Обрубка металла. Способы, инструмент для обрубки металла

29.04.2021 Автор: VT-METALL

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Суть слесарной рубки металла
• Способы рубки металла
• Инструменты для рубки металла
• Ручной и механизированный методы рубки металла
• Возможные дефекты при рубке металла
• Правила безопасной работы при рубке металла
• Цена на услуги по рубке металла

Рубка металла – процесс, позволяющий решить множество разнообразных задач, начиная от банального разделения заготовки на две или более частей и заканчивая удалением с детали заусенцев. То есть данный способ обработки металла весьма и весьма востребован.

На первый взгляд, работа по рубке металла не слишком сложна. Тем не менее, как и любая другая технология, она имеет свои нюансы. Если их не учитывать и делать все, как придется, на выходе с высокой вероятностью получится совсем не то, что планировалось изначально.

Суть слесарной рубки металла

Слесарная операция, в процессе которой заготовку разделяют на несколько частей, называется рубкой металла. Разделение металлических изделий производится по специальной предварительно нанесенной разметке. Рубку выполняют вдоль или поперек заготовки. Достоинства этого способа обработки металла заключается в том, что после окончания действий требуется минимальная финишная работа, что в свою очередь сказывается на снижении себестоимости готовой детали. Хотя иногда рваные края готового изделия, полученного в результате рубки, могут нуждаться в шлифовке.

Несмотря на некоторое сходство, не следует путать рубку и резку металлических изделий:

• В первом случае для разделения заготовок используют удар острым резцом в специально обозначенное место. Сам инструмент располагается перпендикулярно разрубаемой поверхности или под незначительным углом к ней.
• При резке детали разделяют с помощью специальных режущих инструментов (пилы, ножниц, автоматизированного оборудования).

Технология рубка металла используется при обработке труб, арматуры, металлических прутков разного сечения, листового железа.

Рубка металла – распространенная слесарная операция, применяемая в случаях, когда необходимо:

• подогнать заготовки под определенный размер;
• выровнять поверхности деталей;
• отделить окалину;
• обработать кромки изделия;
• удалить заусенцы с заготовки;
• сформировать края для последующей сварки;
• вырубить детали из металлических листов;
• обрубить крепежные головки;
• сформировать канавки и пазы.

Благодаря широкой сфере применения, эта операция используется как на малых предприятиях, так и на крупных машиностроительных заводах. Примитивную рубку листового металла и других металлических заготовок можно выполнять и в бытовых условиях.

Определение

В первую очередь необходимо определиться с тем, что же представляют собой приемы рубки металла, а также с их назначением. Легко понять, то сам по себе этот процесс предполагает разделение объекта на несколько частей. Это верно и в отношении металла. Данный метод в достаточной мере универсален и может применяться практически для всех видов заготовок, от листов и прутков до труб и крупного проката. Разумеется, для решения этих задач потребуется различное оборудование.

Все виды приемов рубки имеют основное сходство — они предполагают обработку с помощью ударного или гидравлического инструмента, который прорывает металл. В этом состоит основное отличие технологии от резки, в которой основным типом воздействия является давление.

При условии соблюдения ряда правил рубки металла, простейшие операции можно производить в домашних условиях. Более сложные работы обычно проводятся в мастерской, а на крупных предприятиях различные методы используются для серийного производства изделий.

Перед тем как перейти к следующему разделу, необходимо обозначить еще один момент, а именно соотношение между резкой и рубкой. Многие компании, специализирующиеся на металлообработке, для своих клиентов не разделяют эти методы. Такой подход дает больше свободы в выборе оптимального способа обработки.

При этом резка и рубка металла имеют множество различий, основными из которых является метод воздействия и применяемые инструменты. Большинство слесарей, не говоря уже о крупных предприятиях, используют обе технологии в зависимости от того, какой результат необходимо получить.

Способы рубки металла

Рубку металла классифицируют в зависимости от:

• поставленной задачи – выделяют распиловку, вырубку, снятие малой части, слоя заготовки;
• приводящего усилия – разделяется на ручную и автоматизированную/полуавтоматизированную вырубку;
• принудительной фиксации – выделяют обработку с использованием зажимов, тисков, специальной станины, пресса;
• направления движения – различают горизонтальную и вертикальную рубку.

