برش گیوتین

فرآیند برش گیوتین

 در کنار پایین بودن قیمت برش گیوتین ، این برش ها مزیت هایی از جمله سرعت تولید بالاتر، عملکرد آسان تر و سطح برشی مناسب دارند. گیوتین برش ورق کاربردهایی گسترده در صنایع فلزی، به خصوص صنایع فولاد در حوزه های کشتی سازی، خودروسازی، صنایع سبک و غیره دارد. از مهمترین عیوب گیوتین می توان به عدم دقت کافی در حین برش به دلیل ایجاد اعمال فشار و کشش زیاد طی فرآیند برش اشاره کرد.

گیوتین ها بسته به روش اعمال نیرو به ورق به سه دسته کلی تقسیم می شوند: گیوتین پدالی، گیوتین مکانیکی و گیوتین هیدرولیکی و پنوماتیکی. مهمترین عوامل موثر بر انتخاب نوع گیوتین ضخامت و جنس قطعه است. برای برش کاری ورق های نرمی مثل آلومینیوم از گیوتین های با قدرت برش پایین تر و برای برش کاری ورق های فولاد از گیوتین برش ورق با قدرت بالاتر استفاده می شود. در ادامه توضیح مختصری در مورد مشخصات این سه دسته داده می شود.

برش گیوتین پدالی

نیروی باز و بسته کردن قیچی برش گیوتین توسط پدالی انجام می شود که به وسیله بازو و فنر به تیغه بالایی دستگاه متصل هستند. عمل فشردن پدال موجب حرکت تیغه بالایی به سما پایین شده و اعمال نیرو بین دو تیغه عمل برش انجام می شود. بعد از رها کردن پدال، تیغه بالایی به کمک فنر به وضعیت قبلی خودش بر می گردد. این نوع قیچی که فقط با نیروی انسانی کار می کند، ضخامت های تا 1 میلی متر و ورق های با طول تا 90 سانتی متر را برش خواهد داد.

برش گیوتین مکانیکی

در برش گیوتین به روش مکانیکی با فشردن پا بر سر پدال کلاچ دستگاه، نیروی الکتروموتور به وسیله چند واسطه به میل لنگ  یا بادامک های قیچی منتقل شده و حرکت دورانی میل لنگ را به حرکت عمودی تبدیل می کند. در نتیجه حرکت عمودی کشویی که تیغه بالایی بر آن نصب است، پایین آورده شده و اعمال نیروی بین دو تیغه موجب برش ورق می شود. همزمان با ارسال نیرو به کشویی تیغه نگه دارنده ها نیز در جای خود محکم شده تا ورق در زمان برش جابجا نشود. در هر بار فشردن پدال این عمل رفت و برگشت تیغه یک بار انجام خواهد شد. برای برش ورق های به ضخامت های 0.25 تا 3 میلی متر از برش گیوتین به روش مکانیکی استفاده می شود.

برش گیوتین هیدرولیکی و پنوماتیکی

برش گیوتین به روش هیدرولیکی و پنوماتیکی به طور کلی بر اساس قانون پاسکال عمل می کنند. بر اساس قانون پاسکال فشار وارد بر یک سیال تراکم ناپذیر بدون کاهش به نقاط دیگر سیال انتقال داده خواهد شد. در این نوع گیوتین ها، پیستون هایی که بوسیله محور خارج از مرکز فعالیت می کنند، کشویی تیغه را به حرکت در می آورند. در لحظه تماس تیغه با ورق کار، پمپ فشار لازم را برای انجام فرآیند برش و محکم نگه داشتن ورق در ورق نگه دارد تامین می کند. وظیفه اصلی پمپ کنترل حجم روغن مورد نیاز جهت انجام بهینه فرآیند برش است.

مهمترین مزیت برش گیوتین به روش هیدرولیکی و پنوماتیکی قدرت بالاتر این فرآیند است. از برش گیوتین به روش هیدرولیکی و پنوماتیکی به دلیل قدرت بالاتر، برای برش ورق های با ضخامت های بیشتر استفاده می شود. این روش توان برش برق هایی با ضخامت 30 میلی متر را دارد.

اجزاء مهم قیچی های گیوتین

به جز مکانیسم محرکه دستگاه گیوتین برش ورق باقی اجزای گیوتین های مکانیکی و هیدرولیکی مشابه یکدیگر طراحی می شوند. در مورد بعضی از این اجزا در ادامه به اختصار توضیح داده می شود. تصویر زیر شماتیکی از یک دستگاه برش گیوتین را به تصویر می کشد.

بدنه دستگاه برش گیوتین

برای ساخت بدنه دستگاه گیوتین برش ورق از ورق های فولادی نورد شده که با پیچ و مهره یا جوش مونتاژ شده اند یا از قطعات ریخته گری شده استفاده می شود. در مواردی ممکن است که از هر دو روش برای ساخت بدنه استفاده شود. از آنجایی که لزوما قطعه در حال فرآیند برش گیوتین ثابت و صاف نیست، بار انحرافی وارد به بدنه، آن را تحت تاثیر تنش های متفاوت قرار می دهد. بنابراین بدنه میز گیوتین برش ورق بایستی استحکام کافی در برابر انواع تنش داشته باشد. بالانس های فنری ساده در گیوتین های معمولی و بالانس های پنوماتیکی در گیوتین های بزرگ نیز ضربات سنگین وارد بر بدنه را خنثی می کنند.

کلاچ

کلاچ در برش گیوتین مکانیسمی برای انتقال قدرت از دنده محرک به میل لنگ و شروع حرکت دورانی میل لنگ است. کلاچ ها به دو دسته تقسیم می شوند. کلاچ های مکانیکی (که بیشتر در برش گیوتین پدالی استفاده می شوند) و کلاچ های دیسکی (که بیشتر در سیستم های پنوماتیکی و هیدرولیکی به کار می روند.

نگهدارنده های ورق

هر گونه حرکت اضافه ورق روی میز برش گیوتین در عین پایین آوردن کیفیت و دقت ابعادی برش انجام شده موجب آسیب رسانی به دستگاه برش گیوتین نیز می شود. از این رو نگه دارنده ورق جزو مهمترین اجزای یک دستگاه برش گیوتین به شمار می رود. این جزء باید حداکثر کارایی را در نگه داشتن ورق روی میز برش داشته باشد. جزء نگه دارنده دستگاه برش گیوتین از شکم دار شدن ورق نیز حین انجام فرآیند برش جلوگیری می کند. نیروی نگه دارنده ورق بایستی به اندازه ای باشد که در عین محکم نگه داشتن ورق از له شدن آن جلوگیری شود.

تیغه های دستگاه برش گیوتین ورق

نیروی وارده به لبه های برنده تیغه به حدی بالا است که اغلب از ماده اولیه ای مستحکم مثل فولادهای تندبر سخت کاری شده استفاده می شود. البته در کاربردهای سبک تر برای ساخت تیغه، می توان از آلومینیوم، برنج، برنز و فولاد کم کربن نیز استفاده کرد.

علاوه بر این، وجود نقص در ریزساختار متالورژیکی یا درشت ساختار تیغه یا ناکافی بودن عملیات حرارتی یا سایر فرآیند های سطح اعمال شده بر تیغه می تواند تاثیر منفی شدیدی روی کیفیت تیغه داشته باشد. در نتیجه هر گونه تاثیر منفی به وجود آمده روی تیغه، فرآیند برش گیوتین با کیفیت پایین روبرو می شود. تصویر زیر تیغه های دستگاه برش گیوتن را پیش از نصب به تصویر می کشد.

تعمیر و نگهداری تیغه نیز اهمیتی برابر با فرآیند ساخت تیغه دارد. در هر تعداد سیکل خاص فرآیند، بسته به شدت فرآیند تیغه های دستگاه برش گیوتین باید در آورده و تیز شوند. کند بودن تیغه ها منجر به ایجاد پلیسه ها و کیفیت نامطلوب سطح فرآیند برش گیوتین می شوند. احتمال دارد که تیغه های کند به بدنه تیغه نیز آسیب برسانند.

طراحی دستگاه برش گیوتین

در دستگاه های گیوتین معمولا بین تیغه بالایی و تیغه پایینی یک لقی ( بین 5 تا 10 درصد ضخامت ورق) وجود دارد. این لقی کار برش را آسانتر می کند و باعث می شود بین دو تیغه اصطکاک وجود نداشته باشد. لقی در ساختار تیغه دستگاه برش گیوتین در تصویر زیر رسم شده است.میزان لقی بستگی به عواملی مانند جنس و ضخامت قطعه کار دارد. کم بودن لقی موجب افزایش اصطکاک بین دو تیغه شده و در اثر ازدیاد نیرو احتمال شکست لبه های تیغه زیاد می شود. زیاد بودن لقی نیز احتمال ناصافی برش و ایجاد پلیسه در لبه های قطعه را زیاد می کند. زیاد بودن لقی موجب خم شدن لبه ورق یا گیر کردن بخشی از ورق بین تیغه ها نیز می شود. تصویر زیر نمایی از ورق در آستانه برش و تیغه های گیوتین را نشان می دهد.

معمولاُ به خصوص در دستگاه های بزرگ برش گیوتین تیغه بالایی در راستای طول دارای شیبی با زاویه 1 تا 6 درجه است. این شیب به منظور ایجاد اثر قیچی در گیوتین برش ورق انجام می شود. اثر قیچی به این دلیل ایجاد می شود که همه فرآیند برش ورق به طور همزمان ایجاد نشود. بلکه همانند برش قیچی، برش گیوتین به تدریج در راستای طول انجام می شود. این عمل باعث کم شدن مجموع فشار وارد شده بر روی تیغه خواهد شد. تصویر زیر شماتیک زاویه تیغه برش گیوتین را ترسیم می کند.

قیمت برش گیوتین

قیمت برش گیوتین وابسته به ابعاد و جنس قطعه کار است. به منظور برش گیوتین ورق های بزرگ تری نیاز به دستگاه برش گیوتین بزرگتر و به همان میزان نیاز به تیغه بزرگ تری است. نحوه اعمال نیرو به ورق، همانطور که گفته شد به روش های پدالی معمولی، مکانیکی الکتریکی، هیدرولیکی و پنوماتیکی انجام می شود. برش گیوتین هیدرولیکی و پنوماتیکی به مراتب گرانتر از سایر روش های گیوتین برش ورق بوده و این دستگاه ها توان انجام برش های سنگین تر را دارند. حجم تولید، جنس و ضخامت ورق های مد نظر  روی جنس تیغ های استفاده شده تاثیر دارند. قیمت برش گیوتین با تیغه ساخته شده از آلومینیوم یا فولادهای کم آلیاژ از سایر دستگاه ها به مراتب کم تر است و توان کاری کمتری نیز دارد.