Простые и удобные в работе ножницы для резки тонкого листового металла нетрудно изготовить в любой мастерской. Ими можно вырезать полосы одинаковой ширины без разметки линии разреза, одинаковые заготовки под прямым углом, обрезать полки угольников по заданной ширине. Выполнение этих операций простыми ножницами по металлу требует разметки, занимает много времени, да и линия разреза получается не всегда ровной, особенно если заготовка имеет большую длину.
Станину ножниц делают из двух угольников сечением 75х75 мм, длиной 200 мм, скрепленных между собой винтами М6.
Два одинаковых ножа длиной 120 мм изготовляют из старых плоских напильников сечением 8х35 мм или из инструментальной стали У7А или У8А.
Неподвижный нож прикрепляют к станине, подвижный - к рычагу винтами № 6 впотай.
Напильники следует отжечь при температуре 750-800° до темно-вишнево-красного цвета и медленно охладить на воздухе. Затем отрезать по длине, и просверлить в каждом из них по два отверстия для крепления. После того как отверстия просверлены, на смежных плоскостях напильников стачивают насечку на точильном камне. Затем ножи нагревают до температуры 8ЗО-900° (до светло-красного цвета) и быстро охлаждают в воде или минеральном масле. Чтобы они при закалке не покоробились, их следует опускать в воду вертикально. После закалки режущие кромки ножей затачивают и заправляют на бруске. Угол подъема рычага регулируют ограничителем так, чтобы плоскости ножей не выходили из соприкосновения.
1 - основание; 2 - винты крепления станины к основанию: 3 - винты, соединяющие угольники станины; 4 - винты крепления Ношей; 5 - гайки крепления рычага; 6 - шайба; 7 - прокладка; 8 - винт ограничителя; 9 - ограничитель; 10 - направляющая линейка; 11 - выдвижная планка; 12 - прижимной винт планки; 13 - отверстия для винтов крепления угловой накладки; 14 - стопор направляющей линейки; 15 - ножи; 16 - угольники станины; 17 - рычаг; 18 - винты крепления угловой накладки; 19 - угловая накладка для крепления обрезаемого угольника.
Рычаг делают из стали толщиной 8-10 мм, шириной 30 мм. Он должен быть достаточно жестким, чтобы обеспечить плотное прилегание рабочих плоскостей ножей друг к другу.
На станине установлена направляющая линейка, изготовленная из стали толщиной 6-8 мм. Она перемещается в пазах параллельно плоскости ножей.
Рабочие плоскости линейки прострагивают или опиливают строго под линейку и угольник. Расположение линейки на станине фиксируется двумя стопорами-барашками М6. В нижней плоскости линейки выпиливают или фрезеруют паз под прямым углом к передней кромке, в котором передвигается выдвижная планка сечением 20х2 мм, позволяющая вести отрезку заготовок под углом 90°. Положение планки закрепляется прижимным винтом М5 с шайбой.
Чтобы при обрезке на рычажных ножницах припуска полок угольник не изгибался, изготавливают из листовой стали толщиной 0,8-1 мм съемную прижимную угловую накладку. Она имеет сечение не равностороннего угольника. Одна полка должна быть на 1-1,2 мм меньше толщины направляющей линейки, на которой устанавливается угольник; другая - шириной 15 мм. В большей полке угловой накладки отверстия под винты распиливают круглым напильником на эллиптические.
Если при резке тонкого материала он гнется, значит плохо подогнаны плоскости ножей. Если ширина полки обрезаемого угольника не одинакова, угловая накладка установлена с большим зазором.
В зависимости от качества ножей на рычажных ножницах можно резать листовой материал толщиной до 1 мм. При этом не рекомендуется резать стальную или другую толстую проволоку, чтобы лезвия ножниц не зазубривались.
Готовые ножницы окрашивают масляной краской, кроме рабочих плоскостей, которые смазывают машинным маслом.
Станину прикрепляют к рабочему столу шурупами, болтами или струбциной. Ножницы будут переносными, если их укрепить на основание, выполненное из доски толщиной 30 мм размером 500х200 мм.
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:
- вид материала, с которым будут производиться операции;
- предельные габариты листа по толщине, длине и ширине;
- точность разделения;
- предельные габаритные размеры ножниц;
- 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.
Представленная гильотина, сделанная своими руками, работает по принципу рычажных ножниц, рассчитана для резки листового металла с толщиной не более 3 мм.
Она изготовлена из подручных средств, в частности из старого напильника и обрезков металлоконструкций.
Изготовление гильотины состоит из нескольких этапов. Сначала обязательно необходимо провести чертежные работы с целью точного определения габаритов изделия. Применяемый масштаб 1:1.
Также рекомендуется начертить кинематическую схему, с помощью которой можно будет определить динамические параметры подвижных деталей без учета действующих сил.
Нанесенные на бумагу чертежи деталей распечатываются на принтере, а затем вырезаются. Из вырезанных деталей собирается макет станка. Делается это для того, чтобы убедиться в правильности произведенных расчетов и точном соответствии габаритов, каждой отдельно взятой составляющей в контексте функционирования всего механизма в целом.
Очень важно определить показатель уровня реза. Он будет находится, на пересечении подвижного лезвия с основанием, которое условно обозначено проведенной карандашом линией.
Следующим этапом является подбор подходящих по размерам кусков металлолома с последующим шаблонным нанесением на них контуров будущих составляющих. Именно в этот момент бумажные обрезки из под мультипликации превращаются в важны трафарет.
В данном случае в роли заготовки выступили обрезки уголка и завалявшийся листовой кусок железа. И в результате интенсивных работ болгаркой либо газовым резаком были получены основные детали металлических ножниц. Это два уха, рукоятка, держатель тела и непосредственно само тело.
К телу гильотины крепится основание из двух обваренных уголков. Их толщина – 50 мм. Обратите внимание на учтенное пространство для заходов в режиме: “лист наверх”, “лист вниз”. Также предусмотрено свободное место для напильника. При этом исходить надо из параметров его толщины плюс необходимый зазор.
Затем при помощи крепежных болтов происходит процесс последовательной сборки. Рукоятка посредством двух ушей крепится к основной конструкции ножниц. После чего к ней же прикручивается один конец держателя тела. Второй стыкуется с рукояткой.
В итоге должен получиться, вот такой экземпляр. При условии недопущения ошибок на предыдущих этапах, момент полного прорезания должен происходить при достижении ручкой горизонтального положения. Также должно быть достигнуто минимальное перемещение рукояти на фоне максимального хода по радиусу.
Заготовкой для двух лезвий послужил обыкновенный старый, а потому сточенный, напильник. Для начала его следует разрезать на две части. В каждой из них сверлится по три отверстия для крепления. После этого происходит формирование профиля лезвия и непосредственная заточка кромок.
На изображениях показаны места крепления двух режущих ножей. Движению верхнего ножа не должны препятствовать остальные детали станка. Важно подвести профиль таким образом, чтобы по всей ширине реза, взаимодействие ножей происходило под углом в 6-8 градусов.
Готовые к работе самодельные рычажные ножницы при помощи зажимов или специально для этого просверленных отверстий надежно фиксируются на рабочей поверхности верстака.
При условии соблюдения основных технологических правил во время изготовления станка, он обязательно покажет очень высокую эффективность. И с легкостью будет резать как бумажные листики, так и 3-миллимитровое железо.
Видео: ручная гильотина своими руками для резки металла.
Рычажными ножницами раскраивают листовой металл, жесть, нарезают алюминиевые профили и проволоку. В магазинах представлено множество моделей от разных производителей любых категорий цен. Тем не менее, находятся умельцы, делающие своими руками этот полезный и несложный инструмент.
Устройство рычажных ножниц
Работа ручных ножниц по металлу основана на принципе рычага. Кроение материала осуществляется двумя режущими поверхностями длиной около 20 см. При этом одна поверхность жестко зафиксирована на основании, сюда приходится вся сила давления. Подвижный резак также закреплен на станине. В фиксированном лезвии выбран паз для перемещения ползуна. Он наподобие шарнира перемещается в одной плоскости.
На ползуне прикреплена подвижная часть ножниц. Рабочий ход ползуна составляет 15 — 32 мм. Подвижное полотнище оснащено длинной ручкой (около 50 см), которая увеличивает прикладываемое усилие в 20 и более раз. Поэтому металл разрезается довольно легко.
Корпус рычажных ножниц металлический, режущие поверхности из инструментальной стали. В среднем размеры инструмента составляют 56 х 18 х 45 см, весит около 30 кг. С помощью такого оборудования можно своими руками разрезать стальной лист толщиной 0,5 см, алюминиевый или латунный 0,6 мм, профиль сечением 6х70 мм или стальной прут №13.
Виды рычажных ножниц
Конструкции рычажных резаков не отличаются разнообразием, основное отличие в типе привода:
- ручные — наиболее примитивное устройство, воздействием на рычаг приводится в движение режущее лезвие;
- электрические — работают очень быстро, отличаются высокой производительностью. Кроение металла на таком оборудовании не требует никаких усилий от рабочего;
- гидравлические — мощные, запускаются в движение гидравлическим приводом. Широко используются при необходимости больших усилий, например, для рубки арматуры или прута.
Ручные ножницы подразделяются в зависимости от назначения и конструкции:
- с прямыми лезвиями — применяют только для резки по прямой линии;
- с искривленными резаками — ими вырезают элементы сложной формы и отверстия;
- стуловые — применяются для кроения толстых пластов бумаги;
- пальцевые — очень тонкими резцами проделывают отверстия;
- рычажные — стационарно крепятся на верстак.
Ручное рычажное приспособление позволяет выполнять проходную или прямую резку только по ровной линии.
Кроме того, инструменты различаются по длине исполнительных элементов:
- с коротким лезвиями для проходного кроения;
- с длинными режущими поверхностями — для прямого кроения;
- комбинированные ножницы для любых видов, в том числе контурной.
Кроение мелких деталей рычажными ножницами невозможно, они удобны для крупных работ по раскройке или рубке.
Инструмент может быть стационарного или переносного типа. Для работы оба вида крепко фиксируются на верстаке или станине. Только так можно точно и безопасно кроить металл. Чтобы закрепить портативные ножницы используют струбцины или болты.
Правила работы на рычажных ножницах
Перед началом работы необходимо надеть печатки, чтобы не порезаться острыми краями металлического листа!
- Накрепко зафиксируйте ручной инструмент на поверхности стола;
- лист металла разместите перпендикулярно лезвиям, удерживая основной рукой (правой у правшей);
- плавно и аккуратно следует нажать на рукоятку сверху вниз.
Во время работы нужно беречь ноги от падения отрезанных кусков металла. Особенно опасны падения ребром, поэтому нельзя работать босиком или в открытой обуви. Для установки ножниц выбирают только прочное, не шатающееся основание.
Самодельные рычажные ножницы
Вариант 1
чертеж рычажных ножниц: 1 — нижняя щека, 2 — фиксированное лезвие, 3 — подвижное лезвие, 4 — верхняя основа, 5 — винт для фиксации лезвия (2 штуки), 6 — болты 4 штуки, 7 — ножевой рычаг, 8 — серьга, 9 — рычаг, 10 — винт, 11 — болт для стяжки (2 штуки)
- Станина этой модели ручных ножниц собирается своими руками из пары уголков 7,5 х 7,5 х 0,8 см. Фиксированный нож с помощью пары винтов прикрепляется к горизонтальной основе. Для совмещения с подвижным лезвием верх основы срезается наполовину. В лезвиях проделываются отверстия, прозенкованы для винтов М8 длинной 24 мм впотай.
- На верхней основе с помощью шарнирных крепежей установлены: на нижней поверхности лезвие и рычаг ножа (размеры 6,5 х 3 х 0,6 см), на верхней части рычаг (24,5 х 1,8 х 0,7 см) и серьга (6 х 1,8 х 7 см), обеспечивающая подвижность.
Заготовки своими руками выпиливаются ножовкой. Лезвия вытачиваем из закаленной стали, угол заточки 30 градусов.
Сначала собираем все детали в готовый станок, налаживаем. После разбираем, красим. Когда краска подсохнет — собираем начисто.
Так как представленная конструкция довольно мала, она крепится на верстаке в тисках. Можно установить инструмент на верстак стационарно. Для этого основание приваривается к уголку, который винтами крепится к верстаку. Чтобы отрегулировать соотношение лезвий используются прокладки.
Вариант 2
Эта модель ручных ножниц дополняется подробным чертежом. Кроение металла производится парой лезвий длиной 10 см каждое. Подвижное лезвие крепится к кулисе на кривошипном механизме. Эксцентриситет кривошипа составляет 16 мм и дает максимальную амплитуду 3,2см. К его хвосту прикрепляем ручку длиной 50 см.
Рекомендуется сделать стационарный вариант ножниц, которые надежно один раз прикрепятся к рабочей поверхности болтами М10. Для крепежа предусматриваются лапки с отверстиями. Корпус рычажных ручных ножниц необходимо делать из качественной стали 45 или 40, а лезвия из марок Р18, Р9 или У10.
Сделанные по этому чертежу ножницы уже больше 2 лет успешно работают, справляются со стальным листом толщиной до 3,5 мм.
Видеоролик с подробным описанием чертежей, конструкции и изготовления рычажных ножниц по металлу: