Ножницы по металлу своими руками. Мир самоделок - самодельные рычажные ножницы Настольные ножницы по металлу своими руками

Резка металла – один из самых популярных и распространенных способов обработки такого материала. При этом обязательным является использование специальные инструментов, которые предоставляют возможность осуществлять резку листового металла, поскольку сделать это без использования дополнительных приспособлений нереально.

Технология резки состоит в том, что на заготовку из того или иного материала воздействует режущий край инструмента. Острая режущая кромка инструмента движется по поверхности металла, разрезая его. Во время этого процесса срезаемый слой подвергается пластической деформации.

Резка металла в домашних условиях

Основными инструментами для резки в домашних условиях являются фрезы, диски, сверла. Использование таких инструментов дает возможность придать детали требуемую форму, отполировать металлическую поверхность, приводя ее к необходимым размерам.

При использовании таких способов на поверхность металла воздействует нож или другой станок. При этом очень важно, чтобы его резец имел более высокую твердость, чем заготовка, иначе никакого резания и не будет происходить.

Самым распространенным способом резки металла в домашней мастерской является механическая резка. Такой способ обработки материала является достаточно экономичным, способен обеспечить очень ровный край заготовки. Единственный его недостаток – обычно можно осуществлять только прямолинейную резку металла.

Роликовые ножи для металла

Очень часто в современной металлообрабатывающей промышленности для резки листового металла используются роликовые ножи. Работа такого инструмента заключается в работе двух основных его элементах – режущих дисках. Вращаясь в разные стороны, эти ролики-диски вдавливаются в материал, осуществляя его разрезание. За счет трения металла и ножей между собой заготовка продвигается по инструменту.

Чаще всего встречаются роликовые ножи по металлу, что состоят из двух роликов. В таком инструменте есть два вращающихся диска – нижний и верхний. Сейчас встречаются такие инструменты трех типов ножей:

• с параллельным положением;
• с одним наклонным;
• с несколькими наклонными.

Первая группа такого инструмента для резки предназначена в основном для разрезания материала на полосы.

Вторая группа – предназначена для нарезания металла на полосы, а также для круглых и кольцевых заготовок.

Третья группа в основном используется для резки кольцевых, круглых и криволинейных заготовок с небольшим радиусом.

Все такие ножи хорошо подходят для быстрого разрезания листового металла. При этом обрезанный край материала не нуждается ни в какой дополнительной обработке.

Самодельные роликовые ножи

Стоимость даже самых простых моделей роликовых ножей сейчас очень высокая. Поэтому приобретать такой инструмент имеет смысл только в том случае, если такая обработка листового металла будет проводиться очень часто. В противном же случае, для одноразового или периодического использования такая покупка себя не оправдает с материальной точки зрения.

В подобном случае более правильным решением будет попытаться изготовить такой инструмент своими руками.

Конструкций роликовых ножей может быть очень много, поэтому сделать самостоятельно нож не составит особого труда. Но основная часть инструмента – режущие ножи – должны быть изготовлены из самого качественного и прочного сплава, прочность которого превышает разрезаемый материал. В противном случае качество обрезанного края будет очень низким, потребуется его дополнительная обработка.

Обычно даже в заводских моделях роликовых ножей ресурс находится в пределах 25 км листового металла толщиной в 0,5 миллиметра. Если же резать листовой металл с большей толщиной, то и ресурс использования инструмента будет снижаться. Но после этого ролики можно наточить, в результате чего инструмент снова будет готов к работе.

Что же относится к ресурсу использования самодельных роликовых ножей, то он напрямую зависит от качества материала, из которого сделанные режущие части станка.

Из чего можно сделать ножи

В случае собственноручного изготовления такого инструмента основная проблема – выбрать подходящий материал, который и будет резать металлические заготовки.

Так, в случае необходимости резать не самый прочный листовой металл – алюминий, оцинкованную сталь и тому подобное, неплохим решением будет использовать обычные подшипники, торцы которых необходимо предварительно заточить.

Для врезания таких ножей в металл один из роликов – приводной, нужно установить на ручку, при помощи которой можно прижимать ножи к материалу. После этого останется только тянуть металл, удерживая ручку самодельного станка прижатой к основанию.

Чем большим при этом будет диаметр подшипников, тем большую скорость резания будет иметь такой ручной инструмент.

Таким образом, сейчас можно найти немало конструкций самодельных роликовых ножниц для резки. Самое сложное при этом – найти детали, которые можно будет использовать в качестве ножей. Для более удобного использования станка, сделанного своими руками, его можно будет дополнительно оборудовать направляющими, которые позволят ровно отрезать заготовку.

При этом готовый инструмент, в случае необходимости, можно будет устанавливать на любой металлообрабатывающее оборудование, к примеру, на листогибочный станок.

Рычажные ножницы по металлу служат подручным инструментом при раскраивании огромных листов металла или нарезании проволоки. В чем же необычность таких ножниц для нас, и где мы можем их применить?

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 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.

Рычажные ножницы – характеристики и виды инструмента

Теперь обсудим общие технические характеристики! Габаритные размеры данного инструмента стандартно составляют 560х175х460 миллиметров (длина, ширина, высота). Вес, в среднем – 30 килограммов. Ножи изготовлены из высококачественной инструментальной стали, марки У8-У10 или Р9, Р18. Максимальная толщина стального листа, который рекомендуется к обработке, составляет 5 миллиметров, а вот сечение стального профиля – 70х6 миллиметров (максимум). Выше, в описании, подчеркивалось, что ножницы на рычажном механизме годятся также и для резки прутков. Наибольший диаметр прутка из стали – 13 миллиметров, ширина – 300 миллиметров.

Этот вид инструмента может выполнять два вида резки металла: прямую и проходную, но оба вида – только по прямой линии. Резка с изгибами на этом инструменте невозможна. Прямая резка – это рассечение материала одним движением. А проходная – это отделение одной части от другой секционно, в несколько движений ножей, по принципу классических ножниц. По такому признаку, то есть согласно длине лезвий, инструменты тоже отличаются: с длинными лезвиями – для прямого реза, а с короткими – для проходного. Существует также и комбинированный тип ножниц – для прямой, проходной и контурной резки (вырезание контуров).

Таким образом, типов рычажных ножниц существует три: прямые, проходные, комбинированные.

Далее рассмотрим типы ножниц по возможности перемещения. Выпускаются ножницы портативного и стационарного типа. В обоих случаях инструмент должен быть надежно закреплен на рабочей поверхности. Это обязательное условие техники безопасности, и, кроме того, предотвращает искривление реза. Для закрепления переносной модели можно использовать струбцины – специальные зажимы, которыми прикручивают что-либо к верстаку либо скрепляют материалы между собой. Струбцина имеет винт, который, вращаясь, придвигает зажим к пластине, прочно затягивая материал между ними. В случае, когда рычажный инструмент планируется установить для постоянного пользования, нужно прикрепить ножки к рабочей поверхности стола болтами. Для болтов в лапках ножниц есть специальные отверстия, лучше использовать болты М10.

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.

В домашней мастерской или небольшом бизнесе по изготовлению изделий из тонколистового металла листовые ножницы по металлу, проще – гильотина – никогда не будут лишними. Приводной вариант можно установить, например, в гараже, а ручная гильотина вообще не займёт много места. При наличии довольно большого количества вариантов изготовления (в чертежах, видео или описаниях), а также некоторых приспособленных узлов от какого-нибудь списанного оборудования сделать самодельные ножницы по металлу – это доступная реальность.

Работа наиболее простых ножниц по металлу

Принцип резки гильотинными (листовыми) ножницами заключается в том, что ножевая балка устройства, к которой прикреплена подвижная часть инструмента, по рабочему торцу должна иметь угол в 1,5…3°, вследствие чего резка металла происходит неодновременно по всей ширине. Это снижает усилие резки, но требует приёма, который бы компенсировал сдвиг листового металла (жести, плотного картона и пр.) при резке. Таким образом, потребуется надёжный прижим.

Для привода самодельной гильотины можно применить электродвигатель небольшой мощности, поскольку энергоёмкость процесса невелика. Но по результатам расчёта максимального усилия резки часто достаточно и ручного привода, например, рычажного типа (в самодельных устройствах часто предлагается именно он). Потребуется также надёжное направление подвижных деталей в процессе резки, а также жёсткая опорная поверхность станины. В таком случае детали самодельной гильотины и само изделие не будут упруго деформироваться.

В чертежах обычно указываются пределы толщины и ширины листового металла, либо жести, на которые рассчитано устройство. Если же весь процесс получения листовых ножниц своими руками проводится самостоятельно, то проектирование начинают с уточнения силовых характеристик резки и выбора схемы механизма.

Исходными данными для выбора конструкции являются:

1. вид материала, с которым будут производиться операции;
2. предельные габариты листа по толщине, длине и ширине;
3. точность разделения;
4. предельные габаритные размеры ножниц;
5. тип привода.

Механические гильотинные ножницы

Ручное устройство — наиболее простое по конструкции. Оно включает в себя:

• опорный стол, на котором будет располагаться исходная заготовка;
• две или четыре стойки, которые будут обеспечивать ножницам прочность и устойчивость;
• поворотную ось с подшипниками скольжения (подшипники качения непригодны, поскольку зазоры при работе такой гильотины будут существенно изменяться, что быстро приведёт к заклиниванию);
• ножевую балку, в которой предусматриваются посадочные места под крепление сменных ножей;
• неподвижные ножи, которые монтируются на передней торцевой поверхности рабочего стола;
• рычаг поворотного типа, который будет производить силовое перемещение балки при резке;
• струбцины для фиксации металла.

Изготовление своими руками начинают со стола. Его размеры должны быть достаточными для удобного размещения заготовки, с учётом мест под фиксирующие струбцины: их должно быть как минимум две, по каждой из сторон листа. Толщина должна исключать прогиб под усилием деформирования. Проще всего приспособить стальную плиту, которую устанавливают своими руками на швеллеры. Места соединения можно скрепить болтами заподлицо с верхней поверхностью, а можно использовать и сварку. Передний торец обязательно шлифуется, чтобы обеспечить ровность последующего прилегания к нему неподвижного ножа.

Следующий этап – получение своими руками опорных стоек. Их обязательно следует сделать из цельного профиля. Подойдут квадратные трубы из качественной среднеуглеродистой стали, либо швеллер. Размер сечения можно легко вычислить по предельной нагрузке на стойки, которая складывается из собственного веса составляющих ручных гильотинных ножниц по металлу, и усилия резки Р, кН.

Последнее рассчитывается по зависимости:

P = B∙s∙σ ср ∙k,

k – коэффициент, учитывающий возможную неравномерность рабочего зазора, затупление режущих кромок, качество разрезаемого материала и т.д. Обычно k = 1,05…1.3;

В – наибольшая ширина листа металла, мм;

s – максимальная толщина металла, мм;

σ ср – предел прочности материала на срез, МПа.

Для наиболее употребительных в быту материалов данный параметр составляет, МПа:

• для малоуглеродистой стали – 280…290;
• для среднеуглеродистой стали – 300…400;
• для высокоуглеродистой и нержавеющей стали – 400…500;
• для жести, алюминия – 65…80;
• для меди, латуни – 180…200.

При сборке стоек своими руками обязательно необходимо выдержать параллельность опорных поверхностей и их перпендикулярность оси поворота ножевой балки. Для этих целей лучше пользоваться лазерным уровнем. Пол в месте установки ножниц необходимо сделать ровным и прочным. Не допускается установка своими руками оборудования на уплотнённый грунт, ламинат и прочие варианты покрытия бетона полимерами.

Особо ответственный момент – изготовление своими руками ножевой балки: её профиль необходимо сделать таким, чтобы в процессе поворота подвижные ножи постепенно входили в контакт с разрезаемым металлом. Для этого можно предусмотреть два варианта:

• профилирование по контуру сабли, с постепенным увеличением радиуса кривизны по мере приближения к ручке рычага;
• пирамидальный профиль с углом скоса не более 5…60 (при большем угле металл начнёт деформироваться и изгибаться в направлении оси поворота).

Саблевидный профиль сделать сложнее, зато он обеспечивает более плавное внедрение в разрезаемый металл.

Для лучшего направления корпуса его размещают либо в специальном пазе на столе, либо – при повышенных усилиях деформирования – проектируют специальные направляющие, которые своими руками крепятся к стойкам.

Ось поворота лучше сделать из качественной углеродистой стали, после чего закалить на твёрдость не ниже 42…45 HRC. Подшипниковые втулки изготавливают из бронзы ОФ10-1, имеющей хорошую износостойкость.

Для изготовления инструмента используют инструментальные стали У10 или У12, закаливаемые до твёрдости 48…54 HRC. Закалённые ножи тщательно шлифуют своими руками, после чего затачивают их под углом 85…90°. Значения зазора между ножами принимают в пределах 3…6% от толщины.