При выборе способа обработки металлических изделий, ориентируются на:

• используемое оборудование;
• толщину заготовки;
• необходимый уровень качества готовой детали (допустимы ли гнутые кромки, получаемые при ручной рубке, или нужен более ровный и качественный срез, достигаемый при использовании автоматического оборудования);
• производительность (для изготовления крупной партии деталей нужно специальное оборудование, приобретать его для того, чтобы получить одно или несколько изделий – экономически нецелесообразно).

Инструменты для рубки металла

Выбор инструментов для рубки металла зависит от используемой технологии. Для ручной обработки понадобятся:

• режущий инструмент (зубило, крейцмейсель и др.);
• слесарный молоток (подходящей массы и с ручкой соответствующей длины);
• тиски;
• металлическая подложка;
• инструменты для нанесения разметки.

Слесарное зубило используется для стандартной рубки металлических заготовок и состоит из:

• ударной части;
• держателя;
• рабочей (режущей) поверхности.

Инструмент может оснащаться разными по форме режущими поверхностями в зависимости от того, какую задачу предстоит решить с его помощью.

У крейцмейселя, в отличие от зубила для рубки металла, режущая кромка более узкая. Рабочая часть канавочника полукруглая, чтобы было удобнее вырубать канавки в заготовках. Бородок имеет форму круглого стержня с заточенной по периметру окружности режущей частью. Он предназначен для вырубки отверстий в листовом железе.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Для производства ударных инструментов используют прочную сталь. Отличаются они геометрическими формами и углами заточки рабочей поверхности. По верхней части зубила ударяют слесарным молотком. Молотки бывают с бойками круглой или квадратной формы, между собой они различаются способом крепления ручки и весом.

Для рубки мелких металлических деталей, вырубки отверстий используют крепежное оборудование или стальные подложки. Фиксируют заготовки тисками.

Разметку выполняют слесарными линейками, угольниками, разметочными штангенциркулями, малками. Отметки наносят на заготовку различными кернами, чертилками с наконечниками разной формы, карандашами. Инструменты для разметки должны соответствовать определенным стандартам.

VT-metall предлагает услуги:

Рубку металла на предприятиях выполняют на специальном оборудовании:

• гильотинах;
• гидравлических и механических прессах;
• пресс-ножницах;
• угловысечных станках.

Мощность и высокая производительность оборудования позволяет работать даже с толстостенными металлами.

Управление гидравлической гильотиной для рубки металла осуществляется с помощью электронного блока. В специальную программу заносятся параметры обработки, вид металла, угол среза, сила давления на нож, скорость работы.

Также на предприятиях пользуются комбинированным оборудованием:

• Режущими станками (пресс-ножницами) – для работы с профильными металлическими заготовками (швеллерами, двутавровым прокатом, квадратом), металлопрокатом, листовым и полосным металлами. Такое оборудование позволяет делать в заготовках ровные отверстия и пазы различной формы.
• Узкоспециальной аппаратурой (угловысечными станками, прессами, штампами) – для угловой вырубки заготовок независимо от толщины металла. Специальная шкала и правильно заточенное зубило позволяют добиваться высокой точности результатов. Прессы и штампы оснащаются механическими, гидравлическими, пневматическими и электрическими приводами.

Виды ручного слесарного инструмента по назначению

В процессе ремонта мастеру могут потребоваться различные работы по металлу: гибка, рубка, сверление, опиливание, нарезание резьбы. Решение перечисленных задач возможно с использованием специализированного слесарного инструмента, который всегда под рукой. По назначению его можно разделить на несколько основных групп. Ниже мы рассмотрим, где применяется каждое устройство.

Ударный и разметочный инструмент:

• Слесарные молотки, кузнечные кувалды применяются во многих технологических операциях: рубке, гибке, правке.
• Кернерами выполняют разметку металлических, а также неметаллических материалов.
• Зубила используют для рубки металла.
• Крейцмейсели позволяют вырубать шпоночные пазы, канавки. От зубил они отличаются более узкой режущей кромкой.
• С помощью чертилок и циркулей проводят точные разметочные работы.
• Бородки предназначены для пробивания отверстий в листовом металле.

В процессе выполнения слесарно-сборочных операций применяют различный шарнирно-губцевый инструмент. К нему относят пассатижи, плоскогубцы, круглогубцы, щипцы, клещи. Слесарными тисками фиксируют детали с целью их последующей обработки.

Инструмент для нарезания резьбы:

Наружную резьбу нарезают плашками, внутреннюю – метчиками. Плашкодержатели и воротки – это приспособления для вращения ручного резьбонарезного инструмента.

Устройства для резки и механической обработки металла:

Напильники и надфили служат для опиливания деталей, заготовок. Ножовками режут листовой, профильный металл, а также выполняют другие виды работ. Ручные ножницы предназначены для резки листового металла. Шаберами с деталей снимают тонкие слои материала. В результате шабрения сопрягаемых поверхностей обеспечивается их плотное прилегание и герметичность.

Инструмент для обработки отверстий:

• В обрабатываемых изделиях отверстия получают при помощи сверл. Их изготавливают из легированных, углеродистых сталей.
• Развертки позволяют выполнять высокоточную обработку цилиндрических и конических отверстий.
• Зенковки служат для обработки углублений и фасок просверленных отверстий под головки винтов, болтов, заклепок. С помощью цековок выполняют зачистку торцовых поверхностей.
• Зенкеры применяются для увеличения диаметров просверленных отверстий, улучшения их точности и качества.

Инструмент для сборки резьбовых соединений:

• Гаечные ключи. По конструкции они могут быть рожковыми или накидными, торцовыми, шарнирными, разводными, трещоточными. Выбор подходящего исполнения обеспечивает удобство работы в труднодоступных местах.
• Регулировать усилие затяжки крепежа позволяют динамометрические ключи.
• Слесарно-монтажные отвертки для винтов и шурупов с прямыми или крестообразными шлицами незаменимы в производстве, строительстве, ремонте.

К измерительным устройствам относят:

• Линейки, рулетки.
• Штангенинструмент. К нему относятся штангенциркули, штангенрейсмасы и штангенглубиномеры.
• Микрометрические приборы, нутромеры.
• Меры длины: плоскопараллельные концевые, угловые призматические, штриховые.
• Поверочные плиты, щупы, лекальные линейки, угольники.
• Радиусные и резьбовые шаблоны.
• Приборы для измерения углов: угломеры, уровни, синусные линейки.
• Индикаторные устройства.

Таким образом, ручной инструмент позволяет решать большинство задач при работе с металлом.

Ручной и механизированный методы рубки металла

• Ручная рубка металла.

Последовательность ручной рубки металла, выполняемой горизонтально или вертикально, будет следующей. Заготовку фиксируют тисками. Если это невозможно из-за толщины детали, то располагают на специальном столе. Для минимизации скольжения изделия используются прорезиненные накладки либо вкрученные по краям саморезы. После этого подготавливают необходимые инструменты: молотки, крейцмейсели или зубила.

Затем нужно нанести удар по заготовке. Воздействие может быть разным по силе, при этом необязательно тяжелым. Первоначально делается зазубрина на поверхности металлической детали, которая в дальнейшем не позволит лезвию уйти в сторону. Если сразу приложить полное усилие, можно деформировать заготовку и вывести из строя инструмент. В дальнейшем же сила удара влияет на скорость рубки и качество краев среза.

В зависимости от замаха выделяют три разновидности ударов:

• кистевой (наиболее легкий);
• локтевой (средний по силе воздействия);
• плечевой (самый тяжелый удар).

Чем длиннее ручка и тяжелее молоток, тем сильнее удар.

Ручной

Ручная рубка – очень простой и распространенный процесс, хорошо знакомый практически любому автовладельцу или домашнему мастеру, которому хоть раз приходилось брать в руки молоток и зубило для того, чтобы срубить лишний кусок или, например, заржавевший винт.

