспособления рассмотрим особенности и разновидности роликовых ножниц внимательнее.

Что это такое

Роликовые, или дисковые ножницы — это специализированный инструмент для раскроя листового металла на полосы любой длины и ширины. Кроме этого, возможен криволинейный рез (если позволяет конструкция инструмента и рельеф листов).

Внешне это компактное приспособление в виде сдвоенных роликов, размещенных один над другим с небольшим осевым смещением. Края роликов касаются друг друга, обеспечивая резку материала, попадающего под воздействие режущих кромок.

Резка металла (или пластика) происходит при вращении роликов в разнонаправленном направлении. Используются разные формы приводных механизмов, как собственный двигатели, так и внешние приводные механизмы.

Большинство ручных дисковых ножниц выпускаются в виде насадок на электродрель или шуруповерт.

Существуют также стационарные промышленные установки, работающие на том же принципе. Как правило, они являются частью технологических линий и обеспечивают выполнение определенных рабочих операций.

Назначение и сферы использования

Дисковые ножницы используются для резки листового металла. Они применяются в домашних мастерских для раскроя кровельных материалов, а также других видов листового металла или пластика. Отличаются высокой скоростью резки без физических усилий. Получается ровный и чистый рез без острых зазубренных краев или заусенцев.

Большинство видов роликовых ножниц предназначено для резки металла с максимальной толщиной 2 мм. Однако, легче всего работа движется, если толщина листа не превышает 1 мм (например, кровельный материал, профлист или другие виды оцинкованного рулонного металла толщиной 0,5-0,8 мм).

Можно резать разные виды материала:

сталь
(обычная или нержавеющая, отожженная)

медь

алюминий

В характеристиках инструмента указывается максимальная толщина обрабатываемого металла относительно углеродистой стали. Значения, заявленные производителями, не всегда соответствуют практическим результатам. Например, при резке стали предельной толщины (2 мм) возможны сбои работы. Как правило, они вызваны избыточной твердостью металла.

Роликовые ножницы используются в разных областях техники и промышленности.

Основные области применения:

изготовление и раскрой кровельных материалов (например, фальцевая кровля, профлист и т. д.);
изготовление и монтаж воздуховодов, элементов вентиляционных систем;

автомастерские, станции техобслуживания;
изготовление корпусов бытовых и промышленных установок, приборов, предметов бытовой техники.

Этот перечень далеко не полон, но приводить его целиком незачем. Использование роликовых ножниц встречается практически во всех областях техники и промышленности, в ремонтных и монтажных работах.

Конструкция

Роликовые ножницы работают на принципе обычного инструмента, но режущие элементы у них модифицированы и имеют форму двух роликов. Они оснащены острыми режущими кромками, расположенными в одной плоскости. По оси вращения ролики направлены в разные стороны.

Когда между режущими кромками оказывается лист металла, происходит сжатие материала одновременно сверху и снизу листа с отделением частей, оказавшихся по обе стороны линии реза.

Существуют роликовые ножницы с электроприводом и с ручным вращением. Первые конструкции предпочтительнее, так как не требуют приложения физической силы. Это позволяет работнику сосредоточиться на точности резки по разметке, или увеличить производительность при выполнении резки полос.

Достоинства и недостатки

К достоинствам роликовых ножниц принято относить:

высокая эффективность, удобство раскроя листовых металлов и пластика;
инструмент обеспечивает быстрый и чистый рез без заусенцев или зазубрин;
безопасность работы;
небольшой размер, малый вес;
простота в настройке и работе;
можно резать сталь и цветные металлы;
есть возможность выбора подходящей модели.

Недостатки роликовых ножниц:

толщина листов ограничена, причем, с возрастанием толщины резко снижается производительность;
ножницы с одним режущим элементом могут выполнять только прямой рез;
при выполнении фигурной резки нельзя делать контуры с малым радиусом кривизны;
если делается обработка по внутреннему контуру, приходится делать стартовое отверстие для врезки.

