Гільйотинні ножиці: що це, види та сфери використання

Що таке гільйотинні ножиці

Гільйотинні ножиці – це промислове обладнання призначене для різання листового металу, пластику, картону та інших матеріалів за принципом прямого різання зверху вниз.

Вони являють собою станину з укріпленими на ній у вертикальній площині двома ножами, одному з яких (зазвичай верхньому) надають зворотно-поступального руху від двигуна. Необхідний для різання запас енергії акумулюється в масивному маховику або гідроакумуляторах.

Гільйотинні ножиці з ЧПК Yawei. Зона різки відокремлена захистом жовтого кольору

Принцип роботи

Процес різання на ножицях ґрунтується на створенні ножами зусиль, що перевищують межу міцності матеріалу. На початку процесу відбувається зминання матеріалу. Відділення однієї частини від іншої починається під час занурення одного з ножів у матеріал на 0,2–0,5 товщини заготовки.

Нерухомий (1) і рухомий (2) ножі гільйотини розташовуються під кутом 1,5-3°

Основні етапи роботи гільйотинних ножиць.

1. Подача матеріалу. Лист металу або інший матеріал подається на робочий стіл ножиць. Саме в цей час вступає в роботу ЧПК (за наявності), котре налаштовує майбутню довжину деталі.
2. Фіксація. Перед різанням матеріал фіксується за допомогою притискних пристроїв (зазвичай пневматичних або гідравлічних), щоб запобігти його зсуву під час різання. Це є критично важливим етапом, оскільки будь-який зсув матеріалу під час різання призведе до неточного розкрою.
3. Різання. Верхнє лезо, що має прямолінійну ріжучу кромку, опускається і проходить повз нерухоме нижнє лезо. Завдяки гостроті лез та значному зусиллю, відбувається чистий зріз матеріалу. У переважній більшості сучасних гільйотинних ножиць верхнє лезо не опускається строго вертикально. Воно має невеликий кут нахилу щодо нижнього леза. Різання відбувається не одночасно по всій довжині леза, а поступово, починаючи з одного краю. Це схоже на роботу звичайних ножиць.
4. Вихід матеріалу. Верхнє лезо повертається у вихідне верхнє положення, а притискна балка піднімається. Відрізана заготовка падає в приймач або подається далі для наступної операції.

Види гільйотинних ножиць та їх особливості

Гільйотинні ножиці класифікуються насамперед за типом приводу, що впливає на їхню потужність, продуктивність, точність і, відповідно, сфери застосування. Механічні гільйотинні ножиці можуть різати листи завтовшки 0,1-6 мм, а гідравлічні - до 30 мм.

1. Ручні гільйотинні ножиці. Оператор використовує важіль для переміщення верхнього леза через міцний і відносно простий механізм. Завдяки компактним розмірам і відсутності потреби в електриці або гідравліці, вони легко переміщуються та можуть використовуватися на виїзних об'єктах. Але їх обмежує низька продуктивність та обмежена товщина різу. Призначені для різання тонколистового металу (до 1,5-2 мм), пластику, картону та інших легких матеріалів.
2. Електромеханічні гільйотинні ножиці. В них електродвигун через редуктор та ексцентрики передає рух на верхнє лезо. Енергія накопичується в маховиках. Вони значно швидші за ручні і підходять для серійного виробництва. Здатні різати метал середньої товщини (зазвичай до 4-6 мм, іноді до 8-10 мм). Деякі моделі можуть оснащуватися задніми упорами з електроприводом для підвищення точності та зручності.
3. Гідравлічні гільйотинні ножиці. Гідравлічна система забезпечує значну силу різання. Вони здатні різати товсті металеві листи до 25-30 мм і більше. Завдяки плавному та контрольованому руху леза, а також можливості регулювання кута різання та зазору між ножами, забезпечується виняткова якість кромок готових деталей.
4. Пневматичні гільйотинні ножиці. Використовують стиснене повітря для переміщення леза. Вони подібні до гідравлічних за принципом дії. Можуть бути достатньо швидкими, особливо для різання тонких матеріалів. Застосовуються у виробництві виробів з тонколистового металу, у деяких видах легкого машинобудування, де важлива чистота та швидкість без екстремальних навантажень.

Гільйотинні ножиці також розділяються на системи з ручним керуванням і з ЧПК. При ручному керуванні оператор сам налаштовує задні упори. Це значно зменшує продуктивність у разі великої номенклатури заготовок.

Гільйотинні ножиці з ЧПК дозволяють автоматично налаштовувати задній упор, кут різання, зазор між лезами залежно від товщини та типу металу, що підвищує продуктивність та мінімізує помилки. Також система слідкує за кількістю розрізаних деталей, часом роботи ножиць, фіксує помилки, що дозволяє краще контролювати виробничий процес та аналізувати його ефективність. 

Пристрій та технічні характеристики гідравлічної гільйотини

Гільйотинні ножиці гідравлічного типу мають масивну конструкцію. Завдяки задній лінійці є можливість високої точності різу. Обладнання цього типу має спеціальні циліндри-затиски, які дозволяють фіксувати матеріал по всій довжині різу. При цьому зазор між лезами можна регулювати механічним способом в тому числі і за допомогою ЧПУ. Це дає можливість збільшити швидкість функціонування гільйотини та зберігати в пам'яті параметри різання великого різноманіття марок і товщин металу.

Ножі зазвичай виготовляють цілими з високоякісних інструментальних сталей. Іноді застосовують складені ножі.

Вибір типу ножиць залежить від товщини заготовки. Наприклад, потужність головного привода в 8 кВт достатньо для розрізу 6мм сталі завширшки 2 метра. Цей геометричний параметр визначає зазор між ножами. Наприклад, при товщині заготовки до 10мм зазор повинен бути 0,07мм, а при товщині 24мм – понад 0,1мм.

Де можуть використовуватися ножиці гільйотинного типу

Ножиці можуть використовуватись не тільки у металообробній промисловості. Вони також чудово працюють в будівництві (виробництва покрівельних матеріалів, елементів вентиляції та кондиціювання, металевих дверей та воріт); виробництво упаковки; в рекламній індустрії (виготовлення рекламних конструкцій та елементів зовнішньої реклами); переробці металобрухту; виробництві меблів; виготовлення нестандартних виробів.

Перевірка ширини листа металу перед відрізом

Механічне різання металів проводять у холодному стані. Під час різання неметалевих матеріалів органічного походження (текстоліт, гетинакс, органічне скло, вініпласт тощо) необхідно проводити попереднє підігрівання. Фібру і картон перед різанням рекомендують зволожувати.

Напруження, що виникають під час механічного різання, призводять до появи в зоні розрізу різних дефектів: тріщин, задирок, вм’ятин. У металах змінюється кристалічна структура. Наявність зазору між ножами призводить до вигину заготовки, що, також спричиняє пошкодження металу на краях. Утворюються розвинені тріщини наклепаного шару. Тому після різання передбачається зняття дефектного шару на металорізальних верстатах. Припуск на механічне оброблення становить 25% від товщини металу, але не менше ніж 3 мм. Для зварних конструкцій механічне оброблення після різання необов’язкове.

Загалом, будь-яка галузь, де виникає потреба у точному та ефективному розкрою листових матеріалів, може використовувати гільйотинні ножиці.

Переваги гільйотинних ножиць

Гільйотинні ножиці є незамінним інструментом у промисловості та майстернях завдяки ряду ключових переваг:

1. Висока точність різу. Забезпечують рівний та чистий край без задирок, що важливо для подальшого монтажу або зварювання.
2. Ефективність та продуктивність. Автоматизовані моделі ріжуть листовий метал за секунди. На відміну від болгарки чи ножиць по металу не потрібно робити кілька проходів.
3. Економія матеріалів завдяки точному позиціонуванню, особливо при використанні ЧПК.
4. Мінімальна деформація матеріалу. На відміну від термічних методів (плазма, лазер), не перегріває метал, зберігаючи його структуру.
5. Універсальність. Працюють з різними матеріалами: метали, пластики (оргскло, полікарбонат), гума, картон, фанера.
6. Довговічність та простота обслуговування.

Полоси металу, що відрізані від листа металу гільйотинними ножицями

Ці переваги роблять гільйотинні ножиці незамінним інструментом у багатьох галузях промисловості, де потрібен швидкий, точний і економічний розкрій листових матеріалів.

Особливості та правила роботи на устаткуванні

Механічні гільйотинні ножиці є досить надійними. В той же час, як і з будь-яким іншим металообробним обладнанням, при їх експлуатації необхідно суворо дотримуватися правил техніки безпеки.

До роботи на механічних і ручних ножицях допускаються особи не молодше 18-річного віку. При роботі на гільйотинних ножицях необхідно працювати з спеціально встановленим столиком, користуватися рукавицями при подачі листа під леза; захоплювати лист руками за кінець, протилежний тому, що розрізається, обов’язково працювати з запобіжним екраном перед лезами. Також не можна допускати роботи з затупленим ножом.

Висновки

Гільйотинні ножиці є незамінним інструментом у сучасній металообробці та інших галузях промисловості завдяки своїй високій точності, продуктивності та економічності. Вони забезпечують чистий різ без деформацій, мінімізують відходи матеріалів і підходять для роботи з різними типами листових матеріалів – від тонкого картону до товстої сталі.

Розвиток технологій, зокрема впровадження числового програмного керування і нових інструментальних сталей, вивело гільйотинні ножиці на новий рівень автоматизації, оптимізації розкрою та досягнення високої точності та повторюваності. Таким чином, гільйотинні ножиці залишаються незамінним обладнанням, що є основою для ефективного та якісного виробництва в багатьох галузях.