Гильотинные ножи

Ножи к гильотинным ножницам (более правильное название этой техники – листовые ножницы с наклонными ножами) востребованы преимущественно в машиностроении и полиграфии. Благодаря наклону лезвия разделение материала происходит не одновременно и усилие процесса снижается. Кроме того, более равномерным является и распределение силовых факторов.

Бесплатный расчет гильотинных ножей на [email protected].

В проектировании данного вида инструмента принято, чтобы ширина поверхности разъединения для конкретного вида оборудования была постоянной величиной и не зависела от ширины листа.

Особенности конструкции

На современных агрегатах с гидравлическим приводом перемещения рабочей балки возможно разделять листовой металл шириной до 6000 мм, а с электромеханическим – до 4500 мм. Операция производится в холодном состоянии, и весьма редко – в горячем, что предопределяет выбор марок инструментальных сталей. Проектирование и производство гильотинных ножей учитывает следующие факторы:

• Наличие упругих деформаций, которые появляются в начальный момент разделения частей заготовки;
• Отгибку нижней части отрезанного листа под действием собственного веса;
• Выдвижение листа по ширине стола в поперечном направлении от сдвигающих сил;
• Смятие части материала перед началом пластического внедрения инструмента.

Компенсация перенчисленных параметров производится за счёт двух показателей – величины зазора между подвижной (верхней) и неподвижной (нижней) деталями и значениями углов расположения по отношению к разрезаемому металлопрокату.

Значение имеют следующие углы:

• Общий, который замеряется по направлению от одной до другой стойки станины;
• Угол резания, зависящий от толщины листа;
• Задний угол, влияющий на усилие трения при деформировании и последующем проталкивании.

Рекомендуемые значения вышеперечисленных показателей устанавливаются по заданным предельным значениям толщины металла и, следовательно, просвету между составляющими гильотинных ножей. Важно также, с какой скоростью происходит разделение. Соответствующая информация приведена в таблице:

Примечание. В рекомендациях учитывается, что привод агрегатов не снабжён устройствами, позволяющими изменять скорость деформирования.

С ростом толщины материала, который находится в зоне обработки, увеличивается его пластическая инерция. Поэтому более тяжёлые листы позже начинают скольжение по столу. Кроме того, мощные механизмы включения не позволяют проводить данную операцию с повышенным числом ходов ножевой балки. Однако появляется и преимущество – механизм прижима позволяет своевременно зафиксировать заготовку на столе и исключить деформацию листа от стоек.

Возможные искажения формы

Зазор между обоими лезвиями представляет расстояние между верхним и нижним гильотинным ножом, когда они перемещаются друг относительно друга в процессе разделения. Хотя теоретически это расстояние одинаково (см. таблицу), местные микроскопические вырывы и сколы могут вызывать изменение упомянутой характеристики.

С точки зрения обеспечения надлежащего качества более опасным считается самопроизвольное  увеличение просвета. Если это происходит, то у разъединённой части листа образуются заусенцы по все кромке или по её части. Недостаточный просвет является следствием неквалифицированной наладки или изношенности посадочных мест в ножевой балке. В этой ситуации образовываются так называемые двойные надрезы, когда в некоторых зонах замечаются следы от смятия, оставленные инструментом. Поскольку нарезанные полосы в последующем поступают на штамповку (а там всегда предусматриваются нормируемые перемычки), то это обстоятельство не является критичным, хотя и может способствовать ускоренному износу деталей.

Многие современные модели оборудования оснащаются устройствами ручного или механического контроля величины технологического просвета, однако в некоторых случаях ими неудобно пользоваться, либо диапазон корректировок, назначенный производителем техники, недостаточен.

При проектировании учитываются такие явления:

1.Обвисание пластины. Происходит, когда задний упор не обеспечивает надёжное фиксирование  металла и часть его свисает от острия кромки к упору. В результате, отрезанная часть может оказаться длиннее, чем следует по первичной настройке заднего упора. Проблема становится более серьезной, когда режется сравнительно лёгкий сплав, например, дюралюминий. В этом случае задний угол выполняют минимально возможным (1,0…1,5⁰).

2.Настройка просвета только но неподвижному элементу. Тогда преобладающее влияние на точность получает точка начала внедрения. Положение может быть исправлено, если несколько уменьшить общий скос верхнего элемента, например, до 1,2…1,8⁰. Однако эффективным это бывает только при отрезании тонких листов и полос (толщиной не более 4 мм). Наоборот, для листового проката от 6,3 мм снижают значение скоса для нижнего разделяющего элемента.

3.Качество лезвия. Точность операции всегда прямо пропорциональна остроте края рабочей детали, особенно в момент начала и окончания.

4.Интервалы между периодами технического обслуживания заднего упора. Чем чаще оно проводится (включая смазку и подналадку), тем дольше будут сохраняться изначальные показатели точности и долговечности. Кроме того, уменьшается трудоёмкость технического обслуживания оборудования, поскольку  нет надобности в повторном регулировании ограничителя обратного хода.

5.Срезанный скос. При неверной настройке угла резки края полуфабриката могут иметь нежелательную фаску. Фактически часть ширины готовой полосы может не соответствовать чертёжным требованиям.  Это увеличивает сложность контроля, который вынужден будет производить уже не рабочий, а контролёр ОТК. Для толстых листов (от 8 мм)  такой дефект является недопустимым.

Указанные особенности технологии  на предприятии-заказчике являются необходимыми данными, которые повлияют на выбор технологии при исполнении заказа.

Геометрия и долговечность

На характеристики гильотинных ножей влияют материал и принятая последовательность изготовления.

Большинство производителей устанавливают номенклатуру деталей, пользуясь  общепринятыми мировыми классификаторами. Часто используемым в машино- и приборостроении считается распределение по твёрдости, которое приведено в таблице:

Класс Т1 рекомендуется для резки мягких материалов, когда растрескивание или выкрашивание рабочего лезвия менее вероятно. Используются высокоуглеродистые стали. Наплавка как способ повышения долговечности изношенной оснастки не применяется.

Класс D1 рекомендуется заказывать для агрегатов малой мощности. Стойкость элементов – высокая, однако амортизирующие параметры несколько снижаются. Используются инструментальные легированные стали с пониженной прокаливаемостью.

Класс D2 определяет оснастку с наиболее высокой твёрдостью и долговечностью. Скорость перемещения ножевой балки должна быть минимально допустимой, чтобы снизить ударную нагрузку, которая возникает в начальный момент отрезки. Для производства такого инструмента мы используем стали с увеличенным процентным содержанием хрома.

В условиях мелкосерийного производства иногда целесообразно заказывать составные (возобновляемые) детали. Их корпус производится из стали 20 или 25, а наварка рабочих кромок выполняется специализированными электродами, химический состав которых приближается к составу инструментальных сталей холодного деформирования. Цена гильотинных ножей, получаемых по такой технологии, будет ниже.

Некоторые рекомендации для пользователей по сохранению наивысшей стойкости оснастки:

• Не проводить операции разделения с отожжённым металлом: возможно смятие и затягивание материала в зазор;
• Разделять только плоский металлопрокат;
• Не обрабатывать полуфабрикаты толщиной, не рекомендуемой для оборудования данного типоразмера;
• Перед каждым применением контролировать качество режущей кромки, используя переносные микроскопы или оттиски, которые получают на свинцовых пластинах;
• С помощью набора щупов постоянно контролировать величину просветов.

Рассмотренная продукция производится нами следующей последовательностью операций;

1. Получение исходных заготовок по размерам, определённым чертежами или ТУ заказчика.
2. Фрезеровка рабочих кромок.
3. Сверловка и зенкерование крепёжных отверстий.
4. Термическая обработка — закалка с последующим отпуском на необходимую твёрдость.
5. Калибровка.
6. Шлифовка.
7. Технический контроль размеров и твёрдости.

По особым условиям заказа можем проводить и технологические испытания готовой продукции, используя имеющиеся у нас установки для тестирования.