Несмотря на некоторые недостатки, роликовые ножницы высоко ценятся специалистами и домашними мастерами. Чистота реза, легкость и точность работы намного превосходят качество альтернативных инструментов. При этом, работнику не приходится прилагать физические усилия, что обеспечивает стабильное качество и высокую производительность.

Разновидности

Существуют разные виды роликовых ножниц.

По общему назначению:

промышленные

для бытового использования

По способу вращения режущих элементов:

ручные

с электроприводом

По количеству и исполнению режущих кромок:

с одним режущим диском;
с двумя приводными дисками;
с параллельными кромками для резки полос;

с несколькими последовательно установленными роликами для более мягкой резки толстых листов (промышленные установки).

Кроме этого, существуют насадки на электроинструмент. Это готовые механизмы роликовых ножниц, с приводным валом, который вставляется в патрон электроинструмента и дополнительным кронштейном к ручке для фиксации положения ножниц. В результате возникает вполне функциональный инструмент, позволяющий выполнять качественную резку кровли, оцинкованной стали и других материалов.

Как выбрать подходящий инструмент

Выбор роликовых ножниц — задача для подготовленных людей. Необходимо учесть собственные потребности и специфику предстоящей работы. Кроме этого, надо проанализировать характеристики моделей, имеющихся в продаже.

Резка листового металла роликовыми (двухдисковыми) ножницами

Роликовые (двухдисковые) ножницы применяют для прямолинейного и криволинейного разрезания листового металла. Роликовые ножницы изготовляют с ручным и механическим приводом, последние применяют чаще. По конструкции станины ножницы изготовляются с горизонтальным или с наклонным, идущим вниз, вылетом.

На роликовых ножницах с горизонтальным в вылетом (рис. 54) вырезают из листов заготовки деталей круглой и эллиптической формы (днища, кольца, крышки и т. д.). Кроме того, эти ножницы (при применении специальных направляющих) используют для разрезания листов, полос и лент на заготовки деталей квадратной и прямоугольной формы.

Рис. 54. Роликовые ножницы с горизонтальным вылетом: а — расположение режущих ножей, б — общий вид ножниц

Ножницы с горизонтальным вылетом имеют литую чугунную станину 2, установленную на подставке 1. На переднем конце верхней части станины расположена головка 6, несущая верхний круглый нож 5. Второй круглый нож 3, находящийся на нижней части станины, расположен под углом по отношению к первому, что обеспечивает получение чистого среза (без заусенцев). Шпиндели, на которых насажены круглые ножи, посредством зубчатых колес и валов с шарнирными соединениями приводятся во вращение от электродвигателя 9, установленного на отдельном кронштейне станины. Изменение скорости вращения ножей обеспечивается коробкой скоростей.

Ножи можно вращать также вручную. Рукоятку 7 ручного привода и рукоятки 8 управления станком, расположены на передней части станины так, что работающий может пользоваться ими, не сходя с рабочего места. Ножницы снабжаются подставкой 4 с достаточно большой опорной площадкой, поддерживающей лист у нижнего ножа, что способствует удержанию разрезаемого листа в нужном положении и облегчает работу на ножницах.

Рис. 55. Роликовые ножницы с наклонным вылетом

На роликовых ножницах с наклонным вылетом (рис. 55) преимущественно обрезают кромки полученных отрезанием заготовок деталей. Кроме того, на этих ножницах разрезают листы на заготовки деталей с криволинейными очертаниями.

У роликовых ножниц с наклонным вылетом головка 3 с верхним режущим ножом 2 может устанавливаться относительно нижнего режущего ножа 1 под разными углами, что достигается поворотом ее относительно зажимного винта 4, которым она закрепляется в нужном положении. Перемещение верхнего ножа по вертикали регулируется с помощью ручки 5.

На рис. 56 изображены роликовые ножницы НБ-453, предназначенные для прямолинейного и криволинейного разрезания листового металла толщиной до 10 мм. На специальной подставке 1 установлен кронштейн 2 приспособления, который по мере надобности передвигается по направляющим подставки на требуемое расстояние от верхнего 5 и нижнего 6 ножей в ту и другую сторону.

Вращающиеся прижимы 3 и 4, смонтированные на подшипниках в кронштейне, регулируются по высоте. Нижний прижим 4 устанавливается и закрепляется в одной плоскости с режущей кромкой нижнего ножа ножниц. Верхним прижимом 3 зажимается разрезаемый лист. На разрезаемом листе при необходимости размечается предварительно центр для фиксации листа при его установке. Максимальный диаметр круглой заготовки, вырезаемой с помощью приспособления, определяется вылетом кронштейна.

Рис. 56. Роликовые ножницы НБ-453

На ножницах НБ-453 вырезают круглые днища диаметром до 2500 мм.

Технические характеристики роликовых ножниц приведены в табл. 4.

Таблица 4. Технические характеристики роликовых (двухдисковых ножниц)

Показатели	Модели ножниц
Показатели	Н-450	Н-451АС	Н-453
Максимальная толщина разрезаемого листового металла, мм, имеющего предел прочности	2(45кг/мм 2 )	3(70/сг/мм 2 )	10(50кг/мм 2 )
Скорость резания, м/мин	2; 4,2	3; 4,5; 9	2,5; 3,7; 4,9; 7,5
Диаметр ножей, мм	50	50	160
Наименьший радиус вырезаемой заготовки, мм	35	35	—
Вылет ножниц, мм:
по длине	760	1550	1000
по высоте	400	225	—
Вылет приспособления для круглого разрезания, мм	—	—	1800
Диаметр вырезаемого круга с выносным приспособлением, мм:
наибольший	—	—	2500
наименьший	—	—	450

Рис. 57. Роликовые ножницы:
а — установка режущих дисковых ножей; б — разрезание листового металла

Листовой металл разрезают на роликовых ножницах по предварительно размеченным линиям. На этих ножницах могут быть изготовлены заготовки с весьма сложной криволинейной формой. Минимальный радиус кривизны контура заготовки определяется диаметром верхнего и нижнего ножей. Ножи ножниц должны углубляться в разрезаемый лист на определенную величину H (рис. 57,а); при этом между ними должен быть зазор К. Эти величины принимаются равными H=0,2—0,3 m, К=0,2—0,25 m. Лист при разрезании на роликовых ножницах держат двумя руками так, чтобы он находился в горизонтальном положении (см. рис. 57,6).

Резка листового и профильного материала. Оборудование

Детали корпуса из листовой стали можно вырезать на механическом оборудовании или с помощью переносных и стационарных машин тепловой резки. Ручная тепловая резка при изготовлении листовых деталей применяется в настоящее время как вспомогательная операция, например для обрезки перемычек, оставляемых с целью уменьшения деформаций при машинной тепловой резке, для резки отходов, вырезки отверстий и т. п. Резка профильного проката, как правило, выполняется на механическом оборудовании; тепловая резка профиля применяется лишь в исключительных случаях.

Как уже отмечалось, на механическую резку должны направляться листы толщиной до 4 мм для вырезки деталей любой конфигурации.

Механическую резку листовых деталей выполняют на гильотинных ножницах, роликовых ножницах, пресс-ножницах, дисковых и вибрационных ножницах.

На гильотинных ножницах (рис. 11.7) обрезают длинные листы, имеющие прямолинейные кромки. Некоторые модели таких ножниц позволяют обрезать кромки листов на фаски. Длина ножей гильотины достигает 5 м и более. Нижний нож гильотины закреплен неподвижно на станине, а верхний — на ползуне.

При выполнении операции резания лист автоматически прижимают к столу пресс-прижимами. Перемещение прижимов согласовано с движением верхнего ножа и происходит с некоторым опережением последнего. Включается рабочий ход гильотины автоматическими муфтами, при помощи которых после каждого хода ползуны с верхним ножом и прижимами автоматически выключаются и остаются до следующего включения в верхнем исходном положении.

На роликовых ножницах также обрезают длинные листы, имеющие прямолинейные кромки. Существуют модели роликовых ножниц, на которых можно резать листы толщиной до 25 мм и длиной до 12,5 м со скосом и без скоса кромок. Лист к роликовым ножницам подают подъемным краном или на рольгангах. Лист прижимается к нижней плите роликовых ножниц с помощью гидравлических прижимов. После этого производят резку дисковым ножом, который перемещается по станине ножниц вдоль листа.

Роликовые ножницы обеспечивают высокую производительность и точность при резке листового металла.

Рис. 11.7. Гильотинные ножницы.

Рис. 11.8. Пресс-ножницы.

На пресс-ножницах (рис. 11.8) обрезают листовые детали как с прямолинейными, так и с криволинейными кромками (при большом радиусе кривизны), а также мелкие детали. Ножи для резания листов обычно располагаются в поперечном направлении по отношению к длинной стороне станины и имеют длину 250—600 мм.

Процесс резания листов заключается в следующем. Лист устанавливают по линии обреза, пресс-ножницы включают на рабочий ход и производят резание первого участка листа. Во время обратного хода верхнего ножа лист передвигают для резания следующего участка. Второй прямой ход ножа является рабочим. При резании криволинейных кромок обычно вслед за рабочим делают один холостой ход.

Криволинейные кромки деталей толщиной до 4—6 мм можно обрезать на дисковых ножницах, ножи которых представляют два вращающихся диска. Оси дисков располагают параллельно или под углом, что позволяет производить резку кромки на фаску с требуемым углом скоса.

Для резки деталей толщиной менее 3 мм применяют стационарные или ручные вибрационные ножницы. Резка на этих ножницах производится двумя короткими ножами длиной 30— 50 мм, из которых нижний — неподвижен, а верхний соединен шатуном с эксцентриком или кривошипным валом и имеет возвратно-поступательное движение со скоростью 1200—2200 ходов в минуту.

Механическая резка деталей выполняется с относительно большой точностью. Отклонения размеров деталей, не подлежащих последующей строжке или фрезерованию, зависят от номинальных размеров и составляют 1,5—2,5 мм для деталей с прямыми кромками и 2,0—3,0 мм для деталей с криволинейными кромками.

Значительная часть металла, идущего на изготовление корпусных деталей, подвергается машинной тепловой резке. Основными ее преимуществами по сравнению с механической резкой являются возможность резки листов практически любой толщины, вырезки деталей с прямолинейными и криволинейными кромками любой кривизны, возможность одновременной резки и разделки кромок под сварку и т. п.

Все машины для тепловой резки могут быть разделены на переносные и стационарные.

К первой группе относятся легкие машины небольшого размера, в которых механизировано только поступательное перемещение резака, а направление движения устанавливается по разметке вручную. В процессе резки такие переносные машины могут перемещаться по рельсовым путям или непосредственно по разрезаемому листу.

Существует несколько типов переносных машин. Из них наиболее распространены переносные газорезательные машины 2РА-М, позволяющие производить как прямолинейные, так и криволинейные резы. Машины этого типа могут одновременно работать двумя или тремя резаками и одновременно с резкой производить разделку кромок под сварку.

К недостаткам машин 2РА-М можно отнести большую массу направляющих, малую скорость перемещения тележки (0,15— 1,5 м/мин) и др. С целью устранения этих недостатков создана переносная машина ПК.-2. Она приспособлена для вырезки деталей с разделкой кромок под сварку одновременно двумя резаками. Для этой цели резаки снабжены роликовыми опорными устройствами. Скорость перемещения машины достигает 5 м/мин. Для плазменной резки легких сплавов, сталей разных марок и т. п. создана переносная машина УПЛ-1.

В стационарных машинах, в отличие от переносных, механизировано не только поступательное перемещение резака, но и изменение направления движения. При этом резка производится без разметки контуров деталей на листах.

В настоящее время существует множество разнообразных стационарных машин для тепловой резки. Они классифицируются по конструктивной схеме, способу резки, системе контурного управления, количеству одновременно обрабатываемых листов, количеству резаков, устанавливаемых на машине, и по способу перемещения резаков.

По конструктивной схеме машины разделяются на портальные, портально-консольные, консольные и шарнирные. В корпусообрабатывающих цехах наиболее распространенными являются портальные машины, так как они обеспечивают более высокую точность вырезаемых деталей, позволяют выполнять резку на высоких скоростях, обрабатывать одновременно один, два листа и более.

По способу резки машины делятся на кислородные и плазменные. Плазменные машины служат для фигурной резки. При применении их в сочетании с математическими методами подготовки исходных данных для программирования достигается наиболее высокая точность вырезаемых деталей и максимальная производительность.

По системе контурного управления машины разделяются на машины с цифровой системой программного управления, фотокопировальной (фотоэлектрической) системой управления, магнитным копированием, линейным управлением — программным или механическим. Из указанных наиболее перспективными являются машины с цифровым программным управлением как обеспечивающие наивысшую точность и эффективность тепловой резки. Для предприятий, которые не могут быть обеспечены такими машинами, рекомендуются машины с фотокопировальными системами управления. Машины с магнитным копированием являются неперспективными и в будущем не будут разрабатываться для судостроения. Для обрезки кромок листов (лист-деталь) и вырезки прямоугольных полос перспективными являются линейные машины.

По количеству одновременно обрабатываемых листов машины разделяются на одноместные и многоместные, т. е. одновременно обрабатывающие два-четыре листа. С точки зрения снижения стоимости вырезаемых деталей наиболее эффективными являются многоместные машины.

На одноместных машинах для плазменной резки устанавливают обычно по одному резаку, а для кислородной — по три резака в одном блоке. Для многоместных машин количество резаков увеличивается в соответствии с количеством одновременно обрабатываемых листов.

К наиболее распространенным машинам с цифровым программным управлением относятся машины «Кристалл», которые выпускаются в двух вариантах — для кислородной и плазменной резки (рис. 11.9). Машина представляет собой портал, на котором размещены интерполятор, пульт управления, система управления движением, поперечная каретка, несущая суппорт с установленным на нем резаком. Портал перемещается по рельсам, вдоль которых расположены рейки продольного хода. К порталу сбоку примыкает транспортер, по которому проходят шланги газоводопитания, силовой кабель для питания режущей дуги и кабели управления. В комплект машины входят устанавливаемые отдельно блок питания, источник питания режущей дуги, шкаф управления режущей дугой.

Рис. 11.9. Общий вид машины «Кристалл».

Машина работает по программе, записанной на бумажной ленте посредством перфорации. Программой задаются перемещения резака в продольном и поперечном направлениях, его поворот, включение и выключение устройств, управляющих ходом технологического процесса.

В машинах с фотокопировальной системой управления используется эффект изменения количества отраженной световой энергии при изменении свойств отражающей поверхности: белое поле чертежа отражает свет луча лучше, чем черная линия контура детали. Известно несколько схем слежения. Простейшая из них — амплитудная.

Детали на машинах рассматриваемого типа вырезаются по копир-чертежам. Копир-чертеж укрепляют на столе командоаппарата машины. Фотокопировальная головка командоаппарата «следит» за контурными линиями копир-чертежа. «Слежение» заключается в том, что луч света, падающий из вращающейся вокруг вертикальной оси фотоголовки, должен находиться на определенном расстоянии от линии чертежа. В случае смещения луча относительно линии фотоголовка через оптическую и электрическую системы подает команду для перемещения стола, пока луч света не займет необходимое положение относительно линии чертежа. Стол с копир-чертежом автоматически перемещается под фотокопировальной головкой при помощи двух подач—продольной и поперечной. Движение стола с копир-чертежом синхронизировано (в отношении 1:10) с движением исполнительного механизма машины, несущего резак. Таким образом, детали, изображенные на копир-чертеже в масштабе 1: 1,0, вырезаются исполнительным механизмом в натуральную величину. В последние годы разработаны более совершенные системы «слежения».

В настоящее время наиболее распространены машины с фотокопировальной системой типа «Зенит».

Читайте также: