Вибрационные ножницы по металлу
Прежде чем изготовить отдельные детали определенных размеров, листовой и профильный материалы подвергаются резке.
В котельном производстве применяются три метода резки: механический, автогенный и электрический. Эти методы резки имеют принципиальное различие по влиянию, оказываемому на свойства металла, по своему осуществлению и по экономичности.
При механическом методе разделение металла происходит благодаря действию внешней силы. При автогенном методе — благодаря сгоранию металла в струе кислорода. При электрической резке металл расплавляется в пламени электрической дуги. Как тот, так и другой метод может быть ручным и механизированным. Кроме сказанного выше, механический метод может быть разделен на два вида:
— резка, осуществляемая чистым резанием (снятие стружки резцом).
В зависимости от профиля разрезаемого материала при резке применяются специальные инструменты, приспособления и станки.
Рис. 1. Ножницы:
а – ручные; б – стуловые.
Резка тонколистового металла ножницами. Резка скалыванием.
Резка скалыванием осуществляется на ручных и стуловых ножницах (рис. 1, а и б), на рычажных (рис. 2), вибрационных, гильотинных, дисковых (рис. 3) ножницах, пресс-ножницах, на специальных отрезных штампах.
Рис. 2. Рычажные ножницы.
Посмотрев на обрезанную часть листа, мы видим три полосы: две из них, которые по краям, будут узкими и блестящими, это следы врезания ножей (а и в), а поверхность посередине будет матовая (б) от скалывания (рис. 4). По линии реза можно наблюдать маленькие трещины и заусенцы. Кроме того, полоса металла толщиной от 2 — 3 мм, от сдавливания ножами по всей линии реза, будет иметь наклеп.
В зависимости от изготавливаемой конструкции, наклеп и трещины необходимо сострогать.
Рис. 3. Дисковые ножницы.
Резка скалыванием происходит следующим образом: разрезаемый материал 2 помещается между двумя ножами 1 и 3 (рис. 5), из которых нижний 3 обыкновенно бывает неподвижным, а верхний 1 — подвижным. Верхний нож 1, опускаясь, давит на металл, прижимая его к нижнему ножу. Оба ножа несколько вдавливаются в металл С врезанием ножей в металл поперечное сечение его уменьшается, появляются вначале мелкие, а затем крупные трещины, и он скалывается.
Рис. 4. Схема действия ножей на металл.
Под действием ножей на разрезаемый металл часть его, лежащая на столе, приподнимается и поворачивается вокруг грани нижнего ножа. Для предотвращения этого металл прижимается к столу специальным прижимом. Однако при резке металла между ножом и прижимом стремится изогнуться перпендикулярно плоскости резания. Исходя из этого, расстояние между прижимом и режущей кромкой ножа выбирают такое, чтобы изгиб листа был наименьшим.
Рис. 5. Схема работы ножей:
α – угол раствора ножей; ẞ – угол заострения ножей; ɣ – угол скоса; δ – угол режущей кромки.
Угол скалывания.
Для резки длинного листа металла за один ход ножа необходимо немалое усилие, которое будет тратиться на врезку ножей в металл и на его скалывание. Чтобы снизить потребляемую мощность на все эти операции, ножи устанавливают под углом друг к другу (рис. 5). Чем больше будет угол α, тем меньше будет усилие нужное для резки. Так, например, если резать одинаковой толщины листы с наклоном ножей (угол наклона 5°) и без, то разница усилий будет значительной:
— усилие с наклоном 8,3 т;
— усилие без наклона (с параллельными ножами) 120 т.
Однако нужно заметить, что из-за большого угла наклона ножей создается усилие, которое выталкивает лист из-под ножей. Из-за чего угол наклона устанавливают в пределах от 6 до 8°.
Для того, чтобы облегчить врезку ножей в металл угол реза δ устанавливают меньше 90°, в пределах от 70 до 85°. Для меньшего трения ножей о разрезаемый металл, скашиваются их передние грани на угол от 2 до 3°. Зазор между ножами зависит от толщины разрезаемого металла и допускается не более 0,5 мм.
Ручные рычажные ножницы. Ручные стуловые ножницы.
Резка листового металла вручную осуществляется на ручных, стуловых и рычажных ножницах. Толщина разрезаемого металла обыкновенно бывает небольшой (2—3 мм), но на рычажных ножницах можно резать до 6—10 мм. Длина режущего ножа достигает 350 мм. Ручные ножницы мало производительны, требуют большой затраты мускульной силы рабочего.
Для резки более толстой листовой стали используют гильотинные ножницы и пресс-ножницы. Их ножи приводятся в действие от электродвигателей.
Пресс ножницы для резки металла.
На пресс-ножницах режутся мелкие детали, а также на них можно распускать листы неограниченной длины толщиной до 32 мм. Ножи длиной до 600 мм располагаются вдоль или поперек оси станины. Недостатками у пресс-ножниц являются низкая чистота реза и малая производительность вследствие многократного передвижения листа во время резки больших деталей. Однако ножницы очень удобны при резке мелких деталей.
Резка гильотинными ножницами.
Высокую чистоту и большую производительность дают гильотинные ножницы. Они состоят из двух, соединенных между собой станин, прикрепленных к рабочему столу. К внутренней кромке стола крепится неподвижный нож, состоящий из отдельных полос, длиной 600—1000 мм.
В пазах станин ходит ползун с присоединенными к нему полосами верхнего ножа. Движение ползуну передается от электродвигателя через коленчатый вал. Для увеличения напора верхнего ножа в рабочем ходе ножницы снабжены тяжелым маховиком, который во время резки расходует большую силу, накопленную при холостом ходе. Разрезаемый лист укладывается на стол ножниц и прижимается к нему прижимами.
Гильотинными ножницами возможна рубка листа толщиной до 40 мм и шириной до 3000 мм. На них можно легко распустить лист на полосы шириной несколько меньшей вылета зева, который у отдельных конструкций ножниц доходит до 600 мм.
Резка металла вибрационными ножницами.
Вибрационные ножницы представляют собой станок с короткими ножами. Число ходов у них достигает 2500 в мин., ход 2—3 мм. Ножницы предназначены для резки деталей криволинейной конфигурации с малыми радиусами (до 15 мм). Конструкция ножниц позволяет производить резку непрерывно.
Дисковые или роликовые ножницы имеют ножи круглой формы, что также позволяет производить резку непрерывно. Ножи вращаются от электродвигателя в противоположных направлениях. Ножницы применяют для резки полос из листа, а также производят резку по криволинейному контуру. Ножницы способны производить рез листа толщиной не более 25 мм. Интересно применение дисковых ножей в комбинации с правильными вальцами. Для этого двухпарные дисковые ножницы соединены с правильными вальцами. Вся установка работает от одного привода. Обе операции — правка и резка продольных кромок листов — проводятся на одном станке одновременно за один проход.
Обрезные штампы применяются для резки узких полос и профильного материала на штучные заготовки.
Резка профильного материала не отличается от резки листового. Ножницы также имеют ножи, один из которых неподвижный, а другой подвижный. Особенностью ножей является их форма (рис. 6), отвечающая профилю разрезаемого материала. Ножницы делят на:
Также, часто встречаются ножницы комбинированного типа для резки профильного и листового материала.
Рис. 6. Формы ножей для резки фасонного металла:
1 – верхний нож; 2 – профильный (разрезаемый) металл; 3 – упоры; 4 – нажимные винты.
В сварных конструкциях для плотного прилегания деталей при сборе и сварке очень часто возникает необходимость делать в профильном материале всякого рода зарубы, закругления, выемки (рис. 7). Для этой цели применяются так называемые зарубочные машины. На этих машинах, кроме указанных работ, можно осуществлять резку профильного материала.
Рис. 7. Формы зарубок на полках уголка.
В частных случаях допускается резка на ножницах по разметке, для этого лист устанавливается до совпадения линии разметки с внутренней плоскостью ножа.
При серийном производстве детали с контуром, ограниченным прямыми линиями, выгоднее резать по упорам. Эти упоры располагаются за подвижным ножом и называются задними. Чаще всего они бывают универсальными, позволяющими настраивать их по заданным размерам деталей. Кроме задних упоров, применяются упоры передние и боковые, устанавливаемые в зависимости от конфигурации детали на столе ножниц.
Дисковые и вибрационные ножницы служат для вырезания детали или заготовки по шаблону. Благодаря упорам и шаблонам при резке плоского или профильного металлопроката можно отказаться от их предварительной разметки.
Для облегчения работы подача листового и профильного материалов к ножницам осуществляется с помощью всякого рода приспособлений: столов из роликовых тележек, рольгангов, столов «гусиные шейки», металлических шаров. Кроме того, некоторые модели ножниц монтируются на поворотном столе, что позволяет значительно сократить операции, связанные с кантовкой громоздких деталей.
Резка скалыванием нашла широкое применение при изготовлении котельных конструкций.
Резка листового металла ручными вибрационными ножницами
Более производительно разрезать листовой металл переносными ручными вибрационными ножницами, работающими от электрической энергии или сжатого воздуха. Эти ножницы изготовляют разных размеров и различной мощности.
Электровиброножницы Н-31 (рис. 49, а) предназначены для резки листовой углеродистой стали средней твердости толщиной до 2,7 мм. Эти ножницы состоят из корпуса, электродвигателя, редуктора, кривошипно-шатунного механизма, ножевого рычага с подвижным ножом, улитки с неподвижным ножом, кабеля электросети и заземления.
Рис. 49. Электровиброножницы Н-31: а — общий вид, б — режущая часть
Остов ножниц состоит из корпуса 8, картера 5 ножевой головки и рукоятки 10, отлитых из алюминиевого сплава. В корпусе вмонтирован электродвигатель, который через редуктор приводит в движение кривошипно-шатунный механизм, приводящий в возвратно-качательное движение ножевой рычаг 4 с верхним режущим ножом 3. Улитка 1 с нижним режущим ножом 2 жестко соединена с картером 5 ножевой головки. Крепление улитки выполнено таким образом, что позволяет регулировать величину захода режущих ножей, изменяющуюся по мере заточки верхнего и нижнего ножей. Заход режущих ножей в этом случае регулируется прокладками 12 (рис. 49,6). Нормальная величина захода составляет 3—5 мм.
При помощи регулировочного болта улитка может перемещаться в поперечном направлении для изменения величины зазора между верхним и нижним ножами в зависимости от толщины разрезаемого листового металла (табл. 1).
| Толщина разрезаемого листового материала, мм | 0,4 | 0,5—0,8 | 1,0—1,3 | 1,6—2,0 | 2,0—2,7 |
| Величина зазора, мм | 0,025—0,079 | 0,076—0,127 | 0,203—0,254 | 0,300—0,350 | 0,350—0,400 |
Курковый выключатель 9 и трехжильный кабель 11 электросети и заземления вмонтированы в рукоятку ножниц. Для работы ножницы подвешивают над верстаком при помощи троса 6; одним концом трос крепится за рукоятку — крюк 7, а другой конец перебрасывают через блок. К блоку подвязывают противовес несколько больше веса ножниц, примерно 10 кг.
Электровиброножницы во время работы держат правой рукой, а левой отгибают отрезаемую заготовку. На руки должны быть надеты резиновые перчатки.
Во избежание поражения электрическим током работать ножницами без резиновых перчаток и заземления ножниц не разрешается. Заземляют корпус ножниц путем подключения его к специальному заземлителю, используя для этого третью жилу в соединительном шнуре.
Техническая характеристика электровиброножниц Н-31
Максимальная толщина разрезаемых листов, мм:
из стали с пределом прочности до 45 кг/мм 2 . 2,7
из цветных металлов (алюминий и др.). 4,0
Наименьший радиус резки по кривой, мм. 30
Число двойных ходов в минуту ножа 1650
Для резки листового металла рекомендуется применять ножницы, работающие от тока повышенной частоты. Высокочастотные электроножницы имеют ряд преимуществ перед электроножницами, работающими от электрической сети нормальной частоты: они меньше по габаритным размерам, имеют меньшую массу и большую производительность, более безопасны и надежны в эксплуатации. Высокочастотные электроножницы питаются трехфазным током напряжением 36 в, с частотой тока 200 гц. Эти частота и напряжение создаются специальным преобразователем, рассчитанным на обслуживание нескольких электроножниц одновременно.
Для резки листового металла наряду с электроножницами широко применяют также пневмоножницы различных конструкций, размеров и мощностей.
Рис. 50. Криволинейное разрезание пневматическими ножницами «кусачками»
Ножницы «кусачки» пневматические (рис. 50) применяют для прямолинейного и криволинейного разрезания листового металла. Ножницы приводятся в действие пневматическим роторным двигателем, находящимся в левой части корпуса. В головке ножниц имеется шток. В штоке закрепляется пуансон, который проходит сквозь отверстие матрицы, удерживаемой и а головке накидной гайкой. Пуансон, получая возвратно-поступательное движение от штока, с помощью матрицы просекает листовой металл, тем самым разрезая его на части. При вырезке отверстий с замкнутым контуром предварительно просверливают отверстие диаметром не менее 22 мм.
Вибрационные ножницы по металлу
Высечные вибрационные ножницы
Механизм высечной ВМС106 предназначен для прямой и фасонной резки листового материала по наружным и внутренним контурам.
Высечной механизм состоит из сварной станины, рабочей головки, привода, электрооборудования, центровочного приспособления, нижних неподвижных ножей, верхнего подвижного ножа, столов.
На нижней части станины установлена сменная опора, предназначенная для крепления нижних ножей: плоского — для резки листового материала по наружным контурам и круглого — для резки листового материала по внутренним контурам с помощью центровочного приспособления. На станине расположены два стола, регулируемые по высоте и предназначенные для поддержания больших листовых заготовок во время работы механизма. На хоботе станины размещены рабочая головка, центровочное приспособление, электропривод и электрооборудование. Рабочая головка предназначена для придания верхнему ножу возвратно-поступательного движения. Рабочая головка состоит из литого стального корпуса, в котором расположен кривошипно-шатунный механизм. Кривошипно-шатунный механизм состоит из эксцентрикового вала, шатун, штока, втулки, диска, фиксатора, винта и шайбы. Вал и шатун покоятся в подшипниках. Привод верхнего подвижного ножа осуществляется от электродвигателя через сидящий на его валу шкив, клиноременную передачу и шкив. Шкивы и двухступенчатые, что позволяет установить число двойных ходов верхнего ножа порядка 850 и 1200 в минуту. От шкива вращение эксцентриковому валу и шатуну передается через диск, сидящий на эксцентриковом валу. Шатун с помощью винта и шарнирного устройства связан со штоком, благодаря чему последний может совершать возвратно-поступательное движение. На нижнем конце штока закреплен верхний нож. Ход штока, а следовательно, и верхнего ножа в зависимости от толщины разрезаемого материала регулируется поворотом диска на требуемый эксцентриситет. Установка по высоте верхнего ножа осуществляется поворотом рукоятки, в результате чего через цепную передачу приводится в движение винт, входящий в шатун, благодаря чему шток с ножом может опускаться или подниматься. Нижних ножей два: плоский, который применяется для резки листового материала без центровочного приспособления, и круглый, который применяется для резки листового материала с помощью центровочного приспособления. Верхние ножи применяются с углом реза и 20°.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 1. Механизм BMC106:
а — общий вид
Для резки заготовок различных размеров и конфигураций предусмотрена установка верхнего и нижнего ножей в одно из восьми возможных положений, необходимых для работы механизма. Эта установка осуществляется путем поворота шлицевой втулки со штоком и сменной опоры в нужное положение с помощью фиксаторов. Центровочное приспособление крепится на направляющих и и состоит из кронштейна, центра и опоры. При вырезке кругов и колец с небольшим радиусом центр путем поворота кронштейна смещается относительно центральной оси высеченного механизма. Центр и опора центровочного приспособления устанавливаются вдоль своих направляющих в нужное положение в зависимости от размеров вырезаемой заготовки.
Работа на механизме осуществляется следующим образом: по таблице настройки в зависимости от толщины листовой заготовки устанавливают число двойных ходов верхнего ножа, ход верхнего ножа и зазор между верхним и нижним ножами. После настройки механизма включается электродвигатель, а листовой материал постепенно проталкивается между ножами. При работе с центрирующим устройством листовая заготовка закрепляется между центром и опорой и в процессе резки постепенно поворачивается вокруг центра.
По сравнению с другими конструкциями высечной механизм ВМС 106 имеет увеличенный вылет хобота станины, что позволяет производить вырезки в заготовках больших размеров.
У вибрационных ножниц режущими элементами являются два однолезвийных ножа, угол между режущими кромками которых должен быть равен примерно 25°, так как при большем угле создаются усилия, выталкивающие разрезаемый лист из зева ножниц, а при меньшем угле увеличивается потребное усилие резания.
Вследствие того, что процесс резания у вибрационных ножниц не сопровождается снятием металла, след реза на листе получается в виде линии.
Прямолинейность режущих лезвий и, главным образом, наличие скобы, на которую опирается нижний нож, в известной мере, ограничивают маневренность вибрационных ножниц при раскрое листов. Вследствие этого они пригодны лишь для резки по прямым линиям и линиям малой кривизны.
Особенно эффективно вибрационные ножницы используются при обрезке кромок листов.
Точность резки по разметке и чистота обрезанной кромки получаются вполне, удовлетворительными при наличии даже небольшого навыка у рабочего.
В зависимости от предельной толщины разрезаемого металла ножницам присвоен соответствующий индекс: ПВН-1,2; ПВН-2; ПВН-2,5; ПВН-3.
Основными узлами вибрационных ножниц являются привод и режущая головка. Привод состоит из пускового устройства, ротационного пневматического двигателя, планетарного зубчатого редуктора и водила. эксцентричный конец которого опирается на подшипник ползуна режущей головки и сообщает ему возвратно-поступательное движение.
На рис. 2 изображен внешний вид, а на рис. 3 разрез вибрационных ножниц ПВН-1,2. Режущая головка снабжена скобой. Скоба имеет в сечении форму треугольника, боковые стороны которого, расположенные под острым углом, раздвигают обе части разрезаемого листа (вверх и вниз), что обеспечивает продвижение ножниц в процессе резки.
Резка листового материала осуществляется перемещением верхнего ножа относительно нижнего неподвижного ножа, укрепленного на скобе.
Корпус привода служит одновременно рукояткой машины. Для предохранения рук рабочего от переохлаждения при контакте с металлом корпус изолирован полихлорвиниловой оболочкой.
Работа пневматического инструмента, как известно, сопровождается шумом. Способ глушения шума состоит в последовательном расширении и сжатии отработавшего воздуха до момента его выхода, в атмосферу. В суженном кольцевом зазоре К отработавший воздух сжимается и, поступая в кольцевую выточку, вновь расширяется, затем в продольных каналах опять сжимается и вновь расширяется при выходе в атмосферу. Такое устройство не требует увеличения габарит-, ных размеров корпуса привода, что очень важно, так как он служит одновременно рукояткой машины.
Рис. 3. Пневматические вибрационные ножницы ПВН-1,2. Продольный разрез. 1 — режущая головка; 2 — унифицированный привод; 3 — пусковое устройство; 4 — пневматический двигатель; 5 — Планетарный редуктор; 6 — ползун; 7— верхний нож; 8 — скоба; 9—нижний нож; 10 — штуцер; 11 — пусковая кнопка; 12 — предохранительная сетка; 13 —оболочка
Наиболее стойкими являются ножи, изготовленные из быстрорежущей стали Р-18 или Р-9.
Вибрационные ножницы ПВН-2, ПВН-2,5 и ПВН-3 имеют примерно такое же устройство, как и ножницы ПВН-1,2; они отличаются лишь большей мощностью, габаритами, весом и в связи с этим несколько иной конструкцией отдельных узлов. Так, например, у ножниц ПВН-2 пусковое устройство смонтировано в рукоятке, а у ножниц ПВН-3 имеется специальная рукоятка. В ножницах ПВН-2,5 несколько изменена конструкция водила планетарного редуктора.
Читайте также: