Что такое стригальная машина? Типы, использование и как это работает

А режущая машина это механическое режущее устройство, в котором используется два острых лезвия, движущихся мимо друг друга, для резки листового металла, пластин и других материалов. по прямой. В отличие от пиления или сверления, резка дает чистые, квадратные разрезы без выделения тепла и стружки, что делает ее незаменимым оборудованием в цехах по изготовлению металлов, на производственных предприятиях и строительных площадках по всему миру.

Машина работает по простому принципу: одно лезвие остается неподвижным, а другое движется вертикально или горизонтально, разрезая материал. Этот процесс похож на то, как ножницы режут бумагу, но с гораздо большей силой — промышленные ножницы могут генерировать давление резки от 20 до 600 тонн в зависимости от их размера и мощности.

Как работают стригальные машины

Процесс резки включает в себя четыре отдельных этапа, которые происходят в течение нескольких секунд. Материал сначала располагается напротив заднего упора, что обеспечивает точные размеры резки. При активации верхнее лезвие быстро опускается, прикладывая концентрированную силу вдоль линии резания, в то время как нижнее лезвие остается неподвижным.

Аs the blades engage, they create a зона сдвига, где происходит пластическая деформация до разрушения материала. Зазор между лезвиями, обычно составляющий от 5% до 10% толщины материала, определяет качество резки. Слишком широкий зазор создает неровные края; слишком узкий приводит к чрезмерному износу лезвий.

Методы передачи энергии

В современных стригальных машинах используются три основные системы привода:

• Механический привод: Использует систему маховика и сцепления, обеспечивающую скорость до 60 ходов в минуту для крупносерийного производства.
• Гидравлический привод: Обеспечивает плавное управление скоростью и постоянную силу по всему ходу резания, что идеально подходит для более толстых материалов.
• Пневматический привод: Обычно используется в небольших машинах для обработки более легких материалов, обеспечивая быстрое время отклика.

Типы стригальных машин

Гильотинные ножницы

Гильотинные ножницы представляют собой наиболее распространенный тип ножниц с вертикальным режущим лезвием, которое движется прямо вниз. Эти машины обрабатывают материалы из тонкая фольга, стальные пластины толщиной до 1 дюйма . Режущая способность варьируется от 4 футов до более 40 футов в ширину, более крупные модели можно найти в сталелитейных сервисных центрах и на судостроительных предприятиях.

Аlligator Shears

Ножницы из кожи аллигатора, названные в честь своего вида, напоминающего челюсть, используют шарнирное режущее действие, при котором оба лезвия движутся. Эти машины превосходно справляются с резкой металлолома, конструкционной стали и материалов неправильной формы. На свалках обычно используются ножницы-аллигаторы для обработки отходов. до 200 тонн металла ежедневно , с легкостью разрезая арматуру, трубы и уголки.

Настольные ножницы

Настольные ножницы — это компактные инструменты с ручным управлением, подходящие для выполнения легких работ. Установленные на верстаках, они обычно режут материалы толщиной до 16-го калибра. Небольшие производственные цеха и подрядчики по системам отопления, вентиляции и кондиционирования предпочитают их из-за их мобильности и нулевых эксплуатационных расходов.

Роторные ножницы

В роторных ножницах вместо прямых лезвий используются круглые лезвия, что позволяет выполнять изогнутые и неровные разрезы. Непрерывное режущее действие делает их На 40% быстрее, чем гильотинные ножницы для определенных применений, особенно в автомобильной и аэрокосмической промышленности, где требуются сложные формы.

Промышленное применение и материалы

Режущие машины обрабатывают широкий спектр материалов во многих отраслях промышленности. В автомобилестроении вырезают панели кузова и элементы конструкции из алюминия и высокопрочной стали. Промышленность бытовой техники использует ножницы для производства более 15 миллионов панелей холодильников и стиральных машин ежегодно только в Северной Америке.

Совместимость материалов

Различные материалы требуют определенных углов лезвия и зазоров для достижения оптимальных результатов:

• Мягкая сталь: Наиболее часто обрабатываемый материал, требующий стандартного зазора лезвия в 6-8% толщины.
• Нержавеющая сталь: Требуются более острые лезвия и зазор 10-12% из-за упрочняющих свойств.
• Аluminum: Использует более широкие зазоры (12-15%) и меньшие углы резания для предотвращения прилипания материала.
• Медь и латунь: Требуют частой замены лезвий из-за их абразивного характера.

Строительные компании используют портативное режущее оборудование для резки кровельных панелей, сайдинга и металлического настила на месте. Подрядчики по системам отопления, вентиляции и кондиционирования обрабатывают воздуховоды из оцинкованной стали толщиной 24, изготавливая тысячи точных разрезов на проект без образования искр и зон термического воздействия.

Аdvantages Over Alternative Cutting Methods

Резка имеет явные преимущества по сравнению с плазменной, лазерной резкой или распиловкой. Процесс производит отсутствие зон термического влияния , сохраняя свойства материала вдоль кромки разреза. Это делает резку идеальной для применений, где термическая деформация может поставить под угрозу точность детали или где требуется последующая сварка.

Эксплуатационные затраты остаются значительно ниже, чем при термической резке. Гидравлические ножницы во время работы потребляют около 15 киловатт, тогда как сопоставимый лазерный резак требует 30-50 киловатт. За год эксплуатации это выливается в Экономия энергии: 8000–12 000 долларов США. для предприятий, работающих в две смены ежедневно.

Преимущества скорости становятся очевидными при крупносерийном производстве. Современные ножницы с ЧПУ выполняют резку за 2–3 секунды, включая позиционирование материала. Лазерная резка одной и той же детали может занять 8–12 секунд, что снижает производительность на 60–70 %. Для производителей, производящих тысячи одинаковых деталей, эта эффективность напрямую влияет на прибыльность.

Ключевые компоненты и особенности

Система заднего упора

Задний упор точно позиционирует материал перед резкой. Современные задние упоры с ЧПУ достигают повторяемость в пределах ±0,004 дюйма , что необходимо для соблюдения жестких допусков во время производственных циклов. Многоосные задние упоры позволяют выполнять резку под углом и детали сложной геометрии без ручного перемещения.

Конструкция лезвия

Лезвия для резки обычно изготавливаются из инструментальной стали с твердостью 58–62 HRC. В условиях высокой производительности используются лезвия с закаленными вставками или твердосплавными кромками, которые служат долго. в 5-10 раз дольше чем стандартная инструментальная сталь. Четырехсторонние сменные лезвия сокращают время простоя, позволяя операторам использовать свежие режущие кромки, не снимая лезвие.

Системы безопасности

Современные стригальные машины оснащены множеством функций безопасности, предусмотренных OSHA и международными стандартами. Световые завесы обнаруживают вмешательство оператора и останавливают движение отвала в течение миллисекунд. Двуручное управление предотвращает случайное включение, а защитные кожухи лезвий защищают операторов от летящих обломков и точек защемления.

Выбор подходящей стригальной машины

Выбор подходящего режущего оборудования зависит от нескольких факторов. Толщина материала определяет требуемый тоннаж — согласно общему правилу 1 тонна силы на дюйм ширины мягкой стали толщиной в четверть дюйма. Цеху, который регулярно режет сталь шириной 10 футов и толщиной в четверть дюйма, необходимы ножницы с усилием не менее 120 тонн.

Объем производства влияет на то, имеет ли экономический смысл механический или гидравлический привод. Механические ножницы изначально стоят на 20-30% дешевле, но работают с фиксированной скоростью. Гидравлические модели обеспечивают плавное регулирование скорости и более простое обслуживание, что оправдывает более высокие цены на предприятиях, работающих в несколько смен.

Аccuracy requirements determine whether CNC controls are necessary. Manual back gauges suffice for rough cutting and scrap processing, achieving tolerances around ±0.030 inches. Parts requiring tighter specifications need CNC positioning, which adds 15 000–50 000 долларов США снижает стоимость станка, но устраняет ошибки измерения и сокращает время настройки на 75%.

1. Рассчитайте максимальную необходимую толщину и ширину материала.
2. Определить объем производства и необходимое время цикла
3. Аssess tolerance requirements for your applications
4. Учитывайте доступную площадь и источник питания.
5. Оцените затраты на долгосрочное обслуживание и замену лезвий.

Вопросы технического обслуживания и эксплуатации

Правильное техническое обслуживание продлевает срок службы сдвига и сохраняет качество резки. Гидравлическую жидкость следует менять каждые 2000 часов работы или ежегодно, в зависимости от того, что наступит раньше. Загрязненная жидкость вызывает неустойчивое движение поршня и повреждает уплотнения, что приводит к дорогостоящему ремонту стоимостью в среднем 3000–8000 долларов США.

Интервалы заточки лезвий зависят от типа материала и объема производства. При резке мягкой стали лезвия обычно требуют заточки после 40 000–60 000 резов. Нержавеющая сталь снижает это число до 20 000–30 000 резов из-за повышенного износа. Профессиональная заточка стоит 200–400 долларов за комплект лезвий, но восстанавливает производительность до почти нового состояния.

Ежедневные проверки должны проверять правильный зазор между лезвиями, точность заднего упора и работу системы безопасности. Еженедельная смазка направляющих, изнашиваемых пластин и точек поворота предотвращает преждевременный износ. Отчет об объектах, выполняющих графики профилактического обслуживания На 60% меньше незапланированных остановов по сравнению с теми, кто выполняет только реактивный ремонт.