Різання металів

Різання металу відрізняється від рубання тим, що при різанні замість ударних зусиль застосовують натискні. При різанні металу надають потрібної форми і розміру за допомогою ножиць, ручних ножівок, приводних пилок та інших інструментів.

При різанні виконують такі операції:

відрізання — повне відокремлення частини матеріалу;

надрізання — неповне відокремлення частини виробу;

пробивання — повне відокремлення частини матеріалу, що є відходом, по замкненому контуру;

проколювання — вирізання у виробі незамкненого отвору, при­чому матеріал вирізки, що залишається, відгинається в який- небудь бік.

Різання металу застосовують при потребі відокремити від заго­товки яку-небудь її частину, при вирізанні кутів, пазів, розрізанні труб.

Залежно від розмірів і форми деталей та заготовок різання здійснюють різними інструментами. Дріт ріжуть кусачками, тонку листову сталь—ножицями, профільний матеріал — штабовий і круглий — ножівками, двотаврові балки і швелери — механічними ножівками, зубчастими дисковими пилками або електродуговим і газовим .різанням, труби — труборізами.

Інструмент для різання металів

Кусачки, або гострогубці — це щипці з гострими губками для відкусування дроту. Складаються вони з двох дугоподібних ручок, на кінцях яких є заточені загартовані гострі губки.

Виготовляють кусачки з інструментальної вуглецевої сталі У7 1 У8. Довжина кусачок — від 125 до 200 мм, ширина ріжучих губок — від 25 до 40 мм. Дріт закладають лівою рукою між губками кусачок, а правою рукою стискують ручки і перерізають його.

Ручні слюсарні ножиці (рис. 139) служать для різання листо­вого матеріалу товщиною до 1 мм. Складаються вони з двох шарнірно з’єднаних пластин з ріжучими загартованими губками, гостро заточеними і прошліфованими. Виготовляють ножиці із сталі У7 і У8.

Ручні слюсарні ножиці

Ручні слюсарні ножиці

Довжина ручних ножиць — до 300 мм, довжина лез — 50— 100 мм.

Матеріал закладають між лезами ножиць і пальцями правої руки, натискуючи на їх ручки, розрізають його. При різанні металу ножиці треба розтуляти не повністю, а частково, щоб вони тільки захоплювали лист, інакше вони не різатимуть, а виштовхуватимуть лист.

Коли ріжуть круглі диски, ножиці треба повертати проти годин­никової стрілки і стежити за тим, щоб вони не затуляли лінії роз­різу.

Стільцеві ножиці призначені для розрізання листового металу товщиною до 3 мм. Складаються вони з двох ручок, одна з яких вигнута під кутом 90° відносно другої і жорстко кріпиться в лещатах або прикріплюється до стільця чи іншої жорсткої основи (рис.140,а).

Стільцеві ножиці

Стільцеві ножиці

Довжина стільцевих ножиць — 400—1000 мм, довжина ручок—- 300—750 мм, довжина лез — 100—250 мм. Виготовляються вони з інструментальної вуглецевої сталі У8, У10. Ріжучі леза гартують і відпускають. Кут загострення лез—20—30°. При більшому куті різати ножицями важче, а при меншому — леза швидко затуплю­ються.

При різанні на стільцевих ножицях заготовку вміщують між лезами так, щоб верхнє з них збігалося з лінією розмічання на листі металу. Потім натискують рукою на одну ручку.

Під час роботи з стільцевими ножицями слід стежити, щоб леза були правильно заточені, щоб між їх площинами не було зазора, який виникає при спрацюванні шарніра, що з’єднує ручки ножиць. Якщо ж зазор є,— матеріал буде зминатися і в місцях розрізу утворювати­муться задирки.

Необхідно періодич­но змащувати ріжучі леза ножиць машинним маслом, інакше між дотичними площинами лез виникатиме сильне тертя.

Якщо ножиці справні, на їх ріжу­чих кінцях не повинно бути вм’ятин, викришування. Відрізані смужки ме­талу повинні мати гладкі краї.

Недоліком ручних і стільцевих ножиць є те, що вони вимагають чи­малих зусиль з боку слюсаря і не можуть забезпечити високої продук­тивності праці.

