Рубка металла: каким слесарным инструментом выполняется

Обработка листового или профильного металла при подготовке деталей или создании заготовки часто требует удаления некоторой части материала. Разделка листа, получение отдельной детали, подгонка по месту установки – все это требуется при создании продукции, в строительстве и домашнем хозяйстве.

Дома такая операция также возможна, сложная оснастка для этого не потребуется. О том, каким инструментом выполняется слесарная операция «рубка металла», знает каждый хозяйственный человек.

Слесарная рубка металла — что это такое?

Рубка состоит в запланированном и контролируемом образовании требуемой формы детали из листового металла Процесс входит в перечень стандартных операций слесарного дела, уровень сложности – низкий.

Суть: удалить лишний материал по намеченной форме и размерам с помощью буквально пары инструментов.

Слесарная рубка металла

На лист-заготовку наносится разметка, практикуется обработка заготовок по установленному шаблону.

Затем с небольшим отступом от линии ударами по зубилу молотком проводится разделение материала.

При аккуратных действиях качество детали будет достаточно высоким.

Единственная потребность – последующая обработка краёв: из-за ударного способа воздействия края будут выглядеть рваными.

Для чего применяется эта операция?

• удаление припусков и кромок на готовом изделии;
• получение готового изделия и листовых заготовок;
• снятие окалины и других дефектов товарного вида;
• получение углублений (канавок, пазов и т.д.).

Кому нужна эта операция?

• работникам машиностроительных и ремонтных организаций, литейных цехов, в автомобилеремонтных мастерских – там, где идёт работа с металлом;
• в строительстве и ремонте (внутренние и наружные работы);
• специалистам, занимающимся ремонтом техники;
• обывателям для домашних и хозяйственных нужд.

Применяемое оборудование и инструменты

Этот перечень зависит от способа проведения работ. Ручная рубка осуществляется с применением:

• режущего инструмента (зубила, крейцмейсель и так далее);
• слесарного молотка (его выбирают по весу и длине ручки);
• тисков;
• металлической подложки;
• инструмента для разметки.

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:

• гильотины;
• прессы (гидравлические и механические);
• пресс-ножницы;
• угловысечные станки.

Они обладают высокой производительностью и позволяют проводить рубку даже очень толстого металла.

Гидравлическая гильотина управляется электронным блоком. С его помощью задают параметры будущей операции. Устанавливают вид металла, угол среза, величину давления на нож, скорость резания. Кроме гильотины для решения этих задач применяют так называемые комбинированные агрегаты. К ним относятся режущие станки (пресс-ножницы) и узкоспециальные (угловысечные станки, прессы и штампы). Пресс-ножницы применяются для рубки листов и полос металла, фасонного и сортового проката. Они хорошо справляются с профильным металлом, например, швеллер, двутавровый прокат, квадрат. С их помощью получают ровные отверстия и различной формы пазы.

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.

Какие операции выполняются при рубке металла?

При выполнении рубки следует помнить об обязательных операциях. Все применяемые приёмы напрямую влияют на продуктивность и качество результата.

Транспортировка металла

Транспортировка металла, предназначенного для обработки, проводится вручную или с помощью механизации. Тележка, носилки, подъемно-транспортное оборудование вплоть до балочного крана – в зависимости от массогабаритных характеристик.

Разметка выполняется при достаточном освещении.

В процессе рубки не будет лишним периодически проверять ее, если применялись стираемые средства (карандаш или мел).

Все работы руками сопровождаются положением тела и стойкой ногами.

Сидеть при процессе неэффективно, так как снижается усилие удара. Небольшими изменениями положения тела возможно варьировать угол удара и подбирать наиболее эффективную позу.

Исключение составляет работа на станке. Инструкции по безопасности и технологический процесс содержат полный объем рекомендуемых действий. Регламент обычно содержит все требования и рекомендации.

Стоять по отношению к месту выполнения ручного реза необходимо в пол-оборота.

Расстояние между столом и телом – примерно половина корпуса или как удобно в конкретный момент.

Для приложения на край детали силы, достаточной для деформации и срезания, оптимально удержание с помощью тисков. Изделию следует выступать из губок на пару миллиметров от линии разметки – иначе требуемые размеры не будут соблюдены.

Удержание инструмента – уверенное, все движения – выверенные и без излишней спешки.

В целях техники безопасности и одновременно создания наиболее мощного удара нужно держать рукоятку за 1-2 см от конца, а не возле головы. Держать зубило – с 2-3 см между рукой и ударной частью.

Операции при рубке металла

Нанесение удара молотком по зубилу рекомендуется по центру ударной части. Для выдерживания наибольшей точности взгляд при ударе нужно концентрировать на соединении острия и материала. Если смотреть на ударную часть, появляется высокий риск схода режущей кромки с нужного места.

Обработка толстого металла производится в несколько подходов. Рекомендуется чередование заглубления и выемки металла из канавки. После этого — последующее срубывание по образовавшейся небольшой толщине.

Рубка замкнутых профилей (труба круглая, квадратная, прямоугольная или иная) выполняется с равномерным их поворотом. Производится удар с разрезанием некоторой длины, трубка проворачивается, рез повторяется. Отламывание допускается только незначительной остаточной полосы, а не всей трубки.

Возможные дефекты

При проведении этой операции всегда проявляются определённые дефекты. К основным дефектам относятся:

• обрубленная кромка получается не прямолинейной;
• не сохраняется параллельность обеих кромок детали;
• край детали получается рваным с заусенцами и большой шероховатостью.

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:

• деталь не достаточно надёжно закреплена;
• произошло смещение нанесённой маркировки;
• процесс производился ударами, превышающими необходимую силу;

Для их устранения необходимо выполнять не сложные правила:

• Проверить прочность закрепления заготовки;
• Соблюдать точность расположения детали относительно нанесённой маркировки;
• Проверить параметры заточки инструмента.

При прорубании канавок, кроме перечисленных дефектов, могут появляться и другие. К ним относятся:

• рваные кромки канавки;
• глубина канавки разная по длине;
• сколы на конце канавки;

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.

Какие есть способы рубки металла?

Способы достижения цели возможно классифицировать по ряду признаков.

Поставленная цель:

• очистка края или поверхности;
• разделение заготовки на части простой формы (прямоугольники, треугольники) или чуть более сложной (многогранники, округлые силуэты);

• вырубка сложной конфигурации, для чего потребуется изменение направления рубки и определенное количество времени;
• удаление объема металла на заданные глубину и ширину.

Слесарный инструмент:

• ручного типа: молотки, зубила и прочие орудия;
• механизированного типа: группа машин и конструкций, с помощью которых разделение по линии производится с меньшими затратами труда и времени.

Вектор движения рабочего инструмента (влияет на необходимое усилие и общую организацию работ):

• вертикальная рубка (воздействие режущего острия ведётся сверху);
• горизонтальная (вырубка выполняется под углом к горизонту, заготовка закрепляется вертикально).

Необходимость в фиксировании:

• не требуется – достаточно поправлять рукой;

• минимальное прижатие – потребуется тяжелый предмет;
• надёжная фиксация – в тисках, струбцинами или зажимами;
• при работе на оборудовании – с помощью интегрированных станин-прессов.

Качество результата напрямую зависит от применяемых средств. Тип и состояние инструмента (машины), механические свойства материала и его толщина, скорость работы и опыт человека – эти факторы имеют огромное значение.

Что называют ручной рубкой металла?

Это слесарное дело не имеет высокой сложности. Желательно предварительное зажатие полуфабриката – так будет обеспечена устойчивость детали, снимутся колебания. Для этого потребуется мощное основание: металлический стол, тумба или рама с тисками. Обычная мебель или подручные предметы не подойдут.

Для создания усилия и передачи его на рез нужен инструмент. Техника рубки – обеспечить небольшое углубление для гарантированной установки острия и выполнение основного, рубящего удара.

Основное движение называется «замах». Он зависит от требуемой силы удара и выполняется движением, основывающимся вокруг одного из следующих суставов:

• кистевой – для несильных ударов и точных манипуляций;
• локтевой – основной вариант, подходит для ударного воздействия при установившемся режиме работы с малыми и средними толщинами;

• плечевой – для наиболее мощного удара при работе со большой толщиной или серьёзной окалиной.

Рубка металла
Усиливается удар от повышения массы молотка и длины его рукоятки. Чем тяжелее ударный инструмент, тем сильнее будет воздействие на режущее острие. Таким образом можно получить точный и достаточно чистый рез.

При сильном ударе сразу очень высока вероятность схода режущей кромки и повреждение материала. Нередки случаи повреждения инструмента и даже травмирования. Поэтому спешка и невнимательность не приветствуются.

Ручной способ рубки оптимален для единичного производства и домашних условий. Он хорош своей универсальностью, но обладает рядом недостатков:

• не самая высокая производительность;
• необходимость в запасе времени;
• результат в большинстве случаев потребует доработки кромки (снятие тонкого слоя, шлифование).

Полуавтоматический

Возможно, это название не совсем верно, но суть способа в том, что для разрубания заготовки используются различные механически станки — гильотины, ускоряющие и упрощающие процесс и обеспечивающую гораздо более аккуратный рез.

При их использовании обработанный край получается ровным, на нем отсутствуют зазубрины и заусенцы, обычные для работы зубилом, а также не нарушается геометрия самого изделия. Отсутствие неровностей на получаемой кромке существенно экономит время, так как необходимость в дальнейшей обработке отсутствует.

Для использования гильотины достаточно положить на нее металлический лист и опустить ручку. Резак, усиленный гидравликой, механикой или пневматикой легко прорубит заготовку по всей ширине.

Подобные механизированные устройства пользуются популярностью на небольших производствах, но по-настоящему производительными считаются электромеханические гильотины.

Приспособление для рубки металла — гильотина

Разделка сталей и более мягких сплавов может требоваться постоянно и в больших объёмах. В производственных условиях, домашних мастерских и небольших частных цехах находят применение станки и устройства с различной степенью механизации:

• ручная гильотина – сооружение рамного типа, имеющее в основе длинный твердосплавный нож;
• пресс-ножницы – гильотина, приводимая в движение электрическим или пневматическим приводом;
• пресс – более обстоятельный агрегат, изготовленный в виде полноценного оборудования;

• станок для высечки – позволяет обработать лист металла и получить в нём отверстия требуемой формы и плотности.

Устроена гильотина сравнительно просто. На фундамент устанавливается несущая рама, на которой монтируются остальные узлы. Корпус, ножи, привод, трубопроводы (кабельные трассы) и органы управления создают техническую возможность рубки листового и другого проката, например, швеллер или уголок. Довершается агрегат защитными ограждениями и системами сигнализации.

Ручная гильотина

Интересна гильотина наличием диапазона регулируемых параметров:

• тип металла и его механические характеристики (обработка алюминиевого сплава и легированной стали потребует приложения отличающихся усилий);
• оптимальный угол α, «альфа» (характеристика взаимного расположения задней грани инструмента и разрезаемой поверхностью);

Схема гильотины

• скорость подачи ножа;
• рабочее давление, создаваемое ножом.

Настройка проводится механическими или электронными компонентами.

Пресс-ножницы

Основное достоинство механизированного оборудования – высокое КПД и возможность работы с большими толщинами. Механизированной промышленной оснастке присущи как гибкость в применении, так и высокая специализация:

• разделка листового проката любой толщины в зависимости от мощности установки;
• создание уникальных угловых вырезов;

• проработка проёмов в сортовом и фасонном прокате;
• получение узкоспециализированных объектов (к примеру, канавок во вкладышах и втулках подшипников – помимо резания здесь также задействуется и рубка).

Какова суть раскройки металла?

Вне зависимости от задействуемой оснастки весь процесс рубки сводится к следующему.

Заготовку необходимо разметить – нанести форму отсекаемого элемента с учётом размеров и допусков на толщину реза. Последнее часто забывают – между тем для рубки металла следует запланировать рез от одной толщины заготовки.

При разметке важно задействовать максимум полезной площади – для этого оптимально предварительное планирование размещения. Особенно это касается сложных по форме изделий, а траектория их вырубки может получить ограничения по направлению и углам.

При рубке металла первая задача – закрепить материал. Это выполняется с помощью тисков или другого прижимного устройства. Популярна для этого обычная наковальня или просто массивный кусок металла.

Рубка металла

Если работа производится силами механизации, дальнейшие операции сводятся к перемещению заготовки относительно опускающегося ножа. При ручной вырубке отсечение потребует как минимум 2 шагов:

• первоначально производятся слабые удары по намеченной линии – это требуется для установки контура рубки;
• по готовности всей линии или отдельной ее части (при сложной траектории) выполняется рубка – режущему инструменту сообщаются мощные удары.

В результате этого режущая кромка проходит именно по нужной линии отсечения лишнего. Без предварительной наметки движение острия будет затруднено, появляется риск его выхода на тело будущей детали.

Когда работа проведена по одной стороне, лист переворачивается, процесс повторяется для обратной стороны. При толщине материала более 2-3 мм это почти гарантированно потребуется. Если рубить сразу всю толщину, качество кромки будет неудовлетворительным.

Рубка металла

В результате описанных последовательностей постепенно удаляется металл по периметру, проявляется форма детали. При этом большую важность имеет безопасность: отдельные куски материала способны отлетать с большой скоростью.

Для предотвращения травмирования необходимо:

• надевать перед началом работ слесарные очки и перчатки;

• стараться сбить металл в таком направлении, чтобы его части не попадали на людей;
• организовать отсутствие посторонних в рабочей зоне, для чего допускается применение ширм;
• удары молотком – наносить без излишней силы, стараться не бить по тискам.

Весь рабочий инструмент следует содержать в целостности и порядке.

Если работа выполняется без тисков («горизонтальный» метод), суть не меняется:

• заготовка укладывается ровно, ее можно прижать так, чтобы линия реза была свободна (тяжелым предметом, струбциной);
• зубило предварительно затачивается – до получения требуемой степени остроты и кривизны;

• рубку производят в 2 этапа (подготовительно-наметочный и силовой), сплошной линией в одном направлении;
• при изгибании заготовки, если это мешает, периодически восстанавливается ее плоскостность (ударами молотка).