Разновидности рычажных ножниц и рекомендации по применению

Рычажные ножницы с ручным приводом или электродвигателем — удобный, простой и компактный инструмент для резки металлических листов. Оборудование универсально: может использоваться как в хозяйственной мастерской, так и на предприятии по обработке сортового или листового металла.

Ножницы что это?

Ножницы представляют собой инструмент, предназначенный для разрезания или отрезания чего-либо.

Они появились очень давно.

Самый древний, известный на сегодняшний день, экземпляр относят к II-I тысячелетию до нашей эры.

Они напоминали пинцет, использовались для стрижки овец.

Электрический прибор

Вырубной инструмент может делать резы и в центре листа. Для этого в заготовке предварительно проделывается отверстие, и от него режущие кромки начинают резку. Этот инструмент носит название пуассоных ножниц, так как резка производится движущимся пуассоном. Вырубные ножницы для резки металлочерепицы могут быть исполнены и как насадка для электродрели.

Ножевой инструмент делится на два вида: шлицевой и листовой. Оба они имеют неподвижные нижние ножи и подвижные верхние. Привод верхних ножей осуществляется электродвигателем. Разница заключается только в профиле нижних лезвий.

У листовых две режущие кромки, а у шлицевых их три. Две нижних устанавливаются неподвижно на определённом расстоянии друг от друга, а верхняя при резке входит между ними.

Режущий пневматический инструмент

Профессионалы, работа которых постоянно связана с металлической резкой, обычно имеют в своём распоряжении большой набор инструментов. А у мастеров, которым не требуется прибегать часто к этим операциям, выбор инструмента должен зависеть от того, какие работы необходимо выполнять. Иногда даже используются самодельные рычажные ножницы для резки тонколистового металла.

Назначение и устройство ножниц на рычажном механизме

Во время производственного процесса постоянно возникает необходимость в делении целых частей материалов на более мелкие фрагменты. Чтобы облегчить работу, существует масса приспособлений и инструментов. Многие из приборов, будучи изначально изобретенными для мануфактурных целей, прочно вошли в наш повседневный быт: электрический фен (уменьшенный вариант сушки для форм), ножницы, микроволновая печь.

Большинство промышленных инструментов так и остаются в рамках производственного процесса, не проникая в наши дома. К типично профессиональному виду приспособлений относятся и ножницы по металлу настольные рычажные. Это механический инструмент для разрезания металлических листов, жести, а также стальных прутков и проволоки из прочих видов металла. Также производят ручные ножницы по металлу (которые держат в руке при резке) и электрические. Рассмотрим подробно один из типов – ножницы на рычажном механизме.

Устройство рычажных ножниц довольно замысловатое. Как было упомянуто выше, этот механический инструмент и работает по принципу рычага. Процесс разрезания происходит с помощью двух ножей длиной около ста миллиметров. Один нож – неподвижен, он прикреплен к опоре, она называется станина и принимает на себя всё давление, возникающее при работе. В большинстве инструментов по станине перемещаются подвижные части, в данном инструменте принцип такой же. В неподвижной части имеется паз, по которому передвигается крейцкопф (или ползун). Это такая деталь, которая совершает движения туда-обратно, как шарнир.

Другое полотнище свободно двигается на кулисе, которая подаётся крейцкопфом. Эксцентриситет (число, показывающее отклонение конического сечения от окружности) ползуна составляет от 16 до 32 миллиметров, причем 32 миллиметра – это максимальный рабочий ход крейцкопфа. На конце подвижного полотнища имеется ручка длиной 500 миллиметров. Использование этой ручки позволяет умножить прикладываемое усилие во много раз (более чем в 20), что облегчает резку металлического листа. Это объясняется тем, что передаточное усилие увеличивает давление на ножи, поэтому такими ножницами резать намного легче.

Особенности

Рычажные ножницы – простые и компактные изделия, оснащенные ручным или электрическим приводом. Оборудование считается универсальным, но относится к кузнечно-штамповочному типу. Такие ножницы размещают в частных мастерских, используют на предприятиях, которые занимаются обработкой сортового железа.

Конструктивные особенности рычажных ножниц скрываются во вращательном направлении режущего ножа. Существуют еще гильотинные ножницы, действие которых чаще поступательное. Основной сервопривод рычажных ножниц – кривошипно-ползунный элемент. Рычажные ножницы по металлу подразделяются на слесарные и стуловые.

