Освоение гильотин и гильотинной резки: практическое руководство

Гильотинная резка — один из старейших процессов металлообработки и обычно первый процесс и станок, используемый при производстве фарбуемых деталей. Все гильотины оцениваются по их способности резать сталь и должны выбираться в соответствии с требуемой мощностью относительно стали. Если ваше применение — нержавеющая сталь, выбирайте гильотину, рассчитанную примерно на 1,5–2x толщину вашего материала. Если вы режете алюминий, гильотина, рассчитанная на половину толщины вашего материала, вероятно, будет достаточна. Хотя существуют небольшие ручные или ножные гильотины (в основном в вентиляции и кровельных работах), это руководство фокусируется в основном на приводных гильотинах в диапазоне 14 гейдж (1,9 мм х 3 м) и тяжелее, которые встречаются в большинстве фарбовательных мастерских Северной Америки.

Описание процесса:

Гильотинная резка листа или листа стали очень похожа на использование ножниц для резки бумаги или картона. Лезвия сходятся на минимальном расстоянии или смещении, которое мы называем «зазор лезвий», чтобы разрушить материал на желаемые размеры заготовок для дальнейшей обработки. Нижнее лезвие зафиксировано в «столе» гильотины, а верхнее лезвие движется либо в прямом вертикальном движении «гильотины», либо в качельном «ротационном» движении. Чем толще или тверже материал, тем шире должны быть разведены лезвия или увеличены углы лезвий (угол наклона) для снижения тоннажа, необходимого для срезания (разрушения) материала до заданного рейтинга станка.

Качественная гильотина может сэкономить много часов на дальнейших процессах, таких как гибка, сварка и сборка, поэтому важно обеспечить возможность чистых, прямых, точных и быстро повторяемых резов. Ниже описаны ключевые факторы выбора гильотины, которые следует учитывать при принятии решения, будь то новый или б/у станок.

Компоненты гильотины:

Все гильотины состоят из одних и тех же базовых компонентов:

1. Основной рама: Рама поддерживает все остальные компоненты, стол и приводную систему. Качественная гильотина имеет крепкую и тяжелую раму для размера и рейтинга материала. Легкосборные гильотины известны своей склонностью к трещинам в боковых рамах, трещинам в столе или деформации поршня из-за плохого дизайна или эксплуатации.

2. Стол: Рабочая поверхность оператора при подаче материала к лезвиям. Стол поддерживает не только материал, но и нижнее режущее лезвие. Стол качественной гильотины должен быть тяжелым и прочным, с удобствами для манипулирования материалом: выемками для рук оператора под листом для подъема и шаровыми перекати полями для легкого катания материала в позицию.

3. Угловая опора (Squaring Arm): Критически важна для обеспечения 90-градусного угла резки. Настраивается для идеальной перпендикулярности режущим лезвиям. Может иметь измерительную шкалу для измерения очень коротких деталей от лица станка вместо использования задней опоры как упора за лезвиями. Обычно длина угловой опоры равна длине лезвий, но может быть любой подходящей для применения.

4. Зажимные устройства (Hold Downs): Зажимы (или один брусковидный зажим) рядом с лезвиями, жестко фиксирующие материал во время резки и, главное, предотвращающие его подъем, который ввел бы материал как 쐐п между верхним и нижним лезвием, заставляя зазор расширяться. Обычно большее количество и сила зажимов — признак лучшей и более качественной гильотины.

5. Лезвия: Режущие лезвия обычно из инструментальной стали, закаленной для износостойкости и заточенной для остроты. Монтируются на верхнем движущемся поршне и нижнем фиксированном столе с зазором в всего несколько тысячных дюйма. Лезвия можно «переворачивать» при износе на другую сторону, переточивать или заменять. Обычно лезвия имеют 2 или 4 остроугольных режущих кромки в зависимости от дизайна станка.

6. Задняя опора (Измерительная система): Хотя не на каждой гильотине, задняя опора (упор длины детали/измерительная система) есть на ~95% гильотин на рынке. Правильная задняя опора критична не только для поддержания правильной длины реза, но и для того, чтобы оператор мог быстро «опорить» следующую заготовку и повторить процесс очень быстро. Обычно эти «опоры» (упоры) находятся за гильотиной и обычно являются компьютерно-управляемыми, винтовыми опорными балками для упора материала. Они могут позиционироваться вручную или электронно (программно) для обеспечения множественных длин резки и повторного использования одной длины. Качественная система задней опоры будет достаточно прочной, чтобы поддерживать вес материала, эквивалентный полной мощности гильотины, на протяжении многих лет.

7. Управление: Управление гильотиной может быть простым — ручное volante для позиционирования задней опоры в сочетании с педалью/сцеплением, или сложным — программируемая система задней опоры, позволяющая точное программное позиционирование с точным счетчиком циклов. Хотя большинство контроллеров используются как простые позиционеры «Сюда», многие способны на гораздо большее, включая резку «комплектов» из множества деталей и длин, все позиционируемые и считаемые автоматически.

8. Аксессуары/Опции: Гильотину можно адаптировать под различные нужды добавлением опций, упрощающих, ускоряющих, повышающих точность и надежность работы. Распространенные опции:

   • Стеклователь/Конвейер
   • Системы охлаждения гидравлики
   • Фронтальная опора
   • Удлиненные задние опоры
   • Высокая скорость (только гидравлика)
   • Безопасность: световые шторы, ограждения и т.д.
   • Шаровые перекати поля в столе
   • Выемки для рук
   • Шкалы в столе
   • Угловые квадраты
   • Специальная обработка или нарезка резьбы стола для аксессуаров

Типы гильотин

Гильотинная (Guillotine)

«Гильотинный» дизайн относится к движению верхнего лезвия. Лезвие движется в прямом направлении механизмом и системой путей, опуская и поднимая поршень и лезвие прямо вниз и вверх. Обычно этот дизайн означает более крупный и тяжелый станок и почти всегда встречается на рейтингах 12 мм и выше.

Качевой поршень (Swing Beam)

Качевой поршень использует силу рычага через консольный поршень для увеличения тоннажа и резательной способности. Верхнее лезвие на пивотном механизированном поршне заставляется вниз механическим или гидравлическим приводом с использованием рычага. Этот дизайн обычно дает более низкий по высоте станок и лезвия, которые должны иметь фаску для зазора, позволяя обычно только 2 режущих кромки на лезвие. Существуют также модифицированные версии этого дизайна, которые являются одними из самых популярных сегодня.

Типы приводных систем гильотин

Гидравлическая

Гидравлическое давление подается через один или несколько цилиндров для заставления поршня и верхнего лезвия вниз. Гидравлические станки обычно имеют один или два гидравлических цилиндра.

Механическая

Мотор раскручивает массивный маховик на высокой скорости, оператор затем включает сцепление, активируемое пневматически, гидравлически или механически. После включения сцепления вращающийся маховик соединяется с коленчатым валом, к которому прикреплен поршень станка. Коленчатый вал затем вращается, циклически поднимая и опуская поршень и режущее лезвие.

Другие факторы дизайна гильотины для учета:

Угол наклона (Rake Angle): Угол верхнего режущего лезвия при введении его мимо нижнего. Этот угол позволяет задействовать только малую часть материала с лезвиями в данный момент, значительно снижая силы, необходимые для резки больших длин. Идеально, если сила не была бы проблемой, станок имел бы 0 угол наклона для максимально прямого реза и быстрейшего цикла. Но поскольку гильотины обычно работают с длиной материала 3–3,6 м и более, требуемая сила была бы массивной и затратной. «Наклон» необходим для минимизации силы, необходимой для «разрушения или резки» материала.

Идеально качественный станок имеет минимально возможный угол наклона, обычно 6 мм на фут, так как чрезмерный наклон вызывает Скручивание (свернутость резаной детали) и/или Изгиб (деталь загибается в дугу).

Регулируемый угол наклона: Некоторые производители используют механизм, позволяющий верхнему лезвию менять угол наклона для максимизации мощности гильотины. Увеличивая угол, количество более толстого материала, фактически задействованного лезвиями, остается в «окне мощности» гильотины. Хотя они рекламируют это как «преимущество», реальность в том, что они предлагают более легкий станок с возможностью резать более толстый материал за счет увеличения угла наклона. При выборе гильотины с переменным наклоном тщательно изучите её мощность на минимальном, рекомендуемом угле — это то, на что станок действительно рассчитан, а большие толщины достигаются только за счет увеличения наклона и, следовательно, Скручивания и Изгиба в получившейся детали.

Регулировка зазора лезвий: В любой гильотинной операции чем выше смещение между верхним и нижним лезвием, тем меньше сила для разрыва материала. При чрезмерном зазоре начинается заусенчивание (разрыв) на резаных заготовках. Если зазор установлен слишком близко, сила для разрыва может превысить возможности гильотины. Поскольку разные материалы — алюминий, сталь, нержавейка — имеют разные силы разрушения, им требуются разные настройки зазора для лучшего качества реза данного типа и толщины материала. Все гильотины имеют возможность «зазора» лезвий: ручной прокладками (очень медленно), регулировкой стола/нижнего лезвия (медленно) или быстрым механизмом регулировки зазора, который может быть приводным (самый быстрый). Необходимость быстрой регулировки зависит от диапазона типов и толщин материалов.

Частые споры при выборе гильотины

Спор 1: Механика vs. Гидравлика — что лучше? При выборе многие предполагают, что гидравлика лучше, ассоциируя её с пресс-гибкой. Однако гильотинная резка — принципиально другой процесс и механический привод может быть предпочтительнее по следующим факторам:

• Скорость: Механические гильотины быстрее в полном цикле
• Простота: Механические гильотины имеют более простые механизмы для обслуживания и ремонта — меньше простоев
• Шум: Механические гильотины тише, нет постоянного гула гидравлики
• Тепло: Без гидравлики механические гильотины работают прохладнее
• Экологичность: Нет гидравлического масла, нагрева (требующего охлаждения), отходов масла и фильтров

Где гидравлические гильотины имеют преимущество:

• Переменная длина хода: Механические гильотины обязаны делать полный цикл, тогда как гидравлические могут выполнять быстрые короткие ходы, полезные при резке материала шириной всего в несколько дюймов.
• Защита от перегрузки: Клапан сброса защищает гидравлическую гильотину от «заклинивания» лезвия в материале — при достижении макс. давления клапан сбрасывает давление, останавливая усилие и позволяя отвести поршень и убрать перегрузку/препятствие.

Спор 2: Яма (Pit) vs. Без ямы — что лучше?

По мере увеличения резательной способности по толщине (силы/тоннажу) или ширины, гильотины могут требовать «яму», или точнее — паз в полу. Причина: механические свойства резки вызывают деформацию и стола, и поршня под высоким тоннажом. Добавление массы к поршню просто делает станок выше, добавление массы к столу поднимает рабочую высоту выше комфортного уровня. Поэтому простейший и лучший способ компенсировать эти силы — добавить массу к столу и поместить её ниже уровня пола. Эта добавленная масса увеличивает жесткость, качество деталей, срок службы и стоимость изготовления гильотины, поэтому она встречается в более качественных тяжелых и широких гильотинах.

Лучший способ держать станок и детали прямыми — не допускать их изгиба в первую очередь, поэтому яма на самом деле предпочтительнее надольных установок на более высоких мощностях (10 мм и выше) или больших ширинах (4,2 м и шире).

Резюме

При выборе своей гильотины, или любого станка, убедитесь, что вы получаете лучший станок для вашего применения. Так легко попасть в общую ловушку цены, доступности, локации, фрахта и т.д. — ничто из этого не будет иметь значения через 6 месяцев после того, как правильный (или неправильный) станок встанет на ваш пол, и уж точно не через 3, 5 или 10 лет. Помните, ваш менеджер может продать вам буквально всё, что вы «покупаете» — и это включает скидку, локацию или правильный станок, но только если вы об этом попросите.

В Southern Fabricating Machinery Sales, Inc. наш персонал — эксперты по гильотинной резке, и процессу, и частым проблемам. Звоните сегодня 813-444-4555, чтобы помочь вам выбрать правильную гильотину для вашего применения И Бюджета.