Полегшують і прискорюють працю слюсаря ручні електричні ножиці (рис. 140, б), які можуть різати сталь­ні листи завтовшки до 2,7 мм при швидкості різання 2 м/хв. Електромо­тор через черв’ячну передачу обертає ексцентриковий валик з шатуном, що приводить в рух верхній рухо­мий ніж. Нижній нерухомий ніж жорстко зв’язаний з корпусом но­жиць/

Застосовують також механізовані вібраційні ножиці, що насаджуються на шпиндель пневматичного дриля. Ними можна різати метал як по пря­молінійному, так і по криволінійному контуру з невеликими ра­діусами заокруглень.

Здебільшого слюсар користується при різанні металу ножівкою.

Ручна ножівка (рис. 141) — це ручна пилка, що застосовується для різання штабового, профільного і круглого металу, товстих листових матеріалів та ін. Складається ножівка з рамки — суціль­ної або розсувної і ножівкового полотна, закріпленого в рамці. В розг сувних рамках можна закріплювати полотна різної довжини.

Ножівки

Ножівки

Рамка має на одному кінці нерухому головку з ручкою, а на другому — рухому головку з натяжним гвинтом і гайкою. В обох головках є прорізи, в яких закріплюють полотно ножівки.

Полотно — це тонка стальна пластинка з вуглецевої сталі дов­жиною до 250 мм, шириною 15—25 мм і товщиною до 1 мм. Полотно натягають за допомогою натяжного гвинта і гайки.

На одній з вузьких граней полотна по всій його довжині нарізані зубці гострокутної форми. Шаг зуба — 1—2,5 мм. Кожний зубець являє собою різець з кутом загострення р до 50—60°. Передній кут у може бути додатним і від’ємним і досягає 12°, задній кута — 25—35° (рис. 142).

Кути зубців ножівкового полотна

Кути зубців ножівкового полотна

Чим міцніший оброблюваний метал, тим дрібніші повинні бути зубці полотна. Тонкі вироби ріжуться полотнами з частими дріб­ними зубцями; ширші — полотнами з більшими зубцями. Для дуже м’яких металів застосовують полотна з від’ємним переднім кутом зубця. Це забезпечує нормальний вихід стружки між зубцями. При різанні в’язких металів слід змащувати полотно рослинним або мінеральним маслом.

Для різання тонких листів застосовують полотна з 24—32 зуб­цями на довжині 25 мм, для штабового матеріалу — з 22—24 зуб­цями.

Верхня частина полотна ножівки має бути в’язкою, а зубці— твердими. Тому нижню ріжучу частину полотна гартують, а верхню— ні. Це зменшує можливість поламки полотна під час роботи.

Щоб зменшити тертя бокових сторін ножівки об розрізуваний матеріал і уникнути заїдання її в ньому, зубці ножівки розводять тобто відгинають їх по черзі на 0,25—0,5 мм в різні боки. Таким чином пропил (канавка), що утворюється при різанні, виходить ширший від товщини полотна ножівки. Полотна ножівок з крупними зубцями розводять так: один зубець вправо, а другий — вліво. Полотна ж з дрібними зубцями розводяться інакше: 2—3 зубці відводяться вправо, 2—3—вліво. При середньому розмірі зубців роблять ще так: один зуб відги­нають вправо, другий — вліво, а третій зовсім не відгинають іт. д.

Полотно ножівки вставляють в рамку кінцями в прорізи голо­вок. Зубці полотна мають бути спрямовані вперед від ручки в напрямі руху ножівки. Потім в отвори полотна і головки встав­ляють штифти і за допомогою барашкової гайки полотно натягають. Якщо його натягнути дуже, сильно або слабо, воно швидко пола­мається.

При слабому натягненні полотна буває, що воно «збочує», тоді проріз виходить косий. В таких випадках не можна виправ­ляти косий проріз, бо це завжди призводить до ламання полотна. Треба натягнути як слід полотно і починати різання з протилеж­ного боку невдалого надрізу.

В тому разі, якщо поламається хоч один зубець ножівки, роботу треба припинити, бо почнуть викришуватися сусідні зубці і зату­плятися всі інші. Якщо полотно зламається під час різання, не можна продовжувати роботу в початому прорізі новою ножівкою, бо вона не ввійде в цей проріз. Треба починати різати в новому місці або в крайньому разі спершу розширити старий проріз. Необ­хідно при цьому спершу видалити з прорізу застряглі зламані зубці.

Якщо на ножівці зламається зубець, слід сточити 2—3 сусідні зубці на наждачному кругові. Після того нею можна знову пра­цювати.

При різанні ножівкою матеріал міцно затискують у лещатах. Слюсар стає перед лещатами впівоборота до їх губок. Положення корпусу таке ж, як і при рубанні металу.

Ножівку під час різання тримають обома руками. Правою ру­кою тримають її так, щоб ручка упиралася в долоню, великий палець лежав поверх ручки, а інші — підтримували її знизу (рис. 143). Передній кінець рамки ножівки беруть лівою рукою і здійснюють зворотно-поступальний рух.

Як правильно тримати ножівку

Як правильно тримати ножівку

Процес різання складається з двох ходів: робочого, коли но­жівка йде вперед, і холостого, коли вона йде назад і різання матеріалу не відбувається.

Рухати ножівку треба без ривків, плавно. Під час роботи її не можна качати. Полотно ножівки повинне мати горизонтальне положення відносно площини різання. Треба, щоб працювало все полотно, а не тільки середина.

Працювати ножівкою, треба із швидкістю 30—60 подвійних ходів за хвилину. Якщо метал твердий, швидкість різання його менша. Від твердості металу залежить і сила натиску на ножівку. При робочому ході права рука надає ножівці поступального руху, а ліва здійснює вертикальний натиск і спрямовує рух інструмента. Коли ножівка при холостому ході йде назад, на неї не натискують, бо при цьому зубці швидко затуплюються.

Сила натиску на ножівку змінюється також залежно від величини поверхні різання.

Якщо, на початку різання ножівка буде сковзати по поверхні, то необхідно місце розрізування надрізати ребром напилка або надрубати зубилом. Не доходячи до кінця розпилу, треба ослабити натиск на ножівку.

При слабому затисненні матеріалу в лещатах, односторонньому розведенні зубців полотна, як і при слабому натягненні полотна ножівки, воно буде «збочувати» від наміченої лінії. В таких ви­падках треба виправити недоліки і розрізування почати в новому місці.

Треба стежити за тим, щоб під час різання полотно не нагрі­валося. Під час різання ручною ножівкою охолодження здебіль­шого не застосовують, однак, щоб зменшити тертя полотна об оброб­лювану деталь, його змащують машинним маслом або мастилом з сала чи графітної мазі. Розрізати метал ножівкою легше по його вузькій стороні. Чим ширший розмах ножівки, тим швидше розрі­зається матеріал.

Коли ріжуться невеличкі трубки і тонкі листи, краще затискати їх у лещатах між дерев’яними брусками, з якими вони разом і рі­жуться. Це сприяє кращому спрямуванню полотна ножівки, запо­бігає його поломці і сплющенню трубок.

Робота ручною ножівкою малопродуктивна, вимагає великої затрати фізичної праці. Крім ручних ножівок у слюсарній справі застосовують машинні або приводні ножівки.

Приводні ножівки (рис. 144), або механічні пили — це метало­різальні верстати. Складаються вони з чавунної станини, відлитої разом із столом, на якому затискують у лещатах оброблювану деталь. Лещата пересувають уздовж стола і повертають під певним кутом. Це дає змогу різати заготовку в межах 45° під різними кутами.

Схема приводної ножівки

Схема приводної ножівки

На станині встановлений хобот, в напрямних якого ходить рама, а в ній закріплене полотно ножівки. Хобот разом з полотном дістає зворотно-поступальний рух від електродвигуна.

Під час різання від тертя полотно ножівки сильно нагрівається, тому для його охолодження застосовують спеціальну емульсію (мильний розчин), масло або воду, які надходять до ріжучої частини ножівки через спеціальну трубку з резервуара.

Значно полегшує працю слюсаря ручна електрична ножівка. В корпусі ножівки знаходиться електромотор, на вал якого на­саджений барабан. В паз цього барабана входить палець, з’єд­наний з повзуном, на якому укріплене полотно ножівки. При обер­танні барабана полотно ріже метал.

Ножівку при різанні труби тримають спершу горизонтально, а в міру заглиблення полотна нахиляють її на себе. Коли ножівка попаде в незручне положення, трубу треба повертати. При різанні ж труб великих діаметрів застосовують спеціальні інструменти — труборізи різної конструкції. Труборізами ріжуть труби на частини і обрізають у них нерівні кінці.

Труборіз (рис. 145)—складається з кор­пусу, рукоятки і стальних різальних роликів (дисків), що встановлюються по зовнішньому діаметру труби і врізаються в її стінки при натисненні гвинта.

Труборіз

Труборіз

Для різання труб середніх діаметрів за­стосовують труборізи з одним і трьома різаль­ними дисками. Працюючи з однодисковим інструментом, слюсар повинен, крім коли­вальних рухів, робити ручкою труборіза пов­не коло. Зручніший для роботи тридисковий труборіз, який ріже одночасно в трьох місцях, і працюючи ним слюсар робить лише коли­вальні рухи рукою вперед і назад. В такому труборізі два ролики встановлені на нерухо­мих осях в корпусі і можуть на них обер­татися, а третій ролик встановлений на осі в гвинті.

При різанні труб останні треба закріпляти, щоб стінки їх не зминалися. В лещатах затискувати труби незручно. Тому їх затискують в спеціальних пристроях — трубних притискачах (рис. 147), що складаються з рами з верхньою відкидною частиною, на якій е сухарик з уступами для затискання труб різних діаметрів.

Притискач для закріплення труб

Притискач для закріплення труб

Для різання труб великого діаметра вико­ристовують ланцюговий труборіз (рис. 146) або труборіз з хомутом. Такі труборізи багатодискові. Щоб привести їх в дію, треба ка­чати ручку з невеликим розмахом. Труби з діаметром від 85 до 108 мм рекомендується різати спеціальним труборізом. Замість роликів у ньому різальним інструментом є різець, а натиск в процесі різання здійснюється гвинтом.

Ланцюговий труборіз

Ланцюговий труборіз

Коли труба затиснута в притискачі, труборіз встановлюють на трубу, обертанням рукоятки навколо своєї осі наближують ріжучу частину до її стіни і обертають труборіз за ручку навколо труби або качають його вгору і вниз, підтискуючи рукояткою ролик після кожного оберту. Це треба ро­бити доти, доки труба не буде пов­ністю перерізана.

Як охолодну рідину при рі­занні труб застосовують масло чи емульсію.

Треба стежити за тим, щоб під час роботи не перекошувалась руч­ка труборіза. Якщо утворився пе­рекіс, перекошений обріз труби обпилюють напилком. Не слід ви­правляти перекіс труборіза під час роботи, бо ролики можуть при цьому зіпсуватися.

Після різання труб треба старанно зачистити місце розрізу, щоб усунути задирки.

Приклади різання ножівкою

Різання тонкого металевого листа. Тонкий лист затискують між дерев’яними прокладками і ріжуть разом з ними. Якщо в листі треба вирізати кутові або криволінійні прорізи, застосовують но­жівку полегшеної конструкції — лобзик (рис. 148). В лобзику замість полотна вставлена тоненька вузька пилочка, зубці якої мають нахил до ручки. Лобзиком пиляють на себе або згори вниз, тримаючи його за ручку знизу, якщо лист покладено горизонтально.

Лобзик

Лобзик

Різання по розмітці здійснюють точно по розміченій рисці або поруч з нею, причому залишають тоді припуск 1—1,5 мм для наступного обпилювання.

Різання штаб. Штаби ріжуть по вузькій стороні, бо ножівка натискує при цьому на меншу площу і різання відбувається швидше. Ріжучи штабу, ножівку нахиляти на себе не можна, інакше зубці її зачіплятимуться об ребро штаби і поламаються (рис. 149).

Різання штабового металу

Різання штабового металу

Прорізування шлиців на головках гвинтів. Щоб зробити про­різи (шлиці) в головках гвинтів під викрутку, їх затискують у лещатах в м’яких губках (щоб не зіпсувати різі). Для дрібних гвинтів застосовують особливі ножівки з тонким полотном із спеціальної сталі.

В більших гвинтах прорізують шлиці звичайною ножівкою. Для прорізування широких шлиців застосовують ножівку з двома скріпленими між собою полотнами.

Різання пруткового металу. В слюсарній практиці допус­кається різання круглого металу вручну діаметром до 70 мм. Метал з більшим діаметром ріжуть на відрізних верстатах.

На прутку позначають рискою потрібну довжину і затискують його у лещатах. Відрізуваний кінець повинен висуватись із губок лещат настільки, щоб головкіи ножівки при різанні не зачіпали бокової частини лещат. Щоб полотно ножівки не ковзало під час різання по окалині, по рисці прутка роблять пропил тригранним напилком. В цей пропил вставляють полотно ножівки і ріжуть метал.

Якщо при різанні ножівка починає «збочувати», пруток повер­тають і знову ріжуть. В кінці різання відрізуваний кусок треба підтримувати.рукою, щоб він не відламався, бо при цьому на заготовці може бути вирвана частина металу.

Причини браку і техніка безпеки при різанні металу

Щоб продовжити строк служби полотна ножівки, рекомендується спочатку використовувати його для різання м’яких металів, а вже після деякого притуплення зубців — для більш твердих металів.

Полотно ножівки має бути міцно і правильно закріплено в рамці. Якщо воно натягнуте туго, то може лопнути і поранити слюсаря, а якщо натягнуте слабо — може вискочити з рамки або відійти вбік, даючи косий розріз.

Брак може бути при неправильному затискуванні оброблюва­ної деталі в лещатах, в результаті якого вона пошкоджується і зми­нається; при недодержанні потрібних розмірів, коли непра­вильно зроблене розмічання або різання провадиться не по рисці.

Не можна користуватися но­жівкою без ручки або з полама­ною ручкою, бо гострим кінцем головки ножівки легко поранити руки.

Треба міцно закріпляти в ле­щатах оброблюваний матеріал, щоб він не випав на ноги слюса­рю. В кінці різання (особливо при різанні важких предметів) треба зменшити натиск на но­жівку і підтримувати рукою від­різувану частину, щоб вона не впала на ноги.

Ні в якому разі не можна здувати ротом металеві опилки, з місця пропилу, бо вони мо­жуть при цьому попасти в очі.

Спосіб анодно-механічного різання матеріалів

Цей спосіб широко застосо­вується для різання металів, а також для заточування і доводки твердосплавного інструмента. Він розроблений в В. Н. Гусєвим.

Установка для анодно-механічного різання металів

Установка для анодно-механічного різання металів

Установка для анодно-механічного різання металів (рис. 150) живиться постійним струмом низької напруги. Оброблювана заго­товка підключається до позитивного полюса джерела струму і є анодом, а інструмент (різальний диск) — до негативного полюса і є катодом.

Обробка здійснюється при обертанні диска і подачі на нього заготовки, причому в робочу зону подається спеціальна робоча рідина, що утворює на поверхні заготовки плівку, яка погано проводить струм. В залежності від густини струму процес обробки проходить або за рахунок оплавлення часточок заготовки в місці різання, або за рахунок їх електрохімічного розчинення.

При високій густині струму нагріваються і оплавляються ча­сточки заготовки, які, прагнучи переміститися до катода, попа­дають в шар плівки і відцентровою силою обертового диска викида­ються з робочої зони.

При невеликій густині струму виділення теплоти незначне і обробка протікає при безперервному усуненні диском продуктів електрохімічного розчинення металу заготовки і внесенні ним же в місце різання свіжої робочої рідини. Таким чином, витрата плів­ки безперервно поповнюється і диск поступово заглиблюється в за­готовку, чим власне і здійснюється обробка.

Твердість диска може бути значно нижча від твердості оброблю­ваної заготовки. Диски виготовляють з сталі, міді, чавуну.

Швидкість знімання металу визначається густиною струму і напругою, а також тисненням і швидкістю переміщення диска. При невеликій густині струму досягається висока чистота поверхні. Робоча напруга при анодно-механічній обробці становить від 10 до 30 в; густина струму коливається в широких межах: від 1—2 а/см2 при доводці різального інструмента до 300—400 а/см2 під час рі­зання заготовок. Швидкість обертання диска становить від 8 до 20 м/сек; питомий тиск диска на оброблювану поверхню — 0,5— 1,5 кг/см2.

Механізація різання металів

Листовий метал ріжуть на паралельних гільйотинних ножицях (рис. 151), а також за допомогою електроножиць або роликових ножиць.

Паралельні гільйотинні ножиці

Паралельні гільйотинні ножиці

Електроножиці (рис. 152) призначені для різання листо­вого металу як по прямій лінії, так і по кривому контуру при найбільшій товщині листа 2,7 мм.

Електроножиці

Електроножиці

Корпус електроножиць складається з корпусу електродвигуна 1 і картера ножової головки 2. Вал електродвигуна обертається в двох шарикопідшипниках. Рух від вала до ексцентрикового валика 3 передається через черв’як, що сидить на передньому кінці вала, і черв’ячне колесо, що сидить на ексцентриковому валику. Скоба 4 з нижнім ріжучим ножем 5 прикріплена до картера ножової го­ловки.

Шатун 6 з запресованим шарикопідшипником 7 насаджений на ексцентриковий валик 3. Своєю нижньою головкою він насаджений на палець 8 ножового важеля 9. Верхній рухомий ріжучий ніж 10: прикріплений гвинтами 11 до ножового важеля 9; який в процесі різання здійснює поворотно-качальний рух навколо нерухомої осі 12, закріпленої в картері ножової головки 2.

Відстань між картером і скобою 4 регулюється набором про­кладок, що дозволяє змінювати величину заходу ріжучих ножів. При малому заході ножів ножиці не різатимуть метал. Нормальна величина заходу повинна становити 3—5 мм при верхньому поло­женні рухомого ножа.

Для підтримки електроножиць під час роботи служить рукоятка 13. Продуктивність електроножиць — близько 2 м/хв.

Різати листові матеріали можна і за допомогою змінних головок для електродвигуна з гнучким валом (рис. 153).

Змінна головка для електродвигуна з гнучким валом

Змінна головка для електродвигуна з гнучким валом

Змінна головка до електродвигуна з гнучким валом дає можли­вість різати листовий метал товщиною до 2,5 мм з продуктивністю близько 3 м/хв. Верхній ніж У, який має поворотнопоступальний рух, закріплений на кінці повзуна 2% що одержує поворотнопоступальний рух від ексцентрикового валика 3,. який приводиться в дію через зубчасту передачу 4 і 5 від вала 6. Нерухомий нижній ріжучий ніж 7 прикріплений на скобі 5. Величина зазора між но­жами і заходом ножів регулюється гвинтами 9 і 10.

При роботі згаданими електроінструментами треба додержувати правил безпеки.

Стежити за тим, щоб корпус електроінструмента був заземлений. На час роботи одягати гумові рукавиці. Працюючи електроінстру­ментом у вогких приміщеннях, треба одягати калоші, підстилати під ноги гумові підкладки або дерев’яні сухі щитки.

При найменшій несправності електроінструмента треба припи­нити роботу і здати його на перевірку. Під час перерви в роботі і при всякому вимиканні струму електроінструмент треба відклю­чати від електричної сітки. Не можна тримати електроінструмент за провід або ріжучу частину.

Ріжучі пристрої вставляють в електроінструмент і виймають з нього лише після виключення електроінструмента.

Запитання для повторення

  1. Чим відрізняється різання металу від рубання?
  2. Який інструмент застосовують для різання металів?
  3. Для чого застосовують кусачки?
  4. Яке призначення ручних слюсарних ножиць?
  5. Для чого застосовують стільцеві ножиці?
  6. Як проходить процес різання металу стільцевими ножицями?
  7. Що таке ножівка та яке її призначення?
  8. Що таке ножівкове полотно та як воно закріплюється?
  9. Який кут загострення має зубець ножівкового полотна?
  10. Для чого зубці ножівки розводять в різні сторони?
  11. Яким повинне бути положення корпусу робітника під час різання металу?
  12. Як треба тримати ножівку?
  13. Від чого залежить сила натиску на ножівку?
  14. Яка будова електричної ножівки?
  15. Що являє собою труборіз?
  16. Розкажіть про приклади різання металу ножівкою.
  17. В чому полягає спосіб анодно-механічного різання металу?
  18. Розкажіть про сучасні способи механізованого різання металу.
  19. Розкажіть про причини браку під час різання.
  20. Яких правил техніки безпеки треба додержувати під час різання металу?
Tagged: