Делаем роликовые ножницы самостоятельно из подшипников

Роликовые ножницы и особенности резки листового металла

В металлообрабатывающей промышленности для обработки листового материала используются роликовые ножницы или ножи. Ножами этот инструмент называют по причине того, что его работа основывается на применении двух режущих дисков. Процесс резания основывается на том, что ролики вдавливаются в листовой материал с двух сторон — сверху и снизу. При этом происходит его разрезание без применения каких-либо острых ножей. Роль режущих и острых ножей играют ролики, которые соприкасаются стенками друг к другу с двух сторон.

Ролики не только режут листовой материал, но еще и облегчают процесс перемещения инструмента по поверхности листа. Это означает, что резать роликовым ножом не только удобно, но еще и эффективно. Если сравнить работу устройства с ручными ножницами, то следует отметить такие достоинства:

Скорость — разрезать лист стали роликовыми ножницами можно за считанные секунды, а использование ножниц требует много времени, которое зависит от длины разрезаемого материала
Качество реза — роликовый нож режет не только быстро, но еще и высококачественно. При этом отсутствуют сколы, искривления, изгибы и т.п. в месте получения реза
Физическая усталость — резание ручными ножницами требует прикладывания физических усилий, в то время как применение роликового инструмента исключает такую потребность. Для разрезания необходимо только перемещать ножницы роликовые по направляющим, выполняя тем самым разрезание листа стали

Роликовые ножницы классифицируют по типам ножей на три вида:

Они располагаются параллельно. Самая популярная разновидность режущего инструмента, который предназначен исключительно для раскроя материала на полосы, то есть резка выполняется в прямолинейном направлении
Имеют один наклон. Они предназначаются для нарезания не только ровных полос листового материала, но еще и для вырезания заготовок круглого и кольцевого типа
С несколькими наклонами. Такие роликовые устройства предназначаются непосредственно для нарезания разной формы заготовок — кольцевые, круглые, криволинейные и т.п.

После разрезания край материала не нуждается в дополнительной обработке, так как он получается ровным, без сколов и задиров.

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.

Чем разрезать лист металла в домашних условиях

В промышленности используются роликовые ножницы для резки листового металла заводского производства. Отличительными их особенностями является высокая точность, большой срок службы, а также отсутствие необходимости изготовления своими руками. Часто в домашнем хозяйстве возникает потребность в получении ровных полосок из листовой стали, которые используются для разных целей. Если нужна одна полоска, то нет необходимости покупать или делать такое устройство, так как можно использовать обычные ножницы по металлу. Если же необходимо раскроить весь лист или выполнять работы по раскрою регулярно, тогда обзавестись роликовым ножом необходимо обязательно.

Покупать такое устройство заводского производства не имеет оправданного смысла, так как цена составляет от 15 тысяч рублей и более, что зависит от конструкции, размеров и качества устройства. Роликовые ножницы для резки листового металла можно сделать своими руками в домашних условиях, воспользовавшись для изготовления имеющимися расходными материалами. Такой способ хотя и требует затрат времени, но зато позволяет сэкономить средства, получив в итоге универсальный режущий инструмент для раскроя листов из нержавеющей стали, оцинковки и т.п.

Это интересно!
Следует отметить, что роликовые ножницы подходят только для раскроя ровных листов, и разрезать ими листы с выступами и выемками нельзя, например, профнастил в поперечном направлении.

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.

Особенности изготовления инструмента самостоятельно

Если устали резать листовой металл ножницами или болгаркой, то отличной альтернативой на замену этих инструментов является роликовый нож. К числу достоинств этого устройства можно отметить бесшумность работы, а также отсутствие энергопотребления. Кроме того, имея такое устройство в домашнем арсенале, можно даже зарабатывать, когда соседям понадобится раскроить листовой материал из металла.

Покупка инструмента оправдана только в одном случае, когда необходимо выполнять работы в большом количестве. И даже в этом случае можно сделать устройство своими руками, чтобы пользоваться им в профессиональных целях. Конструкций рассматриваемых устройств бывает много, поэтому сделать устройство самостоятельно вовсе не трудно, если понимать принцип работы устройства.

При изготовлении самодельного инструмента надо учитывать следующие свойства:

Режущие ножи — их должно быть два, которые располагаются один сверху, а второй снизу. Ножи должны быть изготовлены из качественного сплава, который имеет прочность выше, чем разрезаемые материалы. В качестве ножей используют подшипники, которые полностью удовлетворяют описанным требованиям
Основание — одновременно выступает в качестве поверхности, на которой располагается лист стали, а также направляющим для перемещения роликовых ножниц при резке листа или нарезании полосок
Корпус приспособления — для изготовления обычно используется стальной уголок толщиной 3 мм и размером стенок 40-60 мм
Вспомогательные инструменты — они предназначены для закрепления листового материала к поверхности стола во время его разрезания

Это интересно!
Ресурс работы самодельных роликовых ножей достаточно высокий, и практически равен показателям заводских моделей. Срок службы заводских устройств составляет не менее 25 км, но при условии, если толщина разрезаемой стали не превышает 0,5 мм. Чем толще сталь, тем меньше срок службы инструмента.
На срок службы самодельного устройства влияет такой показатель, как качество его изготовления. Причем касается это даже качества подшипников, поэтому если беретесь за дело, то для этого понадобится соответствующий подход.

Инструкция по изготовлению

Продающиеся в магазине фабричные модели резаков, даже в стандартной комплектации, обойдутся в большую сумму. Цена предложенных на рынке моделей стартует от 20000 руб. Такие условия не выгодны в приобретении инструмента для домашнего использования или в небольшую мастерскую, да и использоваться он будет крайне редко.

Для начала конструируется основное тело инструмента, которое каждый подбирает под себя. Изготавливается главный атрибут станка – роликовый нож для листового металла. Материал из которого будет изготовлена деталь напрямую воздействует на долговечность и производительность агрегата. Как упоминалось выше характеристики прочности должны быть значительно выше аналогичных характеристик нарезаемого им материала. В ином случае минимальной проблемой станет низкокачественный рез, вынуждающий мастера чистить и обрабатывать кромки каждой нарезанной заготовки.

Схема для сборки роликового ножа

Своими руками, роликовые ножницы по металлу, в большинстве своем, изготавливаются из подшипников. Заточка торцов детали формирует режущие поверхности. Главный ролик, подключенный к приводу, крепится непосредственно на ручку. Нижний же устанавливается на неподвижную нижнюю часть станка. При наличии навыков обработки железных сплавов изготовление подобного устройства займет максимум чуть более недели, включая настройку агрегата.

Из чего сделать роликовый нож

С покупкой роликовых ножниц не возникает трудностей, так как такой станок можно найти в интернет-магазине, и заказать его. Трудность только в том, что на его покупку придется выложить немалую сумму средств, которые окупятся не скоро, если использовать такое оборудование не часто. С собственноручным изготовлением не понадобится никаких затрат, но самая большая трудность — это выбрать необходимые материалы, и собрать из них полноценные роликовые ножницы.

Использование самодельного станка позволяет разрезать такие виды материалов:

Оцинкованная сталь
Нержавеющая сталь
Алюминий
Стальные листы толщиной до 0,5 мм, например, оконные откосы металлопластиковых окон

Для изготовления режущих ножей используются подшипники. Диаметр этих подшипников зависит от размера корпуса роликового ножа, но обычно используется 20-30 мм шариковые подшипники. Чтобы подшипники обеспечивали разрезание материала, необходимо их торцевые грани сточить, сделав их строго под углом 90 градусов. Именно от этого зависит эффективность инструмента.

Это интересно!
Диаметр подшипников влияет на скорость реза. Чем больше размер подшипников, тем соответственно и выше скорость реза.

Перед тем, как сделать режущий инструмент роликового типа, надо разобраться с его принципом применения. Заключается применение на том, что самодельный нож движется по направляющим. В качестве таких направляющих используется угловая часть верстака или стола. На поверхности стола размещается разрезаемый лист, и чтобы рез получился ровным и аккуратным, его следует зафиксировать в неподвижном положении. Сделать это можно при помощи двух струбцин и деревянного бруска соответствующей длины. На лист укладывается брусок, а затем он фиксируется с двух сторон струбцинами, тем самым обеспечивая неподвижность во время обработки.

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.

Инструкция как сделать роликовые ножницы из подшипников своими руками

Как уже говорилось, вариантов изготовления самодельного роликового режущего инструмента много, но какой выбрать для себя, зависит не только от возможностей, но еще и наличия необходимых расходных материалов. Если понадобился простой самодельный роликовый нож, то сделать его можно из подшипников. Принцип изготовления простой, и для начала разберемся, какие инструменты и материалы понадобятся для того, чтобы его сделать:

Два подшипника 204 или 205. Использовать можно и другие подшипники, какие есть в наличии. Они не обязательно должны быть одинакового размера
Уголок 50-60 мм длиной до 30 см
Резьбовые соединители, шайбы, гайки и прочие мелкие расходники
Стальная трубка, из которой необходимо изготовить рукоятку для роликовых ножниц
Из инструментов понадобится сварочный аппарат, а также дрель и болгарка

Когда все необходимые материалы готовы к работе, можно приступать к делу. Инструкция по самостоятельному изготовлению роликового ножа имеет следующий вид:

Сначала необходимо подготовить уголок, так как он будет выступать в роли корпуса, на котором будут размещаться дополнительные элементы
Стачиваем кромку подшипников. Причем сделать это нужно так, чтобы в итоге кромка получилась с острым углом. На обоих подшипниках необходимо «снять» кромку, так как от этого зависит возможность применения роликовых ножниц по назначению
Далее необходимо просверлить отверстие в уголке, и закрепить на нем один подшипник. Для закрепления используется болт с потайной шляпкой. Для закрепления подшипника используется также шайба, за счет которой будет обеспечиваться надежный прижим к стенке уголка
Подшипник крепится так, чтобы его наружная обойма выступала на 1-2 мм сверху от края уголка. Немаловажно предусмотреть возможность его регулировки соприкосновения со вторым подшипником, подложив шайбы с внутренней стороны
С обратной стороны при закреплении подшипника нужно предусмотреть, чтобы шляпка крепежного болта была утоплена в основании уголка. Это надо для того, чтобы самодельный инструмент свободно перемещался по краю верстака. Если утопить шляпку не получается, то можно сделать для нее паз в конструкции верстака, что также вполне уместно при использовании самодельных ножниц
Первая часть работ на данном этапе считается выполненной, поэтому следует перейти к изготовлению второй части. Это рукоятка, второй подшипник, а также отгибатель листа
Используя аналогичный уголок длиной в 2 раза меньше, необходимо закрепить на нем второй подшипник. Предварительно уголок при помощи болгарки необходимо вырезать такой формы, как показано на фото ниже
На торцевую часть полученной заготовки необходимо закрепить подшипник, просверлив предварительно отверстие
Заготовку из уголка приварить к основной части так, как показано на фото. При этом важно учитывать, что верхний подшипник должен вплотную соприкасаться с нижним подшипником, а его наружная обойма должна располагаться на расстоянии к основанию уголка до 1 мм
В завершении необходимо присоединить ручку к получившейся установке, чтобы удобно было работать

В итоге получается самодельный режущий инструмент для резки металлических листов толщиной до 0,5 мм. При использовании устройства надо учитывать, что предназначается оно исключительно для работы с листовыми материалами. В процессе эксплуатации будет изнашиваться кромка подшипников, поэтому целесообразно предусмотреть при изготовлении возможность регулировки соприкосновения подшипников. Все подробности изготовления и применения такого инструмента на видео ниже.

Это интересно!
При вращении одного подшипника рукой, второй также должен вращаться, что говорит о правильности изготовления самоделки. Чем больше расстояние между торцевыми частями подшипников, тем ниже качество работы инструмента.
В завершении для примера стоит привести пример того, сколько стоит заводской роликовый нож, а также, какие технические параметры он имеет. Для примера рассмотрим станок марки Trim Cutter 3017 и его технические параметры:

Толщина листового металла максимальная — 0,7 мм
Вес устройства составляет 4 кг
Габаритные размеры — 220х180х260 мм
Стоимость от 25 000 рублей

Исходя из вышесказанного, можно отметить, что сделать роликовые ножницы для резки тонколистового металла своими руками вовсе не трудно. Для этого не понадобится много сил и расходных материалов. Уделив всего 3-4 часа свободного времени, можно сделать высокоэффективный режущий инструмент в домашних условиях. С роликовыми ножницами не понадобится думать, чем отрезать металлический лист при монтаже оконных откосов или как порезать оцинковку на полоски, так как с ним любые подобные работы выполняются легко, быстро и эффективно.

Трёхзвенные рычажные ножницы

Установлено, что схеме, которая будет описана далее, возможно производить резку сортового и листового проката с размером поперечного сечения до 10 мм, чего в большинстве случаев бывает достаточно не только для собственных нужд, но и для изготовления стальных изделий в рамках небольшого бизнеса.

Такие ножницы состоят из следующих узлов:

Станины, для изготовления которой понадобятся два равновеликих уголка с толщиной полки не менее 7 мм.
Нижней опоры, к которой крепится рабочий инструмент.
Верхней опоры, которая устанавливается в посадочное место, и имеет скос с целью уменьшения зазора между ножами в момент начала резки.
Корпуса, крепёжные отверстия под ножи в котором стоит выполнять немного овальной формы, чтобы компенсировать возможные погрешности установки инструмента.
Серьги.
Соединительной оси.
Крепёжных деталей.

Для изготовления всех деталей многозвенного механизма потребуется среднелегированная сталь марки 35 или выше.

Длина опорной рамы определяется максимальными размерами разрезаемого металла: габарит ручных ножниц будет в примерно два раза больше ширины заготовки. Тем не менее, конструкция получается достаточно компактной, и позволяет для своей установки использовать обычные слесарные тиски и соответствующих размеров верстак.

Схема крепления рабочего инструмента состоит в следующем. В оснастке, изготавливаемой из высокопрочной инструментальной стали марок У10 или У12 выполняются посадочные отверстия с раззенкованной конической частью, для того, чтобы крепление выполнялось впотай. Комплект должен включать варианты для разрезания профильного металлопроката. Для облегчения обслуживания оснастку стоит изготовить двусторонней. Далее производится термическая обработка до твёрдости не менее 54…56 HRC, и шлифовка с целью ликвидации вероятного коробления рабочего полотна. Готовая оснастка устанавливается в нижнюю и верхнюю посадочные части, и пригоняются один по другому таким образом, чтобы фактический зазор между подвижной и неподвижной частями не превышал 5…8% от толщины разрезаемого металла.