Scharen en scheren beheersen: een praktische gids

Scharen is een van de oudste metaalbewerkingsprocessen en is meestal het eerste proces en de eerste machine die wordt gebruikt bij het produceren van gefabriceerde delen. Alle scharen worden gewaardeerd op hun vermogen om staal te snijden en moeten worden geselecteerd volgens de benodigde capaciteit in relatie tot staal. Als uw toepassing roestvrij staal is, moet u een schaar selecteren die gewaardeerd is voor ongeveer 1,5-2x de materiaaldikte die u gebruikt. Als u aluminium schaart, is een schaar afgemeten voor 1/2 van de materiaaldikte waar u mee werkt waarschijnlijk voldoende. Hoewel er kleine hand- of voed bediende scharen zijn (voornamelijk gebruikt in CV- en dakdekkersbedrijven), zal deze inleiding zich voornamelijk richten op aangedreven scharen in het bereik van 14 gauge (1,9 mm x 3 m) en zwaarder, die in de meeste fabricatiewinkels in Noord-Amerika te vinden zijn.

Procesbeschrijving

Scharen van blad- of plaatstaal lijkt erg op het gebruik van scharen om papier of karton te knippen. De messen komen samen op een minimale afstand of offset die we "mesafstand" noemen om het materiaal te breken in de gewenste blancoformaten voor verdere verwerking. Het onderste mes is vast in het "bed" van de schaar terwijl het bovenste mes beweegt ofwel in een rechtop- en neerwaartse "guillotine" beweging of een zwengende "rotatie" beweging. Hoezeer het materiaal dikker of harder is, hoe verder de messen uit elkaar gezet moeten worden of de meshoeken verhoogd (rake-hoek) om de benodigde tonnage te verminderen om te scharen (of te breken) tot de gegeven waardering van de machine.

Een kwalitatieve schaar kan veel uren besparen op verdere processen zoals buigen, lassen en monteren, dus het is belangrijk dat u ervoor zorgt dat u in staat bent om kwalitatieve, schone sneden te maken die vierkant, nauwkeurig en snel herhaalbaar zijn. Enkele van de cruciale factoren bij het kiezen van een schaar worden hieronder beschreven en bij het kiezen van uw schaar, ofwel nieuw of gebruikt, moeten deze factoren in uw besluitvorming worden overwogen.

Onderdelen van een schaar

Alle scharen bestaan uit dezelfde basiscomponenten en die zijn als volgt:

1. Hoofdframe: Het hoofdframe van de machine is wat alle andere componenten, bed en aandrijvingssysteem ondersteunt. Een kwalitatieve schaar heeft een zwaar en stevig frame voor de materiaalafmeting en waardering. Sommige lichtgebouwde scharen zijn bekend om vatbaar te zijn voor gebroken zijframes, gescheurde bedden of gescheerde rammen door slecht ontwerp of misbruik.
2. Bed: Het bed is waar uw operator op zal werken wanneer hij materiaal aan de schaarmessen introduceert. Het bed is de ondersteuning voor niet alleen het materiaal, maar ook het onderste schaarmes. Een kwalitatief schaars bed zou zwaar en solid moeten zijn met gemakken voor materiaalhandling zoals uitschneidingen voor de operator om zijn handen onder het blad materiaal te schuiven voor tillen en baloverdrachten om het te scharen materiaal gemakkelijker in plaats te rollen.
3. Winkelhoekarm: Een winkelhoekarm is cruciaal om te garanderen dat het te snijden materiaal op een vierkante 90 graden staat. Om een goede vierkantheid te bereiken, wordt een winkelhoekarm gebruikt die is ingesteld en aangepast om te garanderen dat hij perfect vierkant is ten opzichte van de schaarmessen. Deze winkelhoekarm kan ook een meetschaal hebben die kan helpen bij het meten van heel korte geschaarde delen vanaf de voorkant van de machine in tegenstelling tot het gebruik van de maatstaf als een stop achter de schaarmessen. Doorgaans is de winkelhoekarm gelijk aan de lengte van de schaarmessen, maar kan elke lengte zijn die werkt voor de toepassing waar u het voor selecteert.
4. Houders: "Houders" zijn klemmen (of een enkele balktype klem) die naast de schaarmessen zijn geplaatst en het te scharen materiaal stevig vasthouden om te voorkomen dat het tijdens het schaarproces beweegt en het allerbelangrijkste om op te tikken, wat het materiaal als een wig tussen de boven- en ondermessen zou introduceren en de opening zou dwingen om verder open te gaan. Doorgaans is hoe meer kracht en aantal houders, het teken van een betere en hogere kwaliteit schaar.
5. Messen: De snij- (of schaar-) messen zijn doorgaans gereedschapstaal en gehard voor slijtvasteheid en geschreven voor scherpte. Ze worden gemonteerd op de bovenste bewegende ram en het vaste onderste bed en gespaced meestal slechts een paar duizendsten van een inch uit elkaar. De messen kunnen "omgedraaid" worden wanneer ze versleten zijn van progressief gebruik naar een andere kant, opnieuw geschreven of vervangen. Scharen hebben doorgaans messen die 2 scherpe kanten of 4 kanten hebben voor gebruik, afhankelijk van het ontwerp van de machine.
6. Meting (Meetsysteem): Hoewel niet specifiek voor elke schaar, is meting (of een deellengtestop/meetsysteem) op ongeveer 95% van de scharen op de markt vandaag. Goede meting is cruciaal voor niet alleen het behouden van de juiste geschaarde lengte, maar voor het toestaan dat de operator snel de volgende geschaarde blanco "meet" en het proces heel snel herhaalt. Meestal zijn deze "Maten" (of stoppen) aan de achterkant van de schaar en zijn doorgaans computergestuurde, spitaangedreven maatstaven voor het aanstoten van het materiaal. Deze maten kunnen handmatig of elektronisch (geprogrammeerd) gepositioneerd worden om voor meerdere geschaarde lengtes te voorzien alsook herhaald gebruik van dezelfde lengte. Een kwalitatief meetsysteem zal genoeg sterk zijn om materiaalgewicht te ondersteunen dat equivalent is aan de volledige capaciteit van de schaar voor vele jaren.
7. Besturing: Een schaarbesteding kan zo simpel zijn als een handwiel dat de achtermaat handmatig positioneert in combinatie met een voet/koppelingpedaal, of zo uitgebreid als een programmeerbaar meetsysteem dat toelaat voor nauwkeurige programmeerbare positionering van het meetsysteem terwijl een nauwkeurige cyclus-telling wordt bijgehouden. Hoewel de meeste schaarmaatcontrollers gebruikt worden als een simpele "Ga Hier" positioneerder, zijn veel in staat tot veel meer, inclusief het scharen van "kits" van meerdere deeldelen en lengtes allemaal automatisch gepositioneerd en geteld.
8. Accessoires/Opties: Een schaar kan worden aangepast om aan een verscheidenheid aan behoeften te voldoen door optionele accessoires toe te voegen die de bediening van de schaar eenvoudiger, sneller, nauwkeuriger en betrouwbaarder kunnen maken. Veelvoorkomende schaarpopties zijn:
• Stapelaar/Transportband
• Hydraulische koelsystemen
• Voorste meting
• Verlengde achtermaten
• Hoge snelheid (alleen hydraulisch)
• Veiligheidsopties zoals lichtgordijnen, omheining, etc.
• Baloverdrachten in het bed
• Handuitzettingen
• Schalen in het bed
• Gehrungssquares
• Speciale bed bewerking of tappen voor accessoires

Typen scharen

Guillotine

Een "Guillotine" ontwerp in een schaar verwijst naar de actie van de beweging van het bovenste mes. Het mes wordt in een rechte richting gedreven door een mechanisme en wegysteem dat de ram en het mes recht naar beneden en omhoog drijft. Meestal is dit ontwerp gelijk aan een groter zwaarder ontwerp in een schaar en wordt bijna altijd gevonden op ontwerpen gewaardeerd in de 12,7 mm capaciteit of groter.

Zwaaibalk

Een zwaaibalk ontwerp schaar gebruikt de kracht van hefboomwerking door een uitsteeksel ram om de tonnage en dus de schaarcapaciteit te vergroten. Het bovenste mes op een draaiend gemotoriseerd ram plaatsen, wordt het mes dan naar beneden gedwongen door mechanische of hydraulische actuatie gebruikmakend van de kracht van hefboomwerking. Dit ontwerp is meestal gelijk aan een kortere in hoogte machine ontwerp en ook messen die ontlast moeten worden voor vrijloop, wat doorgaans alleen 2 snijkanen per mes toelaat. Er zijn ook gewijzigde versies van dit ontwerp die een van de populairste ontwerpen zijn die vandaag verkocht worden.

Typen schaar aandrijvingssystemen

Hydraulisch

Hydraulische druk wordt toegepast via één of meer cylinders om de ram en het bovenste mes van de machine naar beneden te dwingen. Hydraulische machines kunnen doorgaans één of twee hydraulische cylinders hebben voor de werking.

Mechanisch

Een motor draait een groot vliegwiel op hoge snelheid, de operator koppelt dan een koppeling die kan worden geactiveerd via pneumatische, hydraulische of mechanische betrokkenheid. Eenmaal de koppeling ingeschakeld, wordt het bewegende vliegwiel gekoppeld aan een krukas waarin de machine-ram is bevestigd. De krukas draait dan, wat de ram en het schaarmes omhoog en naar beneden cycelt.

Overige schaar ontwerpfactoren om te overwegen

Rake-hoek

"Rake-hoek" is de hoek van het bovenste snijmes als het voorbij het onderste snijmes geïntroduceerd wordt. Deze invalshoek zorgt ervoor dat slechts een klein deel van het materiaal op een gegeven moment daadwerkelijk met de messen in contact komt, wat de krachten die nodig zijn om lange lengtes te scharen, aanzienlijk vermindert. Ideaal, als de kracht die nodig is om een deel te scharen geen overweging was, zou een machine 0 rake-hoek hebben omdat het theoretisch zou zorgen voor het rechtst geschaarde deel en de snelste cyclus tijd. Echter, aangezien scharen doorgaans werken met 3-3,6 m materiaallengte of meer, zou de benodigde kracht massaal en daarom kostprohibitief zijn. "Rake" hoek is dus nodig om de daadwerkelijke kracht te minimaliseren die nodig is om het materiaal te "breken of snijden".

Idealiter heeft een kwalitatieve machine zo minimaal mogelijk een rake-hoek, doorgaans 6,35 mm hoek per voet, omdat een excessieve rake-hoek draaiing (geschaard deel krullen) en/of boog (geschaard deel rollen in een boog) kan veroorzaken.

Verstelbare rake-hoek

Sommige schaarfabrikanten gebruiken een mechanisme dat het bovenste mes toelaat de hoek van rake te variëren om de capaciteit van de schaar te maximaliseren. Door de rake-hoek te vergroten, blijft de hoeveelheid dikker materiaal daadwerkelijk betrokken bij de messen binnen het vermogens "venster" van de schaar. Hoewel deze fabrikanten dit als een "voordeel" van hun machine adverteren, is de realiteit dat ze een veel lichtere machine aanbieden met de capaciteit om dikker materiaal te scharen door deze verhoogde rake-hoek. Bij het kiezen van een schaar met verstellbare rake-hoek, onderzoek dit grondig naar wat de capaciteit is op de laagste, of aanbevolen, rake-instelling, want dit is wat de schaar echt ontworpen is om te hanteren en diktere diktes worden alleen bereikt door de rake-hoek te vergroten en dus de draaiing en boog te vergroten die u in het resulterende geschaarde deel kunt verwachten.

Mesafstand instelling

In elke schaaroperatie, hoe hoger de offset tussen de boven- en ondermessen, hoe lager de kracht die nodig is om het materiaal te breken of te fractureren. Als de mesafstand excessief wordt, begint uitsteeksel (of scheuren) op te treden op de geschaarde blanco's. Als de mesafstand te dicht ingesteld is, kan de kracht die nodig is om het materiaal te breken, in overmaat zijn boven de capaciteit van de schaar. Omdat verschillende materialen zoals aluminium, staal en roestvrij staal verschillende brekkrachten hebben, vereisen ze verschillende mesafstandinstellingen om te garanderen dat u de beste kwaliteit geschaarde deel krijgt voor het gegeven materiaaltype en dikte waar u mee werkt. Alle scharen komen met de mogelijkheid om de messen te "gappen" ofwel door handmatig schuiven (zeer langzaam), bed/onderste mes aanpassing (langzaam) of door een snelle mesafstand aanpassingsmechanisme dat ook aangedreven kan zijn (snelst). Afhankelijk van het bereik van materiaaltypen en diktes waar u mee werkt, zal de noodzaak voor een snelle mesafstand aanpassingsfunctie op uw schaar worden bepaald.

Veelvoorkomende argumenten bij het selecteren van een schaar

Argument 1: Mechanisch vs. Hydraulisch - Wat is beter?

Bij het selecteren van een schaar nemen veel mensen aan dat hydraulische werking een betere optie is omdat ze het gelijkstellen met een persbreek. Echter scharen is een volledig ander proces en mechanische actuatie kan eigenlijk bevorzugd worden in een schaar vanwege de volgende factoren:

• Snelheid: Mechanische scharen zijn sneller in volledige cyclusmodus
• Eenvoud: Mechanische scharen hebben eenvoudigere mechanismen om te onderhouden en te repareren, wat de uptime langer en downtime korter maakt
• Geluid: Mechanische scharen zijn stilzer omdat ze geen constant draaiende hydrauliek hebben
• Warmte: Zonder hydrauliek lopen mechanische scharen veel koeler
• Groen: Geen hydraulische olie, geen hydraulische warmte (vereist koeling), geen hydraulische olie-afval, geen filterafval

Waar hydraulische scharen een voordeel hebben is:

• Variabele slaglengte: Mechanische scharen moeten de volledige cyclus maken bij scharen, terwijl hydraulische scharen ingesteld kunnen worden om snelle korte slagen uit te voeren, nuttig bij het scharen van materiaal van slechts een paar inch breed.
• Overbelasting bescherming: Beschermd door een afblaasklep kan een hydraulische schaar het mes voorkomen in een "vergrendelde" positie met het materiaal te komen, aangezien wanneer de hydrauliek de maximale PSI voor de schaar bereikt, een veiligheidsklep opengaat en de hoge druk hydrauliek afvoert, wat de neerwaartse kracht stopt en dus de ram laat teruggaan en het overgrote/harde/belemmering te verwijderen.

Argument 2: Put vs. Geen put - Wat is beter?

Naarmate scharen toenemen in materiaaldikte capaciteiten (kracht/tonnage), of uitstrekkingen in breedte, kunnen ze een "put" vereisen, of meer accuraat beschreven als een sleuf in de vloer. De reden dat deze ontlasting in de vloer vereist is, komt door de mechanische eigenschappen van scharen die ervoor zorgen dat zowel het bed als de ram onder de hoge benodigde tonnage buigen. Terwijl het toevoegen van massa aan de ram (bovenste deel van de schaar) de machine simpelweg hoger maakt, zou het toevoegen van massa aan het bed de werkhoogte van de machine boven een comfortabel niveau tillen. Daarom is de makkelijkste en beste manier om deze krachten te compenseren om meer massa aan het bed toe te voegen en die massa onder de vloer te plaatsen. Door deze massa toe te voegen, hebben de fabrikanten een sterker, zwaardere machine gemaakt die kan opereren met een lage rake-hoek voor goede kwaliteitsdelen en niet zal buigen onder belasting. Deze toegevoegde massa verhoogt eigenlijk de rigiditeit, deelkwaliteit, levensduur en fabricagekosten van de schaar en is daarom te vinden in betere kwaliteit zwaardere en bredere scharen.

De beste methode om de machine en de delen recht te houden is om het niet te laten buigen in de eerste plaats en dus is een put eigenlijk geprefereerd boven vlotvloer gemonteerde machines in hogere capaciteiten (9,5 mm en hoger) of bredere breedtes (4,2 m en breder).

Samenvatting

Bij het selecteren van uw schaar, of enige machine voor die materie, zorg ervoor dat u de beste machine voor uw toepassing krijgt. Het is zo makkelijk om in de veelvoorkomende valkuil van prijs, beschikbaarheid, locatie, vracht, etc. te geraken, die allemaal niet zullen matteren in 6 maanden na de juiste (of foute) machine op uw vloer staat en zeker niet in 3, 5 of zelfs 10 jaar later. Onthoud uw verkoper kan u letterlijk alles verkopen wat u "koopt" en dat omvat korting, locatie of de juiste machine, maar alleen als u erom vraagt.

Bij Southern Fabricating Machinery Sales, Inc. is ons personeel expert in scharen, zowel het proces als de veelvoorkomende problemen. Bel ons vandaag nog op 813-444-4555 om u te helpen de juiste schaar voor uw toepassing EN budget te selecteren.