Ручные одноплечевые изделия рассчитаны на резку листов 0,7-0,8 мм, вторые экземпляры обычно длиннее, а еще предусматривают возможность применения дополнительной зубчатой передачи. Она влияет на траекторию движения подвижной части, увеличивая ее. Однако усилия для работы требуется больше, что особенно важно, если инструмент оснащен ручным приводом.

Длина квалифицированных лезвий – важная особенность рычажных ножниц. В зависимости от этого параметра различают три основных вида:

• короткие;
• длинные;
• комбинированные.

Первые – самые небольшие по размеру, поэтому могут выполнять только проходную резку металла.

Вторые приспособления могут обеспечить кроение. При этом затрачивается минимальное количество времени на обработку.

Комбинированные изделия допускается применять различными способами. Этому инструменту доступна резка листов, профиля и прутьев, а еще можно выполнить контурные вырезы.

Любые рычажные ножницы не подходят для металлообработки мелких изделий. Этим инструментом можно кроить крупные полуфабрикаты и готовые элементы.

Рекомендации по работе с рычажными ножницами

В случаях, когда толщина обрабатываемого металла свыше 0,5 миллиметров, пользоваться ручными ножницами по металлу невозможно, необходимо прибегнуть к помощи более мощного инструмента – рычажных ножниц. Некоторые мастера называют их «силовыми» ножницами, и, как понятно из этого названия, они «сильнее» обычных. Работать нужно в специальных защитных перчатках, потому что можно порезать руки острыми краями листа.

Убедитесь, что ножницы крепко прикручены к рабочей поверхности. Металлический лист нужно расположить перпендикулярно ножам, держать полотно нужно ведущей рукой, у правшей – правой, у левшей, как известно – левой. О толщине полотна уже было сказано, однако, напомним, что максимальный размер стали листовой – 4 миллиметра, цветных металлов (латунь, алюминий) – до 6 миллиметров. Чтобы осуществить операцию успешно, следует установить лист под подвижный нож и плавно, без рывка, опустить рукоять вниз.

Работа по резке металла требует неукоснительного соблюдения техники безопасности, даже для опытных слесарей. Чаще всего, наблюдаются случаи порезов рук об острые края металлического листа, поэтому нужно одевать защитные перчатки (повторим для надежности это правило). Также распространены падения материала на ноги, что влечет за собой повреждения стоп и голеней. Особенно опасно падение листа ребром, а не плашмя, в этом случае возможно отсечение части конечности.

Инструмент должен быть правильно укреплен, то есть быть прочно прикручен к столу, а рабочий стол – не шататься. Необходимо поддерживать ножницы в чистоте и следить за их исправным состоянием. Работа на неисправном либо аварийном инструменте категорически запрещается по понятным причинам. В работе нужно соблюдать осторожность, сообщать о неисправностях и поломках инструмента, не пытаться их исправить самостоятельно. Нужно сообщить об инциденте слесарю по ремонту и наладке этого вида оборудования.

Работа на металлорежущем оборудовании опасна, с одной стороны, тем, что лезвия ножниц могут поранить руки рабочему, с другой стороны, работа с листовым металлом требует повышенного внимания и ответственности, так как заключает в себе дополнительную опасность порезов рук, ног и туловища. Одежда рабочего должна быть полуприлегающей и не иметь выпирающих и свисающих частей (длинных рукавов, косынок и прочего), чтобы исключить случаи зажимания частей одежды лезвиями инструмента.

• Распечатать

Принцип действия

Эксплуатация рычажных ножниц широка, особенно распространена в слесарном деле. Резка и надрезание металла, кроме инструмента, требуют некоторых навыков. Лист нужно правильно располагать между острием ножниц. Важно правильное давление верхнего ножа. Даже острота лезвия имеет значение. Например, чем лист тверже, тем оно должно быть качественнее заточено. Угол заострения должен исчисляться следующими параметрами:

• для мягкого листа – 65 градусов;
• средних листов – 70-75 градусов;
• твердых листов – 80-85 градусов.

Для уменьшения давления лезвия ножа уменьшают задний угол на 1,5-3 градуса. Для ножей рычажных ножниц предусмотрено использование высоколегированной стали. Боковые поверхности закаливаются, остро оттачиваются и шлифуются.

Средние размеры – 56*18*45 см, а вес около 30 кг. Острыми краями не только самих ножниц, но и разрезаемого металлического листа можно порезаться. Поэтому в работе обязательно рекомендуется использовать защитные перчатки. Принцип действия предполагает:

• фиксацию инструмента на краю рабочего стола;
• размещение основы перпендикулярно лезвиям;
• удержание одной рукой;
• плавное и точное нажатие на инструмент движением сверху вниз.

Описываемый принцип относится к самым простым ручным резакам, на которые нужно воздействовать своими руками. Меньше мышечного напряжения нужно для электрического инструмента. Нагрузка в этом виде ножниц приходится на электрический двигатель. Точность реза получается выше, а перекосов в работе меньше.

Современные рычажные ножницы, оборудованные электродвигателем, питаются как от аккумулятора, так и от сети. У ножниц есть блокировка запуска от непредвиденного включения. Среди аккумуляторных и сетевых вариантов первые чаще выбирают для домашнего использования, а вторые – для установки в цехах, на строительных объектах.

Для масштабного строительства лучшим вариантом будут гидравлические рычажные ножницы. Принцип работы инструмента схож с предыдущими вариантами. Различие заключается в напряжении, которое к острию поступает от гидравлического цилиндра или помпы. Вес подобного инструмента современных образцов варьируется от 4 кг, а натиск на металл – около тонны. Ножницы обеспечивают лучшее качество нарезки. Работать с инструментом безопаснее, а мобильность у них лучшая.

Ограничения рычажных ножниц и возможность их преодоления

Главный недостаток рычажных ножниц, не имеющих механического привода – необходимость совершать очень длинные перемещения, чтобы снизить усилие резки металла. Кроме того, при ручном приводе невозможно обеспечить постоянство скорости реза, что может ухудшать качество поверхности разделения металла. Удлиняя привод, приходится жертвовать габаритными размерами оборудования. Кроме того, удлинение плеча всегда ухудшает контроль за качеством прижима заготовки, и требует применения более мощных зажимов, удерживающих разрезаемый металл от смещения. При этом также нет возможности для качественного разрезания профильного проката: прутков, уголков и пр.

Указанные ограничения преодолеваются конструкциями с многозвенным рычажным механизмом реза, а также использованием различных способов усиления без участия мускульной силы. При этом механического привода не требуется.

Правила резки

В первом случае применяются преимущественно кинематические схемы с двумя рычагами. К основному рычагу (каждая из частей которого соединяется с другой частью при помощи общей оси), добавляется дополнительный, а его связь с основной парой достигается наличием цилиндрического стержня, имеющего реечный привод.

Реечный механизм состоит из следующих деталей:

• промежуточного рычага;
• возвратных пружин;
• поворотных скоб;
• винтовой пары, соединяющей рейку с промежуточным стержнем.

Этот способ, хотя и обеспечивает более высокое качество резки металла, но существенно усложняет схему рычажных ножниц. Изготовить такой вариант в домашних условиях весьма затруднительно, кроме того, усилие рабочего останется достаточно высоким.

Если вместо реечной передачи в промежуточном стержне разместить механический усилитель, то результирующая нагрузка заметно снизится. Такая разновидность ручных рычажных ножниц включает в себя, помимо основных рабочих элементов также:

• цилиндрический полый стержень;
• усилитель с самотормозящейся резьбой;
• соединительный стержень;
• подпружиненный фиксатор;
• противовес.

Наличие груза придаёт процессу резки металла ударный характер, за счёт чего удаётся повысить энергию реза, и разделять заготовки с большей толщиной или площадью поперечного сечения. Однако ударный характер приложения нагрузки утомляет рабочего (особенно при продолжительной работе), а амплитуда колебаний устройства на раме увеличивается. Для установки таких ножниц потребуются более надёжная опора и ровная поверхность пола. Производительность резки металла также снизится.

Наиболее современной считается трёхзвенная схема. В данном случае достигается требуемый компромисс между прилагаемым усилием и длиной перемещения подвижного инструмента.

Лучший выход из ситуации — использовать инструмент с многозвенным рычажным механизмом, заменяющим механический привод. Высоких показателей скорости и качества можно добиться, используя различные способы усиления, не предполагающие применения физической силы.

Многозвенный рычажный механизм сконструирован по кинематической схеме и имеет два рычага, соединенных между собой осью. Цилиндрический стержень в такой конструкции оснащен реечным приводом, включающим в себя:

• промежуточный рычаг;
• поворотные механизмы (скобы и возвратные пружины);
• соединения из винтовой пары.

Основным преимуществом реечного механизма является улучшение качества резки. Вместе с тем, существенное усложнение типовой схемы делает сложным сборку конструкции в домашних с условиях. Необходимость применять мускульное усилие при раскрое тоже является существенным недостатком подобных механизмов.

Улучшение конструкции при помощи механического усилителя с грузом

Альтернатива реечного механизма — механический усилитель. Это дополнение к стандартной комплектации состоит из:

• непосредственно усилителя, оснащенного самотормозящей резьбой;
• полого цилиндрического и соединительного стержня;
• фиксатора и противовеса.

Наличие противовеса — основное преимущество встройки механического усилителя, благодаря которому повышается энергия реза, позволяя делить заготовки с большей толщиной или диаметром сечения. Недостатки у подобного улучшения все же есть — снижение общей производительности и высокая утомляемость при работе с инструментом,вследствие постоянной нагрузки в течение коротких промежутков времени и повышенной вибрации при резке металла на оборудовании. Кроме того, монтаж таких ножниц может быть организован только на надежной и идеально ровной поверхности.

Трехзвенная схема рычажных ножниц

Одна из самых востребованных и современных альтернатив стандартной комплектации — рычажные ножницы, изготовленные по трехзвенной схеме.

Популярность трехзвенной схемы объясняется возможностью выполнять раскрой металлопроката с сечением до 10 мм, что в некоторых случаях достаточно даже для предприятий, занимающихся выпуском металлоизделий. С таким оборудованием легче работать вследствие оптимальной длины перемещения подвижной части и отсутствия необходимости применять большее усилие.

Рычажный инструмент представляет собой усовершенствованную типовую конструкцию, состоящую из:

• станины, изготавливаемой из двух одинаковых уголков;
• нижней рамы, являющейся основанием для основных узлов оборудования;
• верхней опоры со скошенной поверхностью, позволяющей уменьшить зазор между режущими частями;
• овальных крепежных отверстий под ножи в корпусе;
• серьги;
• соединительных компонентов.

Все элементы конструкции должны быть изготовлены из среднелегированной стали с маркировкой 35 и выше.

При выборе длины опоры следует ориентироваться на габариты заготовок, с которыми приходится работать чаще всего: основа должна быть примерно в два раза больше, чем ширина металлического листа. В любом случае, такие рычажные ножницы достаточно компактны — их легко установить их, используя верстак и тиски.

Крепление выполняется в посадочные отверстия с раззенкованной частью, находящиеся на одном уровне с основанием. Для облегчения работы и надежной фиксации механизма лучше использовать двухстороннюю оснастку из инструментальной стали высокой прочности.

Чтобы избежать порчи рабочего полотна, необходимо произвести термическую обработку и шлифовку. Еще одно важное условие успеха при монтаже рычажного оборудования — правильная подгонка оснастки и других частей. Зазор между движущейся и основной частями не должен быть выше 8% ширины разрезаемого металла.

Качественная сборка и установка с соблюдением вышеприведенной технологии позволит получить надежный, работоспособный, долговечный и эффективный инструмент.

Устройство и принцип работы

Принцип работы рычажного агрегата простой, однако, новичкам будет интересно узнать из каких элементов состоит этот инструмент:

• Литая станина, которая обеспечивает устойчивость ножниц при работе с заготовками.
• Прижимные механизмы, которые позволяют закреплять конструкцию на любой поверхности, переносить их с места на место. Это делает процесс резки простым.
• Опорная рама. Изготавливается из швеллеров, уголков.
• Поворотный рычаг с рукоятью.
• Оси, на которых закрепляются подшипники скольжения.

Отдельного рассмотрения заслуживает рабочая часть инструмента. Она состоит из двух лезвий – подвижного и неподвижного. Они должны изготавливаться из высокопрочного металла, чтобы была возможность разрезать разные материалы.