เครื่องตัดคืออะไร? ประเภท การใช้งาน และวิธีการทำงาน

ก เครื่องตัด เป็นอุปกรณ์ตัดเฉือนแบบกลไกที่ใช้ ใบมีดคมสองใบเคลื่อนผ่านกันเพื่อตัดแผ่นโลหะ แผ่น และวัสดุอื่นๆ เป็นเส้นตรง การตัดเฉือนทำให้ได้การตัดที่สะอาดและเป็นสี่เหลี่ยมโดยไม่สร้างความร้อนหรือเศษแตก ซึ่งต่างจากการเลื่อยหรือการเจาะ ทำให้เป็นอุปกรณ์สำคัญในโรงผลิตโลหะ โรงงานผลิต และสถานที่ก่อสร้างทั่วโลก

เครื่องทำงานบนหลักการง่ายๆ: ใบมีดหนึ่งใบยังคงอยู่กับที่ ในขณะที่อีกใบหนึ่งจะเคลื่อนที่ในแนวตั้งหรือแนวนอนเพื่อเฉือนวัสดุ กระบวนการนี้คล้ายกับวิธีที่กรรไกรตัดกระดาษ แต่ด้วยแรงที่มากกว่ามาก เครื่องตัดแบบอุตสาหกรรมจึงสามารถผลิตได้ แรงกดตัดระหว่าง 20 ถึง 600 ตัน ขึ้นอยู่กับขนาดและความจุ

เครื่องตัดทำงานอย่างไร

กระบวนการตัดเฉือนประกอบด้วยสี่ขั้นตอนที่แตกต่างกันซึ่งเกิดขึ้นภายในไม่กี่วินาที วัสดุจะถูกวางในตำแหน่งแรกชิดกับเกจด้านหลัง ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงขนาดการตัดที่แม่นยำ เมื่อเปิดใช้งาน ใบมีดด้านบนจะเคลื่อนลงมาอย่างรวดเร็ว โดยออกแรงที่มีความเข้มข้นตามแนวการตัด ในขณะที่ใบมีดด้านล่างยังคงคงที่

กs the blades engage, they create a โซนเฉือนที่เกิดการเปลี่ยนรูปพลาสติก ก่อนที่วัสดุจะแตกหัก ช่องว่างใบมีด (โดยทั่วไปจะกำหนดไว้ระหว่าง 5% ถึง 10% ของความหนาของวัสดุ) จะเป็นตัวกำหนดคุณภาพการตัด ช่องว่างที่กว้างเกินไปทำให้เกิดขอบที่หยาบ แคบเกินไปทำให้ใบมีดสึกหรอมากเกินไป

วิธีการส่งกำลัง

เครื่องตัดสมัยใหม่ใช้ระบบขับเคลื่อนหลักสามระบบ:

• ไดรฟ์กล: ใช้ระบบมู่เล่และคลัตช์ ให้ความเร็วสูงสุด 60 จังหวะต่อนาที สำหรับการผลิตปริมาณมาก
• ไดรฟ์ไฮดรอลิก: ให้การควบคุมความเร็วที่หลากหลายและแรงที่สม่ำเสมอทั่วทั้งจังหวะการตัด เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความหนามากขึ้น
• ไดรฟ์นิวแมติก: พบได้ทั่วไปในเครื่องจักรขนาดเล็กสำหรับวัสดุเกจที่เบากว่า และมีเวลาในการตอบสนองที่รวดเร็ว

ประเภทของเครื่องตัด

กรรไกรกิโยติน

กรรไกรกิโยตินเป็นกรรไกรชนิดที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด โดยมีใบมีดตัดแนวตั้งที่เคลื่อนลงมาตรงๆ เครื่องจักรเหล่านี้จัดการวัสดุจาก ฟอยล์บางถึงแผ่นเหล็กหนาถึง 1 นิ้ว . ความสามารถในการตัดมีความกว้างตั้งแต่ 4 ฟุตไปจนถึงมากกว่า 40 ฟุต โดยรุ่นที่มีขนาดใหญ่กว่าจะพบได้ในศูนย์บริการเหล็กและโรงงานต่อเรือ

กlligator Shears

กรรไกรจระเข้ได้รับการตั้งชื่อตามลักษณะคล้ายกราม โดยจะใช้การตัดแบบบานพับเพื่อให้ใบมีดทั้งสองใบเคลื่อนที่ เครื่องจักรเหล่านี้เชี่ยวชาญในการตัดเศษโลหะ เหล็กโครงสร้าง และวัสดุที่มีรูปร่างไม่ปกติ เศษซากมักใช้กรรไกรจระเข้ในการประมวลผล โลหะมากถึง 200 ตันต่อวัน ,ตัดเหล็กเส้น ท่อ และเหล็กฉาก ได้อย่างง่ายดาย

กรรไกรตัดหญ้า

กรรไกรตัดหญ้าเป็นเครื่องมือขนาดกะทัดรัดที่ทำงานด้วยมือ เหมาะสำหรับงานเบา เมื่อติดตั้งบนโต๊ะทำงาน พวกเขามักจะตัดวัสดุได้ถึงเหล็กอ่อนขนาด 16 เกจ โรงงานแปรรูปขนาดเล็กและผู้รับเหมาระบบ HVAC ชื่นชอบสิ่งเหล่านี้เนื่องจากสามารถพกพาได้และไม่มีต้นทุนการดำเนินงาน

กรรไกรโรตารี

กรรไกรโรตารี่ใช้ใบมีดทรงกลมแทนขอบตรง ทำให้สามารถตัดโค้งและไม่สม่ำเสมอได้ การดำเนินการตัดอย่างต่อเนื่องทำให้พวกเขา เร็วกว่ากรรไกรกิโยตินถึง 40% สำหรับการใช้งานบางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยานยนต์และการบินและอวกาศที่ต้องใช้รูปทรงที่ซับซ้อน

การใช้งานทางอุตสาหกรรมและวัสดุ

เครื่องตัดจะแปรรูปวัสดุหลากหลายประเภทในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ในการผลิตยานยนต์ พวกเขาตัดแผงตัวถังและส่วนประกอบโครงสร้างจากอลูมิเนียมและเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง อุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าอาศัยกรรไกรในการผลิต แผงตู้เย็นและเครื่องซักผ้ามากกว่า 15 ล้านชิ้นต่อปี ในอเมริกาเหนือเพียงแห่งเดียว

ความเข้ากันได้ของวัสดุ

วัสดุที่แตกต่างกันต้องใช้มุมใบมีดและระยะหลบเฉพาะเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด:

• เหล็กเหนียว: วัสดุที่มีการตัดเฉือนมากที่สุด โดยต้องมีระยะห่างของใบมีดมาตรฐานที่ 6-8% ของความหนา
• สแตนเลส: ต้องการใบมีดที่คมกว่าและระยะห่าง 10-12% เนื่องจากคุณสมบัติในการชุบแข็งงาน
• กluminum: ใช้ระยะห่างที่กว้างขึ้น (12-15%) และมุมตัดต่ำลงเพื่อป้องกันการยึดเกาะของวัสดุ
• ทองแดงและทองเหลือง: ต้องเปลี่ยนใบมีดบ่อยครั้งเนื่องจากมีฤทธิ์กัดกร่อน

บริษัทก่อสร้างใช้เครื่องตัดแบบพกพาเพื่อตัดแผงหลังคา ผนัง และพื้นโลหะในสถานที่ ผู้รับเหมา HVAC ดำเนินการงานท่อจากเหล็กชุบสังกะสี 24 เกจ การตัดที่แม่นยำหลายพันครั้งต่อโปรเจ็กต์ โดยไม่เกิดประกายไฟหรือบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

กdvantages Over Alternative Cutting Methods

การตัดเฉือนให้ประโยชน์ที่แตกต่างเมื่อเปรียบเทียบกับการตัดพลาสม่า การตัดด้วยเลเซอร์ หรือการเลื่อย กระบวนการผลิต โซนรับความร้อนเป็นศูนย์ ,รักษาคุณสมบัติของวัสดุตามแนวคมตัด ทำให้การตัดเฉือนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ความบิดเบี้ยวจากความร้อนอาจส่งผลต่อความแม่นยำของชิ้นส่วนหรือเมื่อจำเป็นต้องมีการเชื่อมในภายหลัง

ต้นทุนการดำเนินงานยังคงต่ำกว่าวิธีการตัดด้วยความร้อนอย่างมาก แรงเฉือนแบบไฮดรอลิกจะสิ้นเปลืองพลังงานประมาณ 15 กิโลวัตต์ระหว่างการทำงาน ในขณะที่เครื่องตัดเลเซอร์ที่เทียบเท่ากันนั้นต้องใช้พลังงาน 30-50 กิโลวัตต์ กว่าหนึ่งปีของการดำเนินงาน สิ่งนี้แปลเป็น ประหยัดพลังงาน 8,000-12,000 เหรียญสหรัฐ สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่ทำงานสองกะต่อวัน

ข้อดีของความเร็วจะปรากฏให้เห็นชัดเจนในการผลิตปริมาณมาก กรรไกร CNC สมัยใหม่ ตัดเสร็จภายใน 2-3 วินาที รวมถึงการวางตำแหน่งวัสดุด้วย การตัดด้วยเลเซอร์ในส่วนเดียวกันอาจใช้เวลา 8-12 วินาที ลดปริมาณงานลง 60-70% สำหรับผู้ผลิตที่ผลิตชิ้นส่วนที่เหมือนกันหลายพันชิ้น ประสิทธิภาพนี้ส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการทำกำไร

ส่วนประกอบและคุณสมบัติที่สำคัญ

ระบบเกจวัดด้านหลัง

เกจวัดด้านหลังวางตำแหน่งวัสดุอย่างแม่นยำก่อนการตัด เกจวัดด้านหลัง CNC ทันสมัย การทำซ้ำภายใน ±0.004 นิ้ว ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาพิกัดความเผื่อที่เข้มงวดตลอดการดำเนินการผลิต เกจวัดด้านหลังแบบหลายแกนช่วยให้สามารถตัดมุมและรูปทรงของชิ้นส่วนที่ซับซ้อนได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนตำแหน่งด้วยตนเอง

การก่อสร้างใบมีด

โดยทั่วไป ใบมีดเฉือนจะประกอบด้วยเหล็กกล้าเครื่องมือซึ่งมีระดับความแข็งระหว่าง 58-62 HRC สภาพแวดล้อมที่มีการผลิตสูงจะใช้ใบมีดที่มีเม็ดมีดชุบแข็งหรือขอบคาร์ไบด์ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนาน นานกว่า 5-10 เท่า กว่าเหล็กกล้าเครื่องมือมาตรฐาน ใบมีดแบบถอดเปลี่ยนได้สี่ด้านช่วยลดเวลาหยุดทำงานโดยให้ผู้ปฏิบัติงานหมุนไปที่คมตัดใหม่โดยไม่ต้องถอดใบมีดออก

ระบบความปลอดภัย

เครื่องตัดแบบร่วมสมัยมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยหลายประการที่ได้รับคำสั่งจาก OSHA และมาตรฐานสากล ม่านแสงตรวจจับการบุกรุกของผู้ปฏิบัติงานและหยุดการเคลื่อนไหวของใบมีดภายในมิลลิวินาที การควบคุมด้วยสองมือป้องกันการเปิดใช้งานโดยไม่ตั้งใจ ในขณะที่ใบมีดจะปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากเศษซากที่กระเด็นและจุดหนีบ

การเลือกเครื่องตัดหญ้าให้เหมาะสม

การเลือกอุปกรณ์ตัดเฉือนที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ความหนาของวัสดุเป็นตัวกำหนดน้ำหนักที่ต้องการ ซึ่งเป็นกฎทั่วไปในการประมาณการ แรง 1 ตันต่อนิ้วของความกว้างของเหล็กเหนียว ที่ความหนาหนึ่งในสี่นิ้ว ร้านค้าที่ตัดเหล็กขนาด 10 ฟุตกว้าง 1/4 นิ้วเป็นประจำ ต้องใช้แรงเฉือนขั้นต่ำ 120 ตัน

ปริมาณการผลิตมีอิทธิพลต่อการขับเคลื่อนแบบกลไกหรือแบบไฮดรอลิกว่าสมเหตุสมผลหรือไม่ กรรไกรเชิงกลมีราคาลดลง 20-30% ในตอนแรก แต่ทำงานที่ความเร็วคงที่ โมเดลไฮดรอลิกให้การควบคุมความเร็วแบบแปรผันและการบำรุงรักษาที่ง่ายขึ้น ส่งผลให้ราคาที่สูงขึ้นในโรงงานที่ทำงานหลายกะ

กccuracy requirements determine whether CNC controls are necessary. Manual back gauges suffice for rough cutting and scrap processing, achieving tolerances around ±0.030 inches. Parts requiring tighter specifications need CNC positioning, which adds 15,000-50,000 ดอลลาร์ ลดต้นทุนเครื่องจักรแต่กำจัดข้อผิดพลาดในการวัดและลดเวลาการตั้งค่าลง 75%

1. คำนวณความหนาและความกว้างของวัสดุสูงสุดที่ต้องการ
2. กำหนดปริมาณการผลิตและรอบเวลาที่ต้องการ
3. กssess tolerance requirements for your applications
4. พิจารณาพื้นที่ว่างและแหล่งจ่ายไฟ
5. ประเมินค่าบำรุงรักษาระยะยาวและค่าเปลี่ยนใบมีด

ข้อควรพิจารณาในการบำรุงรักษาและการปฏิบัติงาน

การบำรุงรักษาที่เหมาะสมจะช่วยยืดอายุแรงเฉือนและรักษาคุณภาพการตัด ควรเปลี่ยนน้ำมันไฮดรอลิกทุกครั้ง 2,000 ชั่วโมงการทำงาน หรือรายปีแล้วแต่กรณีใดจะถึงก่อน ของเหลวที่ปนเปื้อนทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของแกะที่ไม่แน่นอนและทำให้ซีลเสียหาย ส่งผลให้ค่าซ่อมมีราคาเฉลี่ย 3,000-8,000 เหรียญสหรัฐ

ระยะเวลาการลับใบมีดขึ้นอยู่กับประเภทวัสดุและปริมาณการผลิต การตัดเหล็กเหนียว โดยทั่วไปใบมีดจะต้องลับคมหลังจากตัด 40,000-60,000 ครั้ง สแตนเลสช่วยลดการตัดเหลือ 20,000-30,000 ครั้งเนื่องจากการสึกหรอที่เพิ่มขึ้น การลับคมแบบมืออาชีพมีค่าใช้จ่าย 200-400 เหรียญสหรัฐต่อชุดใบมีด แต่ช่วยคืนประสิทธิภาพให้อยู่ในสภาพที่เกือบจะใหม่

การตรวจสอบรายวันควรตรวจสอบช่องว่างของใบมีด ความแม่นยำของเกจด้านหลัง และการทำงานของระบบความปลอดภัยที่เหมาะสม การหล่อลื่นกิบส์ แผ่นกันสึก และจุดหมุนทุกสัปดาห์จะช่วยป้องกันการสึกหรอก่อนเวลาอันควร สิ่งอำนวยความสะดวกที่ใช้รายงานกำหนดการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน การปิดเครื่องโดยไม่ได้วางแผนน้อยลง 60% เมื่อเทียบกับการซ่อมแซมแบบปฏิกิริยาเท่านั้น