Собственно, зубило и молоток и являются основными инструментами. Что касается молотка, то для работы используется стандартный слесарный инструмент весом 0,4-0,8 килограмма с 35-45-сантиметровой ручкой.

Зубило представляет собой твердосплавный металлический брусок с режущей кромкой на одном из концов. Ширина рабочей части, ее форма и угол заточки, а также общая длина инструмента могут варьироваться в зависимости от его предназначения. Чаще всего используются зубила шириной 2 и 2,5 сантиметра с плоской или чуть закругленной режущей кромкой.

Аналог зубила – крейцмейсель. Его основные отличия кроются в форме рабочей части, чаще всего каплевидной, с узкой режущей кромкой (не более 1 сантиметра), и применении. В то время как зубило служит для сквозного прорубания листового проката или отделения частей изделий, крейцмейсель в основном применяется для формирования различных пазов и канавок на поверхности заготовки.

Дополнительно требуется подготовить рабочее место. Это могут быть тиски, наковальня или подложка из мягкого металла, если требуется прорубить лист насквозь.

Техника рубки разнится в зависимости от используемой заготовки и необходимого результата. Различают:

• горизонтальную,
• вертикальную.

В первом случае заготовка зажимается в тиски, а зубило устанавливается под углом 30-35 градусов относительно плоскости стола, то есть сбоку от обрабатываемого металлоизделия. Это, например, позволяет обрубить лишнюю часть металлического листа, выступающую из тисков. Аналогично производится работа крейцмейселем, когда требуется прорубить канавку в поверхности изделия. При этом с каждым ударом острие инструмента продвигается вдоль предполагаемой оси реза или паза.

Вертикальная рубка применяется в основном с листовым прокатом. С ее помощью можно отрубить лишний кусок пластины или пробить отверстие произвольной формы. При этом строго перпендикулярно плоскости зубило устанавливается лишь при первом и последнем ударе, а основная часть работ ведется с небольшим наклоном инструмента в сторону, противоположную движению. Для большего удобства и точности на лист могут предварительно наноситься разметочные риски, задающие положение режущей кромки.

В зависимости от толщины материала работы могут проводиться с одной стороны или с обеих с последующим отделением куска переломом или выбиванием.

Работая вручную, практически невозможно обеспечить высокую точность и производительность, из-за чего в промышленности используются следующие способы.

Возможные дефекты при рубке металла

При несоблюдении правил рубки металла существует вероятность появления дефектов, наиболее распространенными из которых являются:

• криволинейная кромка среза;
• отсутствие параллельности обеих кромок полученного изделия;
• рваный край среза, заусенцы, шероховатости.

Причины дефектов индивидуальны, но чаще всего их появление вызвано:

• ненадежной фиксацией заготовки;
• смещением детали и разметки;
• неправильно подобранной силой удара.

Во избежание деформации перед началом рубки металла следует проверить:

• надежность фиксации заготовки;
• точность совмещения детали и разметки;
• параметры заточки рабочего инструмента.

При прорубании канавок также возможны такие дефекты, как:

• рваные кромки;
• разная глубина канавки;
• сколы на конце канавки.

Во избежание дефектов при работе необходимо действовать в соответствии со стандартами и методиками, разработанными для конкретного оборудования. Деталь, оборудование и рубящий инструмент необходимо заранее готовить к работе. Если подготовка к рубке и сама операция выполнены правильно, края детали будут ровными, без дефектов и сколов.

Правила безопасной работы при рубке металла

Прежде чем приступить к работе, необходимо тщательно осмотреть оборудование и проверить его соответствие определенным требованиям:

• Молотки должны прочно прилегать к рукояткам, быть расклиненными в отверстие стальными клиньями с ершами. Особое внимание следует уделить поверхности инструмента – трещины и сколы недопустимы, поверхность должна быть гладкой, слегка выпуклой. Рукоятка должна равномерно утолщаться к концу. Сучки, трещины, сколы, зазубрины на рукоятке также недопустимы.
• На зубиле и крейцмейселе не должно быть трещин и сколов, ребра боковых сторон средней части должны иметь закругления, быть зачищенными, поверхность ударной части должна быть гладкой и немного выпуклой. Ударная часть зубила или крейцмейселя должна находиться на расстоянии 2,5 см от большого пальца. Режущая кромка зубила – прямая либо слегка выпуклая с фасками одинаковой ширины.

До начала рубки металла с помощью электрооборудования следует проверить:

• изолирован ли провод, нет ли на нем повреждений;
• контактирует ли заземляющий провод с корпусом оборудования для обработки металла;
• исправны ли перчатки и коврик на рабочем месте.

Перед началом работы на пневматическом оборудовании следует проверить:

• исправность шлангов;
• плотность соединений шлангов и трубопроводов между собой и с аппаратурой для рубки;
• работу пускового устройства.

При работе слесарь должен соблюдать правила техники безопасности:

• пользоваться защитными очками;
• использовать для работы с клиньями или зубилами кувалды и выколотки с держателями 70 см, выколотки должны быть сделаны из мягкого металла;
• надежно фиксировать заготовку в тисках;
• направлять срезаемый или срубаемый металл в противоположную от себя сторону;
• работая с листовым металлами, пользоваться рукавицами;
• использовать заградительные сетки (ширмы) при рубке крупногабаритных заготовок, а также деталей, изготовленных из твердого металла.

Соблюдение перечисленных правил безопасности необходимо для минимизации риска травм и несчастных случаев на производстве.

Современный инструмент

Для слесарной рубки применяют молотки массой 400, 500, 600 и 800 г. Молотки насаживают на ручки из дерева твердых и вязких пород (береза, клен, дуб, рябина). Ручки должны быть овальной формы, с гладкой и чистой поверхностью, без сучков и трещин. Длина ручки молотка массой 400-600 г равна 350 мм, массой 800 г – 380-450 мм. Чтобы молоток во время работы не соскакивал, конец ручки, на который насажен молоток, расклинивают деревянными или металлическими клиньями толщиной 1-3 мм. Клинья ставят вдоль большой оси сечения ручки. Деревянные клинья ставят на клею, а металлические заершивают, чтобы они не выпадали.

Рабочую часть зубила и крейцмейселя — (5, в, г) закаливают на длину не менее 30 мм, а головку закаливают слабее лезвия (на длину около 15-25 мм), чтобы при ударе молотком она не крошилась и не трескалась.

Вся остальная часть зубила и крейцмейселя должна оставаться мягкой. Зубила и крейцмейсели не должны иметь трещин, плен и других пороков.

Наиболее часто используют зубила длиной 175 и 200 мм с лезвиями шириной 20 и 25 мм. Для прорубания канавок в стали и чугуне применяют крейцмейсели длиной 150-175 мм с лезвием шириной 5-10 мм. Головки зубила и крейцмейселя отковывают на конус, что обеспечивает правильное направление удара молотком и уменьшает возможность образования грибовидной шляпки на головке.

Угол заточки зубил и крейцмейселей зависит от твердости обрабатываемого металла. Для рубки чугуна, твердой стали и твердой бронзы угол заточки инструмента равен 70°, для рубки средней и мягкой стали – 60°, для рубки латуни, меди и цинка -45°, для рубки очень мягких металлов (алюминия, свинца) – 35-45°.

Слесарный инструмент затачивают на заточных станках с абразивными кругами. Во время заточки рабочая часть инструмента (лезвие) сильно нагревается и может произойти ее отпуск. При отпуске твердость закалки теряется и инструмент становится негодным для дальнейшей работы. Во избежание этого рабочую часть инструмента во время заточки охлаждают водой. На 6 показано, как надо держать зубило при заточке и как проверять правильность заточки угла.

Цена на услуги по рубке металла

Стоимость рубки металла варьируется в зависимости разных параметров, в том числе от сложности работы, используемых инструментов, технологии и т. п.

Также на формирование цены влияет материал, из которого выполнена заготовка, трудоемкость процесса, применяемые в процессе рубки металла приемы, наличие или отсутствие дополнительных работ, сроки выполнения заказа и т. д.