какие инструменты используются для рубки металла
Технология рубки металла: инструмент и способы рубки металла
Одним из старейших методов металлообработки является рубка металлических заготовок. Рубка металла не теряет своей актуальности даже сегодня. При определенных условиях рубка металла обладает большей эффективностью, чем использование ленточной пилы, болгарки или даже газового резака.
Старейшим методом рубки металла является использование гильотинных ножниц. Гильотина дает возможность делать длинный рез, в продольном или поперечном направлении, с получением максимально чистой, ровной и аккуратной кромки.
Рубка металла – разновидность холодной металлообработки, при которой заготовке придаются требуемые размеры. Рубка металла обычно применима к листовому прокату толщиной до 1,5-2 (мм). Но в некоторых случаях рубке подвергается листовой прокат толщиной 3 и даже 4 (мм).
Разумеется, рубка металла применима не только к листовому железу. Дополнительно рубка используется для порезки проводов, троса, уголка и даже швеллеров. В статье будет рассказано как вырубать металл.
Инструмент и оборудование для рубки металла
Наиболее широкое распространение получили следующая техника и приспособления для рубки металла:
Дополнительно существует инструмент для изготовления шпоночных канавок, всевозможных пазов и шлицевых поверхностей. Но подобные работы относятся уже к долбежным и фрезерным металлорежущим операциям. Для реализации такой металлообработки применяют различные фрезы, долбяки и протяжки.
При создании шпоночных пазов и шлицевых соединений повышенной точности нередко применяются импульсные электрические выжигатели. В этом случае паз формируется электродом, который выжигает лишний металл.
Теперь подробнее про инструменты для рубки металла.
Гильотинные ножницы для рубки металла
Ножницы гильотинного типа обладают одним весомым преимуществом. В таких ножницах одно из режущих лезвий расположено под углом к горизонтальной плоскости. Наклонное расположение верхнего лезвия позволяет правильно распределять усилие резания. В этом случае рез происходит не по всей длине заготовки одновременно, а лишь в одной точке, которая плавно смещается от одного края к другому.
Чем больше угол наклона подвижного лезвия, тем меньше усилий требуется для реза. Но вместе с тем будет ухудшаться качество режущей кромки.
Существует широчайшее видовое разнообразие гильотинных ножниц:
Механические модели могут быть как ручными, так и с электрическим приводом. Ручные ножницы используются в том случае, когда режется на полоски сравнительно тонкий листовой металл небольших размеров. Длина реза в ручных моделях обычно не превышает 300 (мм). Для ручной рубки оптимальной толщиной является металл до 2 (мм).
Ручные гильотинные ножницы применимы в случаях единичного производства. Ножницами этого типа нередко оснащаются ремонтные участки и слесарные мастерские.
Гильотинные ножницы с электрическим приводом уже можно использовать для более серьезного производства. Электромотор дает возможность гильотине развивать достаточно высокую силу реза. На таком оборудовании можно без труда осуществлять рубку металла толщиной до 3 (мм) и даже более того. Длина реза в гильотинных ножницах с электромотором может превышать 2000 (мм).
Гильотинные ножницы с электроприводом нередко используются в серийном и массовом производстве. Такой техникой удобно распускать на полоски и заготовки прямоугольной формы листовой металл, который смотан в рулоны.
Как вырубать металл пневматическими и гидравлическими ножжницами.
Пневматические и гидравлические гильотинные ножницы
Гильотина с пневматическим и гидравлическим приводом мало чем отличается от ножниц с электромотором. Если в гильотине с электроприводом сила резания создается за счет зубчатых зацеплений редуктора, то в пневматических моделях лезвия приводится в движение потоком сжатого воздуха. В гидравлических же гильотинах режущее лезвия приводится в движение напором рабочей жидкости.
На сегодняшний день гильотины с электроприводом считаются устаревшими. Дело в том, что в таких ножницах используется большое количество трущихся пар. Как известно, контактные поверхности склонны к механическому износу.
Куда более надежными и долговечными являются пневматические и гидравлические модели. В таких гильотинах сила резания создается воздухом или жидкостью, которые выступают рабочим телом (рабочей средой). К сжатому воздуху, как и жидкости, не применимо понятие механического износа.
Конечно, для работы пневматического/гидравлического режущего оборудования необходимо использовать вспомогательную техник:
При установке современной техники для рубки металла на производственной линии должно быть место и для размещения силовой установки. Да, механические ножницы хоть и являются устаревшими, но иной раз куда проще использовать классическую технику с электроприводом. Она занимает меньше места и не требует дополнительных затрат на обустройство линии силового агрегата.
Наличие пресса в гильотинных ножницах
Мощные производительные станки для раскройки листового металла обязательно оснащаются прижимным устройством, то есть прессом. Пресс нужен для фиксации заготовки. Если хорошо прижать заготовку, то металл в процессе резки не будет растягиваться.
Гильотинные пресс-ножницы позволяют добиться при рубке металла достаточно высокой точности. Даже при рубке металла толщиной 2-3 (мм) точность достигает 0,2-0,4 (мм) на каждый погонный метр реза!
Разумеется, наличие прижимного устройства заметно усложняет конструкцию гильотины. Пресс делает станок более массивным, а вместе с тем и более тяжелым. Работа пресса обычно сопровождается повышенным уровнем шума.
Какой еще существует инструмент для рубки металла.
Зубила, крейцмейсели и подсечки
При рубке листового металла не нужно забывать про существование широкого спектра ручного инструмента. В прошлом многие технологические операции даже в серийном производстве осуществлялись ручным инструментом для рубки металла.
При работе с металлическими заготовками используется в основном ударный инструмент:
Касательно зубил и крейцмейселей, эти разновидности рубящих инструментов очень схожи между собой. Единственной разницей между зубилом и крейцмейселем является ширина режущей кромки. Крейцмейсели предназначены для тонкой работы, по этой причине эта разновидность рубящего инструмента имеет узкую режущую кромку.
Зубила более широкие. Зубилом обычно выполняют черновой проход. Крейцмейселем же ровняют неровные края и делают фигурную вырубку.
Отдельной категорией ручного рубящего инструмента представлены подсечки. Подсечка имеет широкое острие, которое жестко фиксируется к наковальне или ударной плите. На острую кромку подсечки кладется заготовка, после чего молотком или кувалдой, сверху, из заготовки вырубается требуемая часть.
Ручной рубящий инструмент в сегодняшнее время практически полностью вытеснили маленькие дисковые пилы, которыми удобно кроить тонкий листовой металл и прочие заготовки. Но несмотря на бурное развитие металлообрабатывающей техники в закромах у любого более-менее опытного мастера можно найти ручной ударный инструмент для рубки металла.
Ручной инструмент для рубки хорошо себя зарекомендовал при нечастом выполнении небольшого объема работы. Иной куда быстрее и проще срубить лишний металл зубилом, чем растягивать провода, подключать и настраивать какую-нибудь современную пильную технику.
Рубка металла высечкой
Еще одной разновидностью ручного рубящего инструмента являются высечки. Этот инструмент применяется для изготовления в листовом металле сквозных отверстий.
Высечка – закольцованная острая кромка, расположенная на торце удлиненной рукоятки. Высечка может иметь округлый или многоугольный профиль. Благодаря высечке в металле можно легко изготавливать отверстия требуемой формы и размера.
При помощи высечек получают не только отверстия в металле. В результате вырубки получается еще и ответная часть, из которой можно изготавливать различные шайбы, гайки, подложки, прокладки и много чего другого.
Слесарная рубка металла — инструменты, приемы, правила
Назначение слесарной рубки
Назначение слесарной рубки
Далее: Инструмент, применяемый при рубке металла
Рубка представляет собой операцию холодной обработки металлов резанием. Ударным инструментом при рубке служат слесарные и пневматические молотки, а режущим — зубила, крейцмейсели и канавочники. Точность обработки, достигаемая при рубке, составляет 0,4—0,7 мм.
В современном машиностроении к процессу рубки металла прибегают лишь в тех случаях, когда заготовки по тем или иным причинам не удается обработать на станках. Рубкой выполняются следующие операции: удаление излишних слоев металла с поверхности заготовок (обрубка литья, сварных швов, прорубание кромок встык под сварку и пр.); удаление твердой корки; обрубка кромок и заусенцев на кованых и литых заготовках; разрубка на части листового материала; вырубка отверстий в листовом материале, прорубка смазочных канавок и др.
Технолопия рубки металла зависит от рода работы. Производится рубка в тисках, на плите или на наковальне. Заготовки и отливки мелких размеров при рубке закрепляются в стуловых тисках. Обрубка дефектов сварных швов и приливов в крупных деталях осуществляется на месте.
Рубка металла ручным зубилом — очень трудоемкая и тяжелая операция. Поэтому необходимо стремиться максимально ее механизировать.
Средствами механизации рубки металла являются: замена рубки обработкой абразивным инструментом, а также замена ручного зубила пневматическим или электрическим рубильным молотком.
Рассмотрим вначале основные правила и приемы работ при ручной рубке. Приступая к рубке, слесарь должен подготовить свое рабочее место. Достав из верстачного ящика зубило и молоток, он располагает зубило на верстаке с левой стороны тисков режущей кромкой к себе, а молоток — с правой стороны тисков бойком, направленным к тискам.
Большое значение для рубки имеет правильное положение корпуса слесаря: при рубке надо стоять у тисков устойчиво, вполоборота к ним; корпус рабочего должен находиться левее оси тисков. Левую ногу выставлять на полшага вперед так, чтобы ось ступни располагалась под углом 70—75° по отношению к тискам. Правую ногу немного отставить назад, развернув ступню под углом 40—45° по отношению к оси тисков.
Молоток необходимо брать за рукоятку так, чтобы рука находилась на расстоянии 20—30 мм от конца рукоятки. Рукоятку обхватывают четырьмя пальцами и прижимают к ладони, при этом большой палец накладывают на указательный и все пальцы сжимают. Держать зубило надо левой рукой, не сжимая сильно пальцы, на расстоянии 20—30 мм от головки.
В процессе рубки зубило должно направляться под углом 30—35° по отношению к обрабатываемой поверхности. При меньшем угле наклона оно будет скользить, а не резать, а при большем — излишне углубляться в металл и давать большие неровности обработки.
Существенное значение для процесса ручной рубки в тисках имеет также правильная установка зубила по отношению к вертикальной плоскости неподвижной губки тисков. Нормальной установкой режущей кромки зубила следует считать.угол 40—45°. При меньшем угле площадь среза увеличивается, рубка становится тяжелее и процесс ее замедляется. При большем угле стружка, завиваясь, создает дополнительное сопротивление срезу, поверхность среза получается грубой и рваной; возможно смещение заготовки в тисках.
Рис. 1. Подготовка к процессу рубки металла: положение корпуса (а) и ступней ног работающего при рубке (б); приемы держания („хватка”) инструмента при рубке (в и г)
Рис. 2. Приемы рубки: а — по уровню губок тисков: б — по разметочным рискам; в — при малом угле наклона зубила; г — при большом угле наклона зубила
Рис. 3. Трудовые движения при установке зубила на рабочее положение (а, б, в) и при нанесении удара молотком: при кистевом ударе (г), при локтевом ударе (д) и при плечевом ударе (е)
Производительность труда слесаря при рубке зависит также от характера и места рубки, силы удара молотком и от темпа рубки. При рубке с применением кистевого удара делают в среднем 40—50 ударов в минуту; при более тяжелой работе и плечевом ударе темп рубки снижается до 30—35 ударов в минуту.
Размеры снимаемой зубилом стружки зависят от физической силы работающего, размеров зубила, веса молотка и твердости обрабатываемого металла. Наиболее производительной считается рубка, при которой за один проход снимается слой металла толщиной 1,5—2 мм. При снятии слоя большей толщины слесарь быстро утомлйется, а поверхность рубки получается нечистой.
Рубку хрупких металлов (чугун, бронза) следует производить от края к середине заготовки, чтобы избежать откалывания края детали. Иногда для этой цели с края заготовки напильником снимают фаску и тогда рубку ведут в обычном направлении. При рубке вязких металлов (мягкая сталь, медь, латунь) режущую кромку зубила рекомендуется периодически смачивать машинным маслом или мыльной эмульсией.
Рубку в тисках можно выполнять по уровню губок тисков либо выше этого уровня — по размеченным рискам. По уровню губок тисков чаще всего рубят тонкий металл, а выше уровня — широкие поверхности заготовок.
При обрубании широких поверхностей для сокращения времени следует пользоваться крейцмейселем и зубилом. Сначала крейцмейселем прорубают канавки, а затем срубают зубилом образовавшиеся выступы.
Чтобы правильно выполнять рубку, нужно хорошо владеть зубилом и молотком, т. е. правильно держать зубило и молоток, правильно делать замахи и ударять без промахов по головке зубила.
Рубка металла
Рубкой называется операция по снятию с заготовки слоя материала, а также разрубание металла (листового, полосового, профильного) на части режущими инструментами (зубилом, крейц- мейселем или канавочником при помощи молотка). Точность обработки при рубке не превышает 0,7 мм. В современном машиностроении к процессу рубки металла прибегают лишь в тех случаях, когда заготовка по тем или иным причинам не может быть обработана на металлорежущих станках. Рубкой выполняют следующие работы: удаление лишних слоев материала с поверхностей заготовок (обрубка литья, сварных швов, прорубание кромок под сварку и пр.); обрубку кромок и заусенцев на кованых и литых заготовках; разрубание на части листового материала; вырубку отверстий в листовом материале; прорубание смазочных канавок и др.
Производится рубка в тисках на плите или на наковальне. Заготовки больших размеров при рубке закрепляют в стуловых тисках. Обрубка литья, сварных швов и приливов в крупных деталях осуществляется на месте. Ручная рубка весьма тяжелая и трудоемкая операция, поэтому необходимо стремиться максимально ее механизировать.
Общие сведения
У любого режущего инструмента (зубило, резец, ножовочное полотно, напильник и т. п.) основной режущей частью является клин. Простейшие инструменты, у которых клин особенно резко выражен — это зубило и резец (строгальный, токарный). Клин как основа всякого режущего инструмента должен быть прочным и правильным по форме — иметь переднюю и заднюю грани, режущую кромку и угол заострения клина.
Передней и задней гранями клина называются две образующие плоскости, пересекающиеся между собой под определенным углом. Грань, которая при работе обращена наружу и по которой сходит стружка, называется передней. Грань обращенная к обрабатываемому предмету — задней.
Режущая кромка — это острое ребро инструмента, образуемое пересечением передней и задней граней. Поверхность, которая образуется на обрабатываемой детали непосредственно режущей кромкой инструмента, называется поверхностью резания.
Нормальные условия резания обеспечиваются благодаря наличию у режущего инструмента переднего и заднего углов. На рис. 4.2 показаны углы режущего инструмента.
Рис. 4.2. Схемы резания (а) и углы режущего инструмента (б)
Передний угол находится между передней гранью клина и плоскостью, перпендикулярной к поверхности резания, проведенной через режущую кромку клина. Обозначается это угол греческой буквой у (гамма).
Задний угол — угол, образуемый задней гранью клина и поверхностью резания. Обозначается греческой буквой ос (альфа).
Угол заострения — угол между передней и задней гранями клина. Обозначается греческой буквой (3 (бета).
Угол резания расположен между передней гранью клина и поверхностью резания. Обозначается греческой буквой 8 (дельта).
При работе режущего инструмента отделение слоя металла от остальной его массы с образованием стружки происходит следующим образом. Клинообразное стальное тело режущего инструмента под действием определенной силы давит на металл и, сминая его, сначала смещает, а затем скалывает частицы металла. Ранее отколовшиеся частицы вытесняются новыми и перемещаются вверх по передней грани клина, образуя стружку.
Скалывание частиц стружки происходит по так называемой плоскости скалывания MN, расположенной под углом к передней грани клина. Угол между плоскостью скалывания и направлением движения инструмента называется углом скалывания.
Рассмотрим действие клина при работе простого строгального резца, рис. 4.3. Предположим, что с заготовки Л требуется снять определенный слой металла резцом. Для этого устанавливают в станке резец так, чтобы он срезал металл до заданной глубины, и действием определенной силы Р сообщают ему непрерывное движение по направлению, показанному стрелкой.
Рис. 4.3. Резец с различными углами резани: А — изделие; Р — сила действующая при резании;
1 — резец; 2 — глубина снимаемого слоя;
Резец из прямоугольного бруска, лишенный углов клина (рис. 4.3а), не будет отделять стружку от металла. Он будет мять и давить снимаемый слой, рвать и портить обрабатываемую поверхность. Ясно, что работать таким инструментом нельзя. На рис. 4.35 показан резец из такого же прямоугольного бруска, но с рабочей частью, заточенной в форме клина. Такой резец легко отделяет стружку от остальной массы металла, причем стружка свободно сходит по резцу, оставляя гладкую обработанную поверхность.
Слесарная рубка металла
Одним из методов подготовки детали к чистовой обработке является рубка металла. Она относится к слесарным операциям. Её применение позволяет решить следующие задачи:
В справочной литературе описывающей слесарное дело подробно приводятся задачи, решаемые этой операцией и способы её проведения. Большое назначение слесарной рубки определяет её широкое применение в металлообработке и машиностроении. Она позволяет быстро и качественно разделить заготовки по заданным размерам.
Способы рубки металла
Технология слесарной рубки металла подразделяется на следующие виды:
Все виды рубки металла могут осуществляться как вручную, так и механически. Это определяется требуемым качеством получаемого изделия, количеством (производительностью), техническими возможностями (наличием ручного или механического инструмента).
При ручной рубке используются следующие способы: вертикальный или горизонтальный. Выбор способа зависит от возможности закрепления металла.
Она может зажиматься в тисках (если позволяют размеры и масса). Если это невозможно, заготовку располагают на наковальне или металлической плите. Горизонтальную операцию целесообразно производить с использованием слесарных тисков.
В оборудованных мастерских и на металлообрабатывающих предприятиях применяют различные виды механизированных способов рубки и резки металлических заготовок. К этим способам относятся:
В основу механизированных видов положены, механические, гидравлические или электрические принципы приведения в действие режущего инструмента.
Применяемое оборудование и инструменты
Этот перечень зависит от способа проведения работ. Ручная рубка осуществляется с применением:
Слесарное зубило конструктивно состоит из трёх основных частей: ударной, средней (держателя) и режущей (рабочей). Форма режущей части у каждого разная и зависит от решаемой задачи. Зубилом производят стандартную операцию рубки. Крейцмейсель обладает более узкой режущей кромкой. Канавочник предназначен для вырубания канавок, поэтому его режущая часть выполнена в форме полукруга. Бородок изготавливают из круглого металлического стержня, и имеет рабочую часть в форме окружности заточенной по периметру. С его помощью производят вырубку отверстий в листовом металле. Все ударные инструменты изготавливаются из прочной инструментальной стали.
Основными параметрами этих инструментов являются геометрические размеры, углы заточки режущей части. Для нанесения удара по верхней (ударной) части зубила применяется слесарный молоток. Они отличаются формой бойка (круглая или квадратная), методом крепления ручки, общим весом.
Вырубка небольших деталей, отверстий, отдельных частей производится с помощью крепёжного оборудования или на стальных подложках. Для надёжности крепления эта операция производится в тисках.
В качестве инструмента для разметки применяют различные слесарные линейки, угольники, разметочные штангенциркули, малки. Для нанесения отметок применяют: керны (различной модификации), чертилки с разной формой наконечников, карандаши. Применяемые инструменты изготовлены по разработанным стандартам
На промышленных предприятиях инструментом для рубки металла являются специальные станки. К ним относятся:
Они обладают высокой производительностью и позволяют проводить рубку даже очень толстого металла.
Угловысечные станки позволяют проводить угловую вырубку металлических изделий практически любой толщины. Высокой точности рубки добиваются благодаря наличию шкалы, позволяющей точно опускать инструмент в требуемое место и правильно заточенного набора зубил.
Прессы и штампы решают аналогичные задачи. В них применяют механические, гидравлические, пневматические и электрические приводы.
Ручной метод рубки металла
Приёмы слесарной рубки определяют последовательность действий :
При работе с полосовым металлом используют горизонтальный способ. Правила работ заключаются в следующем:
Во время ручной операции высока вероятность порчи заготовки или появления различных дефектов. Чтобы избежать этого, необходимо:
Эти рекомендации особенно необходимо соблюдать, когда производится рубка металлов профиля ПЗО.
Рубка металла гильотиной
На металлообрабатывающих, машиностроительных предприятиях, крупных мастерских применяется механизированная рубка металла. Наиболее распространённой является рубка с применением различных гильотин. Механизация рубки позволяет повысить качество рубленого края, осуществлять вырубку более толстого металла, увеличить скорость получения готовой заготовки.
Создание необходимого краткосрочного давления на лист металла позволяет произвести точную рубку по сделанной отметке и обеспечить высокое качество результата. Гильотинная резка обладает следующими преимуществами:
Кроме технических преимуществ, применение гильотины позволяет снизить себестоимость каждой детали и повысить производительность труда на этой операции.
Особенно важным является обстоятельство, что при такой резке удаётся повысить безопасность проведения операции.
Современные гильотины – это станки, оснащённые современными электронными блоками управления. Они способны задавать необходимые параметры перед проведением операции рубки.
Поэтому можно выбрать марку металла, требуемый угол среза, параметры проводимой операции (мощность, скорость, периодичность).
Возможные дефекты
При проведении этой операции всегда проявляются определённые дефекты. К основным дефектам относятся:
Каждый из проявившихся дефектов имеет свои индивидуальные причины. Первый дефект всегда проявляется при слабой фиксации обрабатываемой детали. Особенно этот дефект проявляется, если проводится процесс рубки на металлической станине без фиксации детали. Проявление этих дефектов вызвано следующими причинами:
Для их устранения необходимо выполнять не сложные правила:
При прорубании канавок, кроме перечисленных дефектов, могут появляться и другие. К ним относятся:
Чтобы предотвратить появление перечисленных дефектов необходимо соблюдать методики установленные инструкциями по применению конкретного оборудования и принятыми стандартами. Перед проведением операции осуществляется подготовка рубке самой заготовки, режущего инструмента и используемого станка.
При соблюдении правил подготовки и проведении операций рубки и вырубки получается ровный край, без дефектов и сколов.