Гильотинные ножницы: что это, виды и сферы использования

Что такое гильотинные ножницы

Гильотинные ножницы – это промышленное оборудование, предназначенное для резки листового металла, пластика, картона и других материалов по принципу прямой резки сверху вниз.

Они представляют собой станину с закреплёнными на ней в вертикальной плоскости двумя ножами. Одному из которых (обычно верхнему) придают возвратно-поступательное движение от двигателя. Необходимый для резки запас энергии предварительно аккумулируется в массивном маховике или гидроаккумуляторах перед каждым ходом ножа.

Гильотинные ножницы с ЧПУ Yawei . Зона резки огорожена защитой жёлтого цвета.

Принцип работы

Процесс резки на ножницах основывается на создании ножами усилий, превышающих предел прочности материала. В начале процесса происходит смятие материала. При погружении одного из ножей в материал на 0,2–0,5 толщины заготовки начинается разделение.

Неподвижный (1) и подвижный (2) ножи гильотины располагаются под углом 1,5-3°

Этап работы гильотинных ножниц.

1. Подача материала. Лист металла или другой материал подаются на рабочий стол ножниц. Именно в это время вступает в работу ЧПУ (при наличии), настраивающее будущую длину детали.
2. Фиксация. Перед резкой материал фиксируется с помощью прижимных устройств (обычно пневматических или гидравлических), чтобы предотвратить его смещение во время резки. Это является критически важным этапом, поскольку любое смещение материала при резке приведёт к неточному раскрою.
3. Резка. Верхнее лезвие, имеющее прямолинейную режущую кромку, опускается и проходит мимо неподвижного нижнего лезвия. Благодаря остроте лезвий и значительному усилию происходит чистый срез материала. В подавляющем большинстве современных гильотинных ножниц верхнее лезвие не опускается строго вертикально. Оно имеет небольшой угол наклона относительно нижнего лезвия. Резка происходит не одновременно по всей длине лезвия, а постепенно, начиная с одного края. Это похоже на работу обычных ножниц.
4. Выход материала. Верхнее лезвие возвращается в исходное верхнее положение, а прижимная балка поднимается. Отрезанная заготовка падает в приёмник или подаётся дальше для следующей операции.

Виды гильотинных ножниц и их особенности

Гильотинные ножницы классифицируются, прежде всего, по типу привода. Тип влияет на их мощность, производительность, точность и, соответственно, сферы применения. Механические гильотинные ножницы могут резать листы толщиной 0,1-6 мм, а гидравлические – до 30 мм.

1. Ручные гильотинные ножницы. Оператор использует рычаг для перемещения верхнего лезвия через крепкий и относительно простой механизм. Благодаря компактным размерам и отсутствию потребности в электричестве или гидравлике они легко перемещаются и могут использоваться на выездных объектах. Естественно, что их ограничивает низкая производительность и малая толщина реза. Они предназначены для резки тонколистового металла (до 1,5-2 мм), пластика, картона и других мягких материалов.
2. Электромеханические гильотинные ножницы. В них электродвигатель через редуктор и эксцентрики передаёт движение на верхнее лезвие. Энергия накапливается в маховике. Такая конструкция значительно быстрее ручных и подходят для серийного производства. Они способны резать металл средней толщины (обычно до 4-6 мм, иногда до 8-10 мм). Некоторые модели могут оснащаться задними упорами с электроприводом для повышения точности и удобства.
3. Гидравлические гильотинные ножницы. Гидравлическая система обеспечивает значительную силу резки. Они способны резать толстые металлические листы до 25-30 мм и больше. Благодаря плавному и контролируемому движению лезвия, а также возможности регулировки угла резки и зазора между ножами обеспечивается исключительное качество кромок готовых деталей.
4. Пневматические гильотинные ножницы. Используют сжатый воздух для перемещения лезвия. Они подобные гидравлическим по принципу действия. Могут быть достаточно быстрыми, особенно для резки тонких материалов. Используются в производстве изделий из тонколистового металла, в некоторых видах лёгкого машиностроения, где важна чистота и скорость без экстремальных нагрузок.

Гильотинные ножницы также разделяются на системы с ручным управлением и с ЧПУ. При ручном управлении оператор сам настраивает задние упоры. Это значительно уменьшает производительность при большой номенклатуре заготовок.

Гильотинные ножницы с ЧПУ позволяют автоматически настраивать задний упор, угол резки, зазор между лезвиями в зависимости от толщины и типа металла, что повышает производительность и минимизирует ошибки. Также система отслеживает количество разрезанных деталей, время работы ножниц, фиксирует ошибки, что позволяет контролировать производственный процесс и анализировать его эффективность.

Устройство и технические характеристики гидравлической гильотины

Гильотинные ножницы гидравлического типа имеют массивную конструкцию. Благодаря задней линейке возможна высокая точность реза. Оборудование этого типа имеет специальные цилиндры-зажимы, позволяющие фиксировать материал по всей длине реза. При этом зазор между лезвиями можно регулировать механическим способом, в том числе и с помощью ЧПУ. Это позволяет увеличить скорость функционирования гильотины и сохранять в памяти параметры резки большого разнообразия марок и толщин металла.

Ножи обычно изготовляют целиком из высококачественных инструментальных сталей. Иногда применяют составные ножи.

Выбор типа ножниц зависит от толщины заготовки. К примеру, мощность главного привода в 8 кВт достаточно для разреза 6мм стали шириной 2 метра. Этот геометрический параметр определяет зазор между ножами. Например, при толщине заготовки до 10 мм зазор должен быть 0,07 мм, а при толщине 24 мм – более 0,1 мм.

Где могут использоваться ножницы гильотинного типа

Ножницы могут использоваться не только в металлообрабатывающей промышленности. Они также отлично работают в строительстве (производстве кровельных материалов, элементов вентиляции и кондиционирования, металлических дверей и ворот); производство упаковки; в рекламной индустрии (изготовление рекламных конструкций и элементов наружной рекламы); переработке металлолома; производстве мебели; изготовление нестандартных изделий.

Проверка ширины листа металла перед отрезом

Механическую резку металлов проводят в холодном состоянии. При резке неметаллических материалов органического происхождения (текстолит, гетинакс, органическое стекло, винипласт и т.п.) необходимо производить предварительный подогрев. Фибру и картон перед резкой рекомендуют увлажнять.

Напряжение, возникающее во время механической резки, приводит к появлению в зоне разреза различных дефектов: трещин , заусенцев, вмятин. В сплавах изменяется кристаллическая структура. Наличие зазора между ножами приводит к изгибу заготовки, что также приводит к повреждению металла на краях. Образуются трещины наклепанного слоя. Поэтому после резки предполагается снятие дефектного слоя на металлорежущих станках. Припуск на механическую обработку составляет 25% от толщины металла, но не менее 3 мм. Для сварных конструкций механическая обработка после резки необязательна.

В общем, любая отрасль, где возникает потребность в точном и эффективном раскрое листовых материалов, может использовать гильотинные ножницы.

Преимущества гильотинных ножниц

Гильотинные ножницы являются незаменимым инструментом в промышленности и мастерских благодаря ряду ключевых преимуществ:

1. Высокая точность реза. Обеспечивают ровный и чистый край без заусенцев, что важно для дальнейшего монтажа или сварки.
2. Эффективность и производительность. Автоматизированные модели режут листовой металл за секунды. В отличие от болгарки или ножниц по металлу не нужно делать несколько проходов.
3. Экономия материалов благодаря точному позиционированию, особенно при использовании ЧПУ.
4. Минимальная деформация материала. В отличие от термических методов (плазма, лазер) не перегревает металл, сохраняя его структуру.
5. Универсальность. Работают с разными материалами: металлы, пластики (оргстекло, поликарбонат), резина, картон, фанера.
6. Долговечность и простота обслуживания.

Отрезанные гильотинными ножницами полосы металла

Эти преимущества делают гильотинные ножницы незаменимым инструментом во многих отраслях промышленности, где требуется быстрый, точный и экономичный раскрой листовых материалов.

Особенности и правила работы на оборудовании

Механические гильотинные ножницы достаточно надёжные. В то же время, как и с любым другим металлообрабатывающим оборудованием, при их эксплуатации необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

К работе на механических и ручных ножницах допускаются лица не моложе 18-летнего возраста. При работе на гильотинных ножницах необходимо работать со специально установленным столиком, пользоваться перчатками при подаче листа под лезвия; захватывать лист руками за конец, противоположный разрезающемуся, обязательно работать с предохранительным экраном перед лезвиями. Также нельзя допускать работы с затупленным ножом.

Выводы

Гильотинные ножницы являются незаменимым инструментом в современной металлообработке и других отраслях промышленности, благодаря своей высокой точности, производительности и экономичности. Они обеспечивают чистый рез без деформаций, минимизируют отходы материалов и подходят для работы с разными типами листовых материалов – от тонкого картона до толстой стали.

Развитие технологий, в частности, внедрение числового программного управления и новых инструментальных сталей, вывело гильотинные ножницы на новый уровень автоматизации, оптимизации раскроя и достижения высокой точности и повторяемости. Таким образом, гильотинные ножницы остаются незаменимым оборудованием, что является основой для эффективного и качественного производства во многих отраслях.