В домашней мастерской или небольшом бизнесе по изготовлению изделий из тонколистового металла листовые ножницы по металлу, проще – гильотина – никогда не будут лишними. Приводной вариант можно установить, например, в гараже, а ручная гильотина вообще не займёт много места. При наличии довольно большого количества вариантов изготовления (в чертежах, видео или описаниях), а также некоторых приспособленных узлов от какого-нибудь списанного оборудования сделать самодельные ножницы по металлу – это доступная реальность.
Работа наиболее простых ножниц по металлу
Принцип резки гильотинными (листовыми) ножницами заключается в том, что ножевая балка устройства, к которой прикреплена подвижная часть инструмента, по рабочему торцу должна иметь угол в 1,5…3°, вследствие чего резка металла происходит неодновременно по всей ширине. Это снижает усилие резки, но требует приёма, который бы компенсировал сдвиг листового металла (жести, плотного картона и пр.) при резке. Таким образом, потребуется надёжный прижим.
Для привода самодельной гильотины можно применить электродвигатель небольшой мощности, поскольку энергоёмкость процесса невелика. Но по результатам расчёта максимального усилия резки часто достаточно и ручного привода, например, рычажного типа (в самодельных устройствах часто предлагается именно он). Потребуется также надёжное направление подвижных деталей в процессе резки, а также жёсткая опорная поверхность станины. В таком случае детали самодельной гильотины и само изделие не будут упруго деформироваться.
В чертежах обычно указываются пределы толщины и ширины листового металла, либо жести, на которые рассчитано устройство. Если же весь процесс получения листовых ножниц своими руками проводится самостоятельно, то проектирование начинают с уточнения силовых характеристик резки и выбора схемы механизма.
Исходными данными для выбора конструкции являются:
- вид материала, с которым будут производиться операции;
- предельные габариты листа по толщине, длине и ширине;
- точность разделения;
- предельные габаритные размеры ножниц;
- тип привода.
Механические гильотинные ножницы
Ручное устройство — наиболее простое по конструкции. Оно включает в себя:
- опорный стол, на котором будет располагаться исходная заготовка;
- две или четыре стойки, которые будут обеспечивать ножницам прочность и устойчивость;
- поворотную ось с подшипниками скольжения (подшипники качения непригодны, поскольку зазоры при работе такой гильотины будут существенно изменяться, что быстро приведёт к заклиниванию);
- ножевую балку, в которой предусматриваются посадочные места под крепление сменных ножей;
- неподвижные ножи, которые монтируются на передней торцевой поверхности рабочего стола;
- рычаг поворотного типа, который будет производить силовое перемещение балки при резке;
- струбцины для фиксации металла.
Изготовление своими руками начинают со стола. Его размеры должны быть достаточными для удобного размещения заготовки, с учётом мест под фиксирующие струбцины: их должно быть как минимум две, по каждой из сторон листа. Толщина должна исключать прогиб под усилием деформирования. Проще всего приспособить стальную плиту, которую устанавливают своими руками на швеллеры. Места соединения можно скрепить болтами заподлицо с верхней поверхностью, а можно использовать и сварку. Передний торец обязательно шлифуется, чтобы обеспечить ровность последующего прилегания к нему неподвижного ножа.
Следующий этап – получение своими руками опорных стоек. Их обязательно следует сделать из цельного профиля. Подойдут квадратные трубы из качественной среднеуглеродистой стали, либо швеллер. Размер сечения можно легко вычислить по предельной нагрузке на стойки, которая складывается из собственного веса составляющих ручных гильотинных ножниц по металлу, и усилия резки Р, кН.
Последнее рассчитывается по зависимости:
P = B∙s∙σ ср ∙k,
k – коэффициент, учитывающий возможную неравномерность рабочего зазора, затупление режущих кромок, качество разрезаемого материала и т.д. Обычно k = 1,05…1.3;
В – наибольшая ширина листа металла, мм;
s – максимальная толщина металла, мм;
σ ср – предел прочности материала на срез, МПа.
Для наиболее употребительных в быту материалов данный параметр составляет, МПа:
- для малоуглеродистой стали – 280…290;
- для среднеуглеродистой стали – 300…400;
- для высокоуглеродистой и нержавеющей стали – 400…500;
- для жести, алюминия – 65…80;
- для меди, латуни – 180…200.
При сборке стоек своими руками обязательно необходимо выдержать параллельность опорных поверхностей и их перпендикулярность оси поворота ножевой балки. Для этих целей лучше пользоваться лазерным уровнем. Пол в месте установки ножниц необходимо сделать ровным и прочным. Не допускается установка своими руками оборудования на уплотнённый грунт, ламинат и прочие варианты покрытия бетона полимерами.
Особо ответственный момент – изготовление своими руками ножевой балки: её профиль необходимо сделать таким, чтобы в процессе поворота подвижные ножи постепенно входили в контакт с разрезаемым металлом. Для этого можно предусмотреть два варианта:
- профилирование по контуру сабли, с постепенным увеличением радиуса кривизны по мере приближения к ручке рычага;
- пирамидальный профиль с углом скоса не более 5…60 (при большем угле металл начнёт деформироваться и изгибаться в направлении оси поворота).
Саблевидный профиль сделать сложнее, зато он обеспечивает более плавное внедрение в разрезаемый металл.
Для лучшего направления корпуса его размещают либо в специальном пазе на столе, либо – при повышенных усилиях деформирования – проектируют специальные направляющие, которые своими руками крепятся к стойкам.
Ось поворота лучше сделать из качественной углеродистой стали, после чего закалить на твёрдость не ниже 42…45 HRC. Подшипниковые втулки изготавливают из бронзы ОФ10-1, имеющей хорошую износостойкость.
Для изготовления инструмента используют инструментальные стали У10 или У12, закаливаемые до твёрдости 48…54 HRC. Закалённые ножи тщательно шлифуют своими руками, после чего затачивают их под углом 85…90°. Значения зазора между ножами принимают в пределах 3…6% от толщины.
Представленная гильотина, сделанная своими руками, работает по принципу рычажных ножниц, рассчитана для резки листового металла с толщиной не более 3 мм.
Она изготовлена из подручных средств, в частности из старого напильника и обрезков металлоконструкций.
Изготовление гильотины состоит из нескольких этапов. Сначала обязательно необходимо провести чертежные работы с целью точного определения габаритов изделия. Применяемый масштаб 1:1.
Также рекомендуется начертить кинематическую схему, с помощью которой можно будет определить динамические параметры подвижных деталей без учета действующих сил.
Нанесенные на бумагу чертежи деталей распечатываются на принтере, а затем вырезаются. Из вырезанных деталей собирается макет станка. Делается это для того, чтобы убедиться в правильности произведенных расчетов и точном соответствии габаритов, каждой отдельно взятой составляющей в контексте функционирования всего механизма в целом.
Очень важно определить показатель уровня реза. Он будет находится, на пересечении подвижного лезвия с основанием, которое условно обозначено проведенной карандашом линией.
Следующим этапом является подбор подходящих по размерам кусков металлолома с последующим шаблонным нанесением на них контуров будущих составляющих. Именно в этот момент бумажные обрезки из под мультипликации превращаются в важны трафарет.
В данном случае в роли заготовки выступили обрезки уголка и завалявшийся листовой кусок железа. И в результате интенсивных работ болгаркой либо газовым резаком были получены основные детали металлических ножниц. Это два уха, рукоятка, держатель тела и непосредственно само тело.
К телу гильотины крепится основание из двух обваренных уголков. Их толщина – 50 мм. Обратите внимание на учтенное пространство для заходов в режиме: “лист наверх”, “лист вниз”. Также предусмотрено свободное место для напильника. При этом исходить надо из параметров его толщины плюс необходимый зазор.
Затем при помощи крепежных болтов происходит процесс последовательной сборки. Рукоятка посредством двух ушей крепится к основной конструкции ножниц. После чего к ней же прикручивается один конец держателя тела. Второй стыкуется с рукояткой.
В итоге должен получиться, вот такой экземпляр. При условии недопущения ошибок на предыдущих этапах, момент полного прорезания должен происходить при достижении ручкой горизонтального положения. Также должно быть достигнуто минимальное перемещение рукояти на фоне максимального хода по радиусу.
Заготовкой для двух лезвий послужил обыкновенный старый, а потому сточенный, напильник. Для начала его следует разрезать на две части. В каждой из них сверлится по три отверстия для крепления. После этого происходит формирование профиля лезвия и непосредственная заточка кромок.
На изображениях показаны места крепления двух режущих ножей. Движению верхнего ножа не должны препятствовать остальные детали станка. Важно подвести профиль таким образом, чтобы по всей ширине реза, взаимодействие ножей происходило под углом в 6-8 градусов.
Готовые к работе самодельные рычажные ножницы при помощи зажимов или специально для этого просверленных отверстий надежно фиксируются на рабочей поверхности верстака.
При условии соблюдения основных технологических правил во время изготовления станка, он обязательно покажет очень высокую эффективность. И с легкостью будет резать как бумажные листики, так и 3-миллимитровое железо.
Видео: ручная гильотина своими руками для резки металла.
Порезка листового материала на части выполняется с применением различного инструмента. Роликовые ножницы для резки листового металла пользуются популярностью, тенденция объясняется простотой конструкции и высокой производительностью. Устройство применяется в условиях промышленности и небольшой мастерской.
Характеристики ножниц
Целевое назначение роликовых ножей заключается в порезке стального листа толщиной до 1 мм. Они необходимы на участке по выпуску коробов вентиляции, при работе с кровельным металлом, при строительстве забора и обустройстве кровли.
Механизм используется для получения полуфабрикатов под последующую гибку профилей различного назначения. Оборудование устанавливают в автомастерских по ремонту кузова автомобилей. Во вспомогательных производствах готовят заготовки для сборки стеллажей и шкафов.
Ножницы с роликами с успехом заменят ручной вариант или гильотину благодаря ряду преимуществ:
- Компактные габариты и небольшой вес.
- Простое устройство.
- Удобны в использовании.
- Просто настраиваются.
- Подходят для работы с листами из разного материала: алюминия, жести, стали, кровельного железа.
Обработанное изделие получается с чистым резом при отсутствии заусенцев и загибов. Листовой вид металла резать подобным приспособлением легко.
Ножницы можно приобрести в специализированном магазине либо изготовить самостоятельно. Все зависит от выполняемых объемов и экономической составляющей. При норме ежесуточной резки 30–50 метров и более потребуется промышленный образец.
Описание ножниц
Задача по разделению листа металла на части решается за счет разрушения прочностных связей на локальном отрезке.
Силовая часть состоит из двух режущих роликов-дисков с разнонаправленным вращением. Режущие кромки у них лежат в одной плоскости. При вращении ролики вдавливаются в поверхность и происходит резка за счет деформации сдвига. Подача листовой заготовки на инструмент происходит с помощью трения ножей о металл.
Конструкция механизма для резки включает два вращающихся ролика, расположенных один над другим. В зависимости от исполнения режущей части, роликовые ножи различают:
- С одной наклонной кромкой для прямой продольной порезки и вырезания круглых и кольцевых заготовок.
- С параллельным положением ножей, выполняющие резку материала полосами с высоким качеством. Встречаются чаще всего.
- С несколькими наклонными кромками для удобной резки заготовок криволинейной, круглой и кольцевой формы с небольшим радиусом.
Все виды ножниц обеспечивают порезку листового материала с высоким качеством, без необходимости в последующей зачистке обрезанного края.
Для повышения производительности и получения ровного реза корпус с роликовыми ножами устанавливают на стационарный станок.
Оборудование для резки включает станину с опорными поверхностями, оснастку для фиксации материала и роликовый нож. Последний содержит корпус из стального сортамента, накладную ручку, режущие ролики, механизм регулировки зазоров в нескольких плоскостях.
Материалом для режущих дисков служит инструментальная сталь.
Завод-изготовитель закладывает ресурс работы в среднем 25 км, чтобы резать листовой метал толщиной 0,5 мм. С увеличением толщины ресурс работы пропорционально снижается. Режущий элемент подлежит переточке, что существенно повышает срок активной эксплуатации.
Как сделать роликовый нож
Покупная модель роликовых ножниц даже самой простой конструкции невыгодна для приобретения в небольшую мастерскую или частное хозяйство. Пользоваться приходится нечасто, а стоит устройство дорого. Оптимальным решением является изготовление ножниц своими руками.
Конструкция механизма может быть различной, но в основе всегда будет режущий нож в форме ролика. Выбранный материал для изготовления ножей определяет производительность устройства и качество реза. Ножи должны быть прочными и надежными, с твердостью поверхности значительно превосходящей твердость разрезаемого материала. Иначе не получится качественный рез, кромки придется дополнительно обрабатывать.
Самодельные роликовые ножи делают из подшипников. Для этого затачивают торцы, чтобы получилась режущая кромка. Приводной ролик крепят на ручке. При работе ею вдавливают нож в заготовку. Нижний ролик устанавливается стационарно. В процессе резки нужно одной рукой прижимать ручку с роликом, а другой тянуть лист металла.
Выбор большего диаметра подшипников увеличит скорость порезки.
Для удобства и точной резки дополнительно устанавливают направляющие.
Регулировка осуществляется с помощью овальных отверстий, набора прокладок и специальных болтов.
При владении приемами металлообработки изготовление устройства для порезки занимает 7–10 дней вместе с настройкой.
Простые и удобные в работе ножницы для резки тонкого листового металла нетрудно изготовить в любой мастерской. Ими можно вырезать полосы одинаковой ширины без разметки линии разреза, одинаковые заготовки под прямым углом, обрезать полки угольников по заданной ширине. Выполнение этих операций простыми ножницами по металлу требует разметки, занимает много времени, да и линия разреза получается не всегда ровной, особенно если заготовка имеет большую длину.
Станину ножниц делают из двух угольников сечением 75х75 мм, длиной 200 мм, скрепленных между собой винтами М6.
Два одинаковых ножа длиной 120 мм изготовляют из старых плоских напильников сечением 8х35 мм или из инструментальной стали У7А или У8А.
Неподвижный нож прикрепляют к станине, подвижный - к рычагу винтами № 6 впотай.
Напильники следует отжечь при температуре 750-800° до темно-вишнево-красного цвета и медленно охладить на воздухе. Затем отрезать по длине, и просверлить в каждом из них по два отверстия для крепления. После того как отверстия просверлены, на смежных плоскостях напильников стачивают насечку на точильном камне. Затем ножи нагревают до температуры 8ЗО-900° (до светло-красного цвета) и быстро охлаждают в воде или минеральном масле. Чтобы они при закалке не покоробились, их следует опускать в воду вертикально. После закалки режущие кромки ножей затачивают и заправляют на бруске. Угол подъема рычага регулируют ограничителем так, чтобы плоскости ножей не выходили из соприкосновения.
1 - основание; 2 - винты крепления станины к основанию: 3 - винты, соединяющие угольники станины; 4 - винты крепления Ношей; 5 - гайки крепления рычага; 6 - шайба; 7 - прокладка; 8 - винт ограничителя; 9 - ограничитель; 10 - направляющая линейка; 11 - выдвижная планка; 12 - прижимной винт планки; 13 - отверстия для винтов крепления угловой накладки; 14 - стопор направляющей линейки; 15 - ножи; 16 - угольники станины; 17 - рычаг; 18 - винты крепления угловой накладки; 19 - угловая накладка для крепления обрезаемого угольника.
Рычаг делают из стали толщиной 8-10 мм, шириной 30 мм. Он должен быть достаточно жестким, чтобы обеспечить плотное прилегание рабочих плоскостей ножей друг к другу.
На станине установлена направляющая линейка, изготовленная из стали толщиной 6-8 мм. Она перемещается в пазах параллельно плоскости ножей.
Рабочие плоскости линейки прострагивают или опиливают строго под линейку и угольник. Расположение линейки на станине фиксируется двумя стопорами-барашками М6. В нижней плоскости линейки выпиливают или фрезеруют паз под прямым углом к передней кромке, в котором передвигается выдвижная планка сечением 20х2 мм, позволяющая вести отрезку заготовок под углом 90°. Положение планки закрепляется прижимным винтом М5 с шайбой.
Чтобы при обрезке на рычажных ножницах припуска полок угольник не изгибался, изготавливают из листовой стали толщиной 0,8-1 мм съемную прижимную угловую накладку. Она имеет сечение не равностороннего угольника. Одна полка должна быть на 1-1,2 мм меньше толщины направляющей линейки, на которой устанавливается угольник; другая - шириной 15 мм. В большей полке угловой накладки отверстия под винты распиливают круглым напильником на эллиптические.
Если при резке тонкого материала он гнется, значит плохо подогнаны плоскости ножей. Если ширина полки обрезаемого угольника не одинакова, угловая накладка установлена с большим зазором.
В зависимости от качества ножей на рычажных ножницах можно резать листовой материал толщиной до 1 мм. При этом не рекомендуется резать стальную или другую толстую проволоку, чтобы лезвия ножниц не зазубривались.
Готовые ножницы окрашивают масляной краской, кроме рабочих плоскостей, которые смазывают машинным маслом.
Станину прикрепляют к рабочему столу шурупами, болтами или струбциной. Ножницы будут переносными, если их укрепить на основание, выполненное из доски толщиной 30 мм размером 500х200 мм.
Резка металла – один из самых популярных и распространенных способов обработки такого материала. При этом обязательным является использование специальные инструментов, которые предоставляют возможность осуществлять резку листового металла, поскольку сделать это без использования дополнительных приспособлений нереально.
Технология резки состоит в том, что на заготовку из того или иного материала воздействует режущий край инструмента. Острая режущая кромка инструмента движется по поверхности металла, разрезая его. Во время этого процесса срезаемый слой подвергается пластической деформации.
Резка металла в домашних условиях
Основными инструментами для резки в домашних условиях являются фрезы, диски, сверла. Использование таких инструментов дает возможность придать детали требуемую форму, отполировать металлическую поверхность, приводя ее к необходимым размерам.
При использовании таких способов на поверхность металла воздействует нож или другой станок. При этом очень важно, чтобы его резец имел более высокую твердость, чем заготовка, иначе никакого резания и не будет происходить.
Самым распространенным способом резки металла в домашней мастерской является механическая резка. Такой способ обработки материала является достаточно экономичным, способен обеспечить очень ровный край заготовки. Единственный его недостаток – обычно можно осуществлять только прямолинейную резку металла.
Роликовые ножи для металла
Очень часто в современной металлообрабатывающей промышленности для резки листового металла используются роликовые ножи. Работа такого инструмента заключается в работе двух основных его элементах – режущих дисках. Вращаясь в разные стороны, эти ролики-диски вдавливаются в материал, осуществляя его разрезание. За счет трения металла и ножей между собой заготовка продвигается по инструменту.
Чаще всего встречаются роликовые ножи по металлу, что состоят из двух роликов. В таком инструменте есть два вращающихся диска – нижний и верхний. Сейчас встречаются такие инструменты трех типов ножей:
- с параллельным положением;
- с одним наклонным;
- с несколькими наклонными.
Первая группа такого инструмента для резки предназначена в основном для разрезания материала на полосы.
Вторая группа – предназначена для нарезания металла на полосы, а также для круглых и кольцевых заготовок.
Третья группа в основном используется для резки кольцевых, круглых и криволинейных заготовок с небольшим радиусом.
Все такие ножи хорошо подходят для быстрого разрезания листового металла. При этом обрезанный край материала не нуждается ни в какой дополнительной обработке.
Самодельные роликовые ножи
Стоимость даже самых простых моделей роликовых ножей сейчас очень высокая. Поэтому приобретать такой инструмент имеет смысл только в том случае, если такая обработка листового металла будет проводиться очень часто. В противном же случае, для одноразового или периодического использования такая покупка себя не оправдает с материальной точки зрения.
В подобном случае более правильным решением будет попытаться изготовить такой инструмент своими руками.
Конструкций роликовых ножей может быть очень много, поэтому сделать самостоятельно нож не составит особого труда. Но основная часть инструмента – режущие ножи – должны быть изготовлены из самого качественного и прочного сплава, прочность которого превышает разрезаемый материал. В противном случае качество обрезанного края будет очень низким, потребуется его дополнительная обработка.
Обычно даже в заводских моделях роликовых ножей ресурс находится в пределах 25 км листового металла толщиной в 0,5 миллиметра. Если же резать листовой металл с большей толщиной, то и ресурс использования инструмента будет снижаться. Но после этого ролики можно наточить, в результате чего инструмент снова будет готов к работе.
Что же относится к ресурсу использования самодельных роликовых ножей, то он напрямую зависит от качества материала, из которого сделанные режущие части станка.
Из чего можно сделать ножи
В случае собственноручного изготовления такого инструмента основная проблема – выбрать подходящий материал, который и будет резать металлические заготовки.
Так, в случае необходимости резать не самый прочный листовой металл – алюминий, оцинкованную сталь и тому подобное, неплохим решением будет использовать обычные подшипники, торцы которых необходимо предварительно заточить.
Для врезания таких ножей в металл один из роликов – приводной, нужно установить на ручку, при помощи которой можно прижимать ножи к материалу. После этого останется только тянуть металл, удерживая ручку самодельного станка прижатой к основанию.
Чем большим при этом будет диаметр подшипников, тем большую скорость резания будет иметь такой ручной инструмент.
Таким образом, сейчас можно найти немало конструкций самодельных роликовых ножниц для резки. Самое сложное при этом – найти детали, которые можно будет использовать в качестве ножей. Для более удобного использования станка, сделанного своими руками, его можно будет дополнительно оборудовать направляющими, которые позволят ровно отрезать заготовку.
При этом готовый инструмент, в случае необходимости, можно будет устанавливать на любой металлообрабатывающее оборудование, к примеру, на листогибочный станок.