Гибка листового металла Master Press Brake: основное руководство для производителей

Гибка листового металла на листогибочном прессе обеспечивает точные, повторяемые изгибы, если вы применяете четыре проверенных правила: установите отверстие V-образной матрицы примерно в восемь раз больше толщины материала, используйте гибку на воздухе в качестве процесса по умолчанию, рассчитайте тоннаж по одной формуле и компенсируйте пружинение, прежде чем вы отпустите первую деталь. Производители, которые игнорируют эти основные решения, сталкиваются с трещинами на фланцах, угловым смещением, сигналами перегрузки и бракованными заготовками. Производители, применяющие их, поддерживают угловую стабильность в пределах /-0,5 градуса и позиционирование заднего упора в пределах /-0,02 мм на современном оборудовании с ЧПУ.

В этом руководстве описаны типы листогибочных прессов, пошаговая последовательность гибки, формулы допуска на изгиб и тоннажа, выбор матрицы и пуансона, ограничения на материалы, контроль точности, планирование технического обслуживания и момент, когда цех листового металла должен добавить возможности гибки проволоки с ЧПУ. Заключительный раздел отвечает на наиболее распространенные вопросы, которые задают покупатели и операторы.

Что важно при гибке листового металла на листогибочном прессе

Листогибочный тормоз зажимает плоский металлический лист между верхним пуансоном и нижней V-образной матрицей, а затем перемещает пуансон вниз с контролируемым усилием или положением до тех пор, пока лист не деформируется пластически до заданного угла. Задний упор перемещает лист точно к линии сгиба перед каждым ходом, а контроллер ЧПУ синхронизирует перемещение плунжера, контакт матрицы и положение калибра. Успешный изгиб определяется не достижением угла один раз, а повторением одного и того же угла на каждой детали партии.

Четыре решения определяют большую часть результата: тип машины, инструмент, состояние материала и процесс гибки.

• Тип машины определяет доступный тоннаж, длину хода и повторяемость поршня.
• Инструменты контролируют внутренний радиус, постоянство угла и возможность выхода фланцевых деталей из пуансона.
• Состояние материала определяет минимальный радиус, величину упругого возврата и риск растрескивания.
• Выбор процесса определяет, какой тоннаж вам нужен и насколько стабильным остается угол при изменении толщины листа.

Типы листогибочных прессов: гидравлические, механические, сервоэлектрические и с ЧПУ.

Сегодня покупатели выбирают между четырьмя основными технологиями привода. В механических листогибочных прессах используется маховик, и им часто не хватает полного позиционного контроля; они выживают в старых мастерских ради простой, повторяющейся работы. Гидравлические станки с ЧПУ являются стандартом для среднего и тяжелого производства, поскольку они сочетают в себе большую грузоподъемность и хороший контроль хода. Сервоэлектрические машины приводят в движение плунжер с помощью серводвигателей и шариковых винтов, устраняя необходимость использования гидравлики и сокращая потребление энергии. Гибридные системы с ЧПУ добавляют адаптивное измерение угла и автоматическое выравнивание сложных деталей.

Для цехов, сгибающих листовой металл толщиной менее 3 мм в средних партиях, сервоэлектрический агрегат обеспечивает лучшую точность за евро. Для толстого листа, длинных линий изгиба или глубоких коробок гидравлический станок с ЧПУ остается практичным выбором, поскольку он может применять большую нагрузку в любой точке хода.

Процесс гибки шаг за шагом

Дисциплинированная последовательность действий устраняет большинство проблем с качеством еще до их появления. Магазины, которые следуют письменной процедуре, сокращают количество брака первых деталей и обеспечивают предсказуемость времени установки.

1. Проверьте марку материала, толщину, направление волокон и состояние поверхности. Изгиб параллельно прокатывающемуся волокну повышает риск появления трещин; если вам необходимо согнуть таким образом, увеличьте внутренний радиус на 50%.
2. Определите последовательность гибки в программе ЧПУ или автономной системе CAD. Учитывайте столкновение пуансона, длину фланца и порядок, в котором задние упоры могут захватывать деталь.
3. Выберите удар и умрите. Начните с V-образного отверстия, в восемь раз превышающего толщину материала для мягкой стали, в десять-двенадцать раз для нержавеющей стали и в шесть-восемь раз для алюминия.
4. Установите ограничитель заднего упора на размер линии сгиба. Используйте первый край в качестве точки отсчета и проверьте измеренное расстояние на обоих концах.
5. Рассчитайте необходимый тоннаж и следите за тем, чтобы он не превышал 80 % от номинальной мощности машины. Листогибочный пресс на пределе изнашивается быстрее и теряет точность.
6. Выполните тестовый изгиб лома из той же катушки или партии. Измерьте угол прецизионным транспортиром; отрегулируйте глубину плунжера или запрограммируйте компенсацию пружинения.
7. Осмотрите первое изделие, запишите параметры, затем запустите производство. Производите выборочную проверку во время тиража, поскольку твердость катушки меняется от партии к партии.

Допуск на изгиб, К-фактор и пружинение: цифры, стоящие за углом

Длина плоской заготовки равна длине двух прямых фланцев плюс припуск на изгиб. Припуск на изгиб – это длина дуги, измеренная вдоль нейтральной оси листа. Нейтральная ось на крутых поворотах садится ближе к внутренней поверхности, поэтому в расчете появляется К-фактор.

Формула допуска на изгиб

BA = (pi / 180) x угол изгиба x (коэффициент К внутреннего радиуса x толщина материала)

Для изгиба на 90 градусов из мягкой стали толщиной 2 мм с внутренним радиусом 2 мм и коэффициентом К 0,44 припуск составляет 1,5708 x (2 0,88) = 4,52 мм. Это небольшое число меняет размер плоской заготовки и, если его игнорировать, может превратить хорошую деталь в короткий фланец.

Руководство по К-фактору

Пружинный возврат

Любой металл отскакивает назад после того, как удар упадет. Угол пружинения – это зазор между углом изгиба и запрограммированным углом. Стандартное решение — слегка перегнуть, что хорошо подходит для мягкой стали, или переключиться с гибки воздухом на гибку снизу, что полностью прижимает лист к матрице и механически снижает упругое восстановление.

Штамповочная оснастка: правила, действующие в цехе

Инструменты – это то, где качество листового металла на листогибочном прессе выигрывает или теряется. Изношенный кончик пуансона создает видимые линии на каждой детали. Матрица, слишком узкая для материала, трескает внешнюю поверхность. Пробойник на гибкой шейке необходим, когда фланец должен выходить за пределы инструмента после изгиба. Единственное наиболее полезное правило выбора штампа — это правило V-образного отверстия: разделите V-образное отверстие на толщину материала. Соотношение должно находиться в диапазоне от 6 до 12, при этом 8 является значением по умолчанию для мягкой стали.

• Стандартные формы пуансонов включают прямой пуансон, острый пуансон с острием под углом 30 градусов и пуансон «гусиная шея» для деталей с загнутыми кромками.
• Увеличенный радиус кончика пуансона снижает давление на поверхность и помогает избежать растрескивания высокопрочной нержавеющей стали.
• Полиуретановые штампы подходят для предварительно окрашенного листового металла, но не могут сравниться по грузоподъемности с штампами из закаленной стали.

Расчет тоннажа листогибочного пресса и безопасность машины

Стандартная формула для гибки мягкой стали на воздухе связывает силу с толщиной материала и отверстием матрицы. Приведенная ниже формула дает количество килоньютонов на метр длины изгиба для стали с пределом прочности около 450 МПа.

P (кН на метр) = 650 x (толщина в мм) x (толщина в мм) / (V-образное отверстие в мм)

Чтобы перевести силу в метрические тонны, разделите результат на 9,81. Для мягкой стали толщиной 3 мм и матрицы диаметром 24 мм расчет составляет 650 x 9/24 = 243,75 кН на метр, или около 24,8 тонны на метр. Для детали с фланцем длиной 1,2 м требуется нагрузка 292,5 кН, примерно 29,8 тонны, без учета какого-либо запаса прочности. Покупка машины грузоподъемностью 30 тонн не оставляет запаса по высоте; 40-тонная модель — реалистичный выбор.

Для нержавеющей стали умножьте результат на 1,4–1,6. Для алюминия 5xxx умножьте на 0,7–0,8. Для высокопрочной стали 780 МПа умножьте на 1,7–2,2. Эти факторы отражают разницу в прочности на разрыв по сравнению с мягкой сталью.

Материалы листового металла и минимальный радиус изгиба

У каждого материала есть пол, ниже которого он треснет на линии сгиба. В таблице указаны минимальные значения изгиба на воздухе для обычных марок. Это отправные точки: более острый кончик пуансона, меньшее V-образное отверстие или изгиб параллельно волокнам волокон увеличивают практический минимальный радиус.

Допуск на толщину материала также приводит к изменению угла. При гибке на воздухе лист, толщина которого на 0,1 мм превышает номинальную, может сместить угол на один градус и более, поскольку глубина пробивки, которая работала при номинальной толщине, теперь образует другой угол. Вот почему адаптивное управление с обратной связью по углу становится распространенным явлением в прецизионных листогибочных прессах.

Точное управление: задние упоры, прогиб и адаптивная компенсация

Гибочный тормоз настолько точен, насколько точна его система позиционирования. Задний упор контролирует расстояние от линии сгиба до контрольной кромки, а его повторяемость напрямую влияет на длину фланца. Базовые машины имеют двухосный датчик; производственные машины добавляют ось R для рабочей высоты и упоры оси Z для деталей различной ширины. 4-1-осевой задний упор — это практический минимум для гибкости производственного цеха.

• Ось X контролирует глубину замера; он должен свободно перемещаться и фиксироваться без люфта.
• Оси Z представляют собой независимые упоры, которые позволяют ориентироваться на левую или правую сторону детали.
• Выпуклость компенсирует прогиб рамы под нагрузкой. Без венчания длинный изгиб становится немного мельче посередине, и в центре детали видно отверстие.
• Системы адаптивного угла измеряют угол изгиба во время пробного изгиба и автоматически регулируют глубину пробивки для следующей детали. Они полезны при работе с неизвестными катушками или толстой нержавеющей сталью.

Для высокоточной работы держите инструмент параллельно плунжеру. Даже несоответствие пуансона и матрицы на 0,1 мм на длине 2 м приведет к наклону. Используйте прецизионные штампы и проверяйте параллельность при установке нового инструмента.

Применение гибки листового металла на листогибочном прессе

Листогибочные прессы поддерживают практически все отрасли металлообработки, поскольку они позволяют производить простые, прочные и экономичные изделия из плоского листа. Список производителей длинный, и каждый сектор добавляет свои собственные допуски и требования к поверхности.

• Автомобильная промышленность и мобильность: монтажные кронштейны, каркасы сидений, усиление защелок, детали аккумуляторного отсека, теплозащитные экраны выхлопных газов.
• Конструкция: стальные дверные коробки, лифтовые панели, лестничные ступени, фасадные профили, секции кабельного управления.
• Электротехника: щиты распределительных устройств, шинопроводы, кабельные лотки, корпуса трансформаторов.
• Телекоммуникации: серверные стойки, 19-дюймовые шкафы, антенные кронштейны, корпуса базовых станций.
• Медицинское оборудование: корпуса инструментов, каркасы рентгеновских столов, перила больничных кроватей.
• Сельскохозяйственная техника: крылья, кожухи топливных баков, вкладыши желоба, детали кабины.

Для мобильность и автомобильные приложения Тенденция к использованию электромобилей привела к увеличению спроса на точные, высокопрочные стальные изгибы, поскольку корпуса аккумуляторов и конструкционные кронштейны заменяют детали, которые были сварены ранее.

Техническое обслуживание и распространенные неисправности при изгибе

Большинство отказов листогибочного пресса не происходят внезапно; сначала они проявляются в виде смещения угла, царапин или необычного шума. Простой регистр неисправностей помогает быстро определить источник.

Контрольный список технического обслуживания

• Ежедневно: удалять стружку с матриц; проверить уровень гидравлического масла; протрите направляющие заднего упора; проверьте кончики пуансона на наличие сколов.
• Еженедельно: проверьте аварийную остановку, световую завесу и гидравлические шланги; смазать ШВП и линейные направляющие.
• Ежемесячно: измеряйте параллельность плунжера и станины; откалибровать положение заднего упора; проверьте реакцию прогиба под нагрузкой.

От листового металла к формовке проволоки: расширение ваших возможностей

Производственные цеха, занимающиеся гибкой листового металла, часто получают запросы на детали, формованные из проволоки: зажимы, крючки, штифты и проволочные кронштейны, входящие в одну сборку изделия. Листогибочные прессы не могут эффективно сгибать профили проволоки, но гибочные станки с ЧПУ обрабатывают круглую проволоку, плоскую проволоку и полосу с одинаковой запрограммированной точностью. Проволокогибочный станок с ЧПУ выпрямляет, подает, сгибает и режет проволоку в одной последовательности, что делает производство небольших и средних партий проволоки выгодным.

Логика управления гибочным станком во многом похожа на гибочный тормоз: вы программируете углы изгиба, длину подачи и компенсацию упругого возврата. Многоосные станки, такие как ZW-480, добавляют ось вращения и гибочный рычаг, что позволяет создавать сложные трехмерные формы. Более подробное объяснение кинематики изгиба можно найти в нашей статье. Полное руководство по работе гибочных станков .

ZW-480 4-осевой станок для гибки пружинной проволоки с ЧПУ для сложных 3D-форм Этот четырехосный станок для гибки проволоки поддерживает скручивающие и сгибающие движения руки для создания сложных трехмерных форм. Он обеспечивает автоматическую работу и экономичен для мелко- и среднесерийного производства. Посмотреть продукт →

ZW-880 8-осевой станок для гибки пружинной проволоки с ЧПУ для высокоточной работы Благодаря восьмиосному рычагу и поворотному механизму подачи проволоки эта модель обеспечивает высокую стабильность и точность. Он может решать сложные задачи формовки и идеально подходит для мастерских, желающих производить полные сборки. Посмотреть продукт →

Серия станков для гибки проволоки с ЧПУ WNJ (диаметр проволоки 1–12 мм) Линейка этого производителя охватывает проволоки диаметром от 1 до 12 мм с многоосной навеской. Оно включает глобальную поддержку и услуги по поставке запасных частей, что делает его надежным выбором для интеграции производства. Посмотреть продукт →

Добавление линии гибки проволоки рядом с листогибочным прессом позволяет цеху предлагать целые сборки, а не отдельные детали. Стоимость установки невелика, а машины работают достаточно автоматически, что позволяет экономично обрабатывать партии в несколько сотен штук.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между изгибом воздуха, опусканием вниз и чеканкой?

Гибка воздухом формирует лист с контактом только в трех точках: двух кромках штампа и носовой части пуансона. Угол зависит от глубины пуансона, поэтому одним инструментом можно сделать множество углов. При дне лист полностью прижимается к V-образной матрице, что уменьшает упругость и заостряет внутренний угол, но увеличивает грузоподъемность в три-четыре раза. Чеканка сжимает материал настолько, что форма пуансона вдавливается в лист; он требует высочайшего тоннажа и обеспечивает наилучшую повторяемость при работе с тонким материалом. Для большинства работ по листогибочному прессу гибка воздухом является правильным вариантом по умолчанию.

Как выбрать V-образное отверстие в соответствии с толщиной листа?

Начните с правила восьми: для мягкой стали используйте V-образное отверстие, равное восьмикратной толщине материала. Увеличьте число раз до десяти-двенадцати для нержавеющей стали и до шести-восьми раз для мягкого алюминия. Более широкая матрица снижает тоннаж и обеспечивает больший внутренний радиус; более узкая матрица увеличивает тоннаж и увеличивает радиус. V-образное отверстие никогда не должно быть меньше, чем в пять раз больше толщины стандартных материалов.

Каков наилучший способ компенсировать пружинение?

Самый простой метод – запрограммировать угол перегиба, равный измеренному упругому отскоку. Используйте тестовый образец именно той катушки, которую вы будете использовать в производстве. Для материалов с высокой упругостью, таких как нержавеющая сталь или сталь с давлением 780 МПа, переключитесь на нижний режим или используйте гибочный тормоз с адаптивным измерением угла, который автоматически корректирует глубину пуансона после первого испытательного изгиба.

Какой тоннаж мне понадобится, чтобы согнуть мягкую сталь толщиной 3 мм на расстоянии одного метра?

Используйте формулу P = 650 x 9/24 = 243,75 кН на метр, что составляет примерно 24,8 тонны на метр. Добавьте коэффициент безопасности и избегайте работы с нагрузкой более 80% от номинальной, поэтому 40-тонный листогибочный пресс является минимально разумным выбором для изгибов длиной один метр из мягкой стали толщиной 3 мм. Увеличьте размер станка, если вы также сгибаете нержавеющую или высокопрочную сталь.

Почему на изгибах нержавеющей стали появляются трещины снаружи?

Трещины образуются, когда внешняя поверхность достигает предела удлинения. Распространенными причинами являются радиус пуансона в 1,5 раза превышающий толщину материала, изгиб параллельно волокну прокатки, упрочненный лист, полученный на предыдущем этапе формовки, или слишком узкая V-образная матрица. Используйте больший радиус, согните поперек волокон и подтвердите это испытанием на изгиб на металлоломе перед производством.

Гидравлический или сервоэлектрический листогибочный пресс: что лучше?

Сервоэлектрические станки подходят для обработки листового металла толщиной примерно до 3 мм, обеспечивая более чистую работу, меньшие затраты энергии и лучшую повторяемость позиционирования. Гидравлические станки с ЧПУ по-прежнему превосходны при обработке толстых листов, глубоких деталей и длинных линий изгиба, поскольку они обеспечивают высокую грузоподъемность по всему ходу. Выбирайте сервоэлектрический привод для прецизионных работ с датчиками света и гидравлический станок с ЧПУ для общего производства с широким диапазоном материалов.

Заключительные рекомендации для покупателей листогибочных прессов

• Подберите машину для самой толстой и длинной работы, а затем добавьте запас по тоннажу не менее 20%. Листогибочный пресс, используемый при мощности 80 %, сохраняет свою точность.
• Выберите контроллер с многоосным задним упором и программируемым изгибом. Время наладки сразу сокращается, а длинные детали получаются более прямыми.
• Бюджет на оснастку одновременно со станком. Практичный стартовый набор пуансонов и штампов обычно стоит 5–10% от цены станка.
• Прежде чем принять поставку, настаивайте на проведении пробного изгиба с использованием собственного материала и партии рулонов. Цифры в таблицах являются лишь отправной точкой.
• Запишите значения пружинения для каждого материала и сохраните их в библиотеке программы. Следующий заказ от того же клиента будет оформлен в два раза быстрее.

Гибка листового металла на листогибочном прессе — это зрелый процесс, и в своих основах технология не изменилась. Что отличает прибыльные цеха, так это дисциплина: правильный выбор матрицы, честный расчет тоннажа, проверенная компенсация пружинения и регулярное обслуживание оснастки. Применяйте эти методы последовательно, и листогибочный пресс станет одним из самых предсказуемых станков на полу.