Гидравлический гибочный пресс или гибочный станок с механическим приводом
Гибочный гидравлический пресс — незаменимое оборудование для обработки металлов давлением. Прессовая гибка используется для производства изделий базовой формы путём выполнения нескольких операций прессовки. Чаще всего с помощью гидравлического пресса операторы изготавливают стальные трубы. Отличительное свойство оборудования — лёгкая прессовка стальных листов большой толщины и высокой прочности. Благодаря этому гидравлические прессы считаются гораздо эффективнее оборудования технологии UOE. Также с помощью них можно производить формовку металла в несколько подходов.
Современные гибочные станки эргономичны и оптимизированы: работать на них комфортно и легко, к тому же все параметры гибки настраиваются автоматически. Гибочный инструмент позволяет контролировать процесс прессовки во всех деталях и адаптировать гибку под разные углы и профили.
Сегодня прессы довольно технологичны. Они могут содержать свыше восьми осей, и даже четырёхосные модели стали стандартом — недорогим и распротранённым.
Производство деталей из металлического листа только кажется простым. На деле любой современный прессовочный станок — настоящее явление из мира высоких технологий. Да и оператору гибочного пресса необходимо иметь высокую квалификацию, опыт, отточенный навык и специальные знания. В наше время на таком оборудовании можно изготовить металлические детали любой сложности.
Зачастую на производствах гибкой заменяют процесс сварки. Она обеспечивает изготавливаемым деталям высокую прочность и завершённость: каждое из них получается очень сходным с конечным изделием. Более того, производители станков часто сотрудничают с заказчиками — изготовителями металлических изделий. Вместе они продумывают эффективные методы производства детали на гибочном оборудовании.
Устройство пресса
Любой гибочный пресс содержит нижнюю и верхнюю траверсу. Одна из них выполнена с возможностью вертикального перемещения. Также в комплект входят другие модули (опорные консоли), облегчающие установку металлического инструмента на верхней траверсе и его последующего съёма.
- инструментодержатели с прижимными накладками. Они выполняют зажим гибочного инструмента. Каждая траверса имеет возможность шарнирного проворота вокруг общей оси пресса;
- модуль шарнирного поворота прижимных накладок. Он содержит динамичное исполнительное устройство и передаточные средства, которые служат для сопряжения исполнительного модуля и прижимных накладок пресса;
- средство для индивидуального перехода исполнительного модуля в состояние зажима и демонтажа пресса.
С какими металлами работает гибочный пресс
Не будет ошибкой сказать, что текущее десятилетие — настоящий век листового металла. Что только из него не производят: мебель, баки, контейнеры и другие ёмкости, лестницы, перила, ограждения. Как известно, каждый металл имеет свой сплав и состав, способ производства и прокатки листов, плоскостность и степень вытяжения. Различные гибочные станки работают со всеми типами металла. Используются следующие типы металла для листов под гибку:
- сталь (в том числе нержавеющая),
- алюминий,
- латунь,
- золото,
- медь,
- магний.
Разновидности гибочных прессов по типу устройства
Существует несколько распространённых видов гибочных прессов, но каждый из них предназначен для прессовки металлических изделий путём гибки. Рассмотрим основные разновидности прессов.
Пресс для гибки заготовок с растяжением
Такое устройство содержит пуансон и два зажима. Они установлены на поворотном растяжном гидроцилиндре, который закреплён на гибочном рычаге с приводом от гидроцилиндра. Также в состав растяжного пресса входят модули линейного перемещения зажимов, сельсины-датчики углов поворота гибочных рычагов, система записи и воспроизведения траектории движения зажимов, система формирования управляющего электросигнала гидроцилиндров и ручные сервоклапаны.
Главная слабая сторона такого пресса — низкая точность и не самое высокое качество изделий. Причиной недостатка является произвольное перемещение заготовки зажимами относительно пуансона. Тем не менее, растяжной пресс незаменим в процессе повышения точности изделий.
Гидравлический пресс рамного типа
Листогибочный пресс рамного типа содержит станину и гибочный модуль из пуансона и матрицы. Пуансон располагается в верхней части станины, матрица — на плунжерах гидроцилиндров, которые размещены по всей длине ползуна. Матрица динамична и может перемещаться по устройству вверх и вниз. Прессы данного типа называются так исходя из формы станины — она выполнена в форме рамы.
Станина включает в себя две С-образные стойки и стол, смежный с нижними частями стоек. Компоненты станины соединены траверсой и стяжками. К стойкам прикреплены гидравлические поршневые цилиндры, соединённые между собой штоками с ползуном. Пуансон устанавливают именно на ползун, матрицу — на стол.
Преимуществами рамного листогибочного пресса принято считать значительное повышение качества гибки, уменьшение металлоёмкости и облегчение процесса производства изделий. Главный его недостаток — раскрытие стоек при гибке. Раскрываются они от приложенного усилия, которое воздействует на консольную часть стойки. Впрочем, есть способ снижения этого раскрытия: нужно лишь увеличить сечение стойки до необходимого результата — это нарастит массу стоек. Однако полностью раскрытие никак не убрать.
Формовочный пресс
Формовочное прессовое оборудование содержит нижнюю и верхнюю балку, верхний модуль и модуль с опорой на нижнюю балку. Именно верхний инструмент является отличительной особенностью формовочного пресса — он выполнен в форме гибочного пуансона, который имеет возможность проворота вокруг оси пресса из нейтрального положения. Опорный компонент поддерживает пуансон при совершении рабочего усилия в процессе гибки. Силу, оказываемую на пуансон, можно регулировать в зависимости от угла его поворота.
С помощью формовочного пресса можно производить изделия с пластическим деформированием. Чаще всего посредством этого оборудования изготавливают трубы из металлических листов. Главный недостаток формовочного устройства заключается в ограниченном диапазоне подвижной каретки. Обусловлено оно зависимостью от радиуса кривошипа и строением втулки (а именно количеством стопорных компонентов в её структуре).
Выбираем пресс по методу гибки
На современных производствах используется два стандартных метода гибки — воздушная (или свободная) и калибровочная. Воздушная обеспечивает высокую гибкость работы, однако ограничена по точности. Калибровка же точна, но негибка.
Прессы с воздушным методом гибки
Данный метод характеризуется наличием воздушного зазора между листом металла и стенками матрицы. Воздушный метод — самый распространённый.
Принцип работы у метода следующий. Посредством пуансона траверса вжимает металлический лист на предустановленную глубину по Y-оси в канавку матрицы. Своё название метод получил благодаря тому, что при вжатии лист остаётся в воздухе и не прикасается к стенкам матрицы. То есть форма гибочного инструмента не влияет на угол гибки — только положение Y-оси.
С помощью воздушного пресса оператор может добиться точности Y-оси вплоть до 0,01 мм. Работа с таким станком — ювелирная, поскольку угол гибки оператору приходится определять по правильному положению Y-оси, а оно индивидуальное для каждой детали. Также на разницу в её положении влияют следующие факторы:
- степень деформационного упрочнения,
- толщина листа,
- показатель предела точности.
Главные преимущества воздушной гибки:
- малые затраты на гибочный инструмент;
- малое усилие гибки;
- высокая гибкость без необходимости смены инструментов для гибки;
- возможность получить любой угол гибки;
- большое раскрытие матрицы (чем оно выше, тем меньше будет усилие гибки и тем оптимальнее пресс для работы с толстыми листами).
Недостатки воздушной гибки:
- часто — необходимость закупки дополнительного оснащения (в результате малые затраты на оборудование практически не играют роли);
- неточный угол гибки тонких листов;
- низкая точность повторения гибочной операции для металлов разного качества и состава;
- подходит только для базовых гибочных операций.
Прессы с методом калибровки
Для этого метода характерно полное прилегание листа металла к стенкам матрицы. Калибровка — довольно старый метод, но он всё ещё незаменим для производства некоторых видов изделий.
С помощью метода калибровки можно работать практически с любыми типами металла. В этом и заключается главное преимущество работы с калибровочными станками — упругая деформация равна нулю, так что угол гиба практически не зависит от свойств металла.
При работе с калибровкой лист металла полностью зажат между гибочным инструментом и стенками матрицы.
Преимущества прессов с методом калибровки:
- нулевая упругая деформация (можно подвергать гибке металлы разного качества и состава и не переживать о погрешностях в угле гиба);
- малый внутренний и большой внешний радиус;
- U-образные каналы большой глубины;
- возможность работы с толстыми листами металла благодаря стальным пуансонам и полиуретановым матрицам;
- возможность работы на прессах неточной гибки.
Недостатки:
- усилие гиба многократно больше, чем при воздушной гибке;
- отсутствие гибкости — для каждой формы деталей нужен свой инструмент;
- необходимость частой смены гибочных инструментов.
Выбор гидравлического пресса по типу работы
Существует два основных типа работы гидравлических прессов: механический и электромеханический. Механические станки — более традиционные. Считается, что многие их разновидности уже устарели, однако они всё ещё незаменимы при работе со штамповочными и длинными заготовками. Электромеханические прессы отличаются наличием осей заднего упора и электроникой числового программного управления.
Рассмотрим каждый из этих типов прессов в деталях.
Механические гибочные прессы
Такие станки содержат два верхних цилиндра с движением вниз. Траверса выравнивается гидравликой или посредством механического торсиона на задней стороне станка. Каждый цилиндр включает в себя пару механических стопоров. Они не автоматизированы и имеют либо ручное, либо приводное управление. Механическая гидравлика была разработана ещё в девяностых годах.
До станков ЧПУ этим прессам далеко, но в их механике всё же есть простейшее числовое управление. Так что они всё ещё в ходу во многих странах и на многих производствах, даже самых высокотехнологичных. Положение Y-оси фиксированное и заложено в память числового управления. Его можно комбинировать с Х-осью. Однако получить многопрофильное изделие можно только с помощью калибровки. Механический станок несложен в конструкции и идеально подходит для гибки с одним-двумя углами на деталь — использовать ЧПУ-станок для таких простых изделий незачем.
Электромеханические прессы: ЧПУ и серво-гидравлика
Сегодня всё больше производств переходят на гидравлику с числовым программным управлением. Как и механические прессы, электромеханика работает по типу движения цилиндров сверху вниз. Управление траверсы производится посредством замкнутой цепи, что обеспечивает синхронную работу цилиндров и высокую степень их точности.
Главными поставщиками графических ЧПУ на глобальном рынке сегодня являются Delem, ESA, Bosch и Cybelec. У некоторых производителей гибочных станков имеются свои разработки для ЧПУ.
Любой ЧПУ-пресс отличается высокой технологичностью и оптимальной последовательностью гибки. Оператор может сымитировать процесс гибки от А до Я и узнать, какая у изделия будет длина профиля и не будет ли деталь задевать модули пресса или инструмента.
Заключение
Главное в выборе гибочного пресса, как и в определении оптимального метода гибки, одно: нужно ориентироваться на задачу.
Станки с воздушным методом гибки будут идеальны для производителей, которые планируют работать с большим количеством операций и листами металла толщиной более 1,2 мм. Такие прессы хороши для минимизации усилий и затрат на инструмент, однако ограничены в выполнении специфических гибок. Механика станет надёжным и проверенным вариантом для производств с простыми гибочными операциями.
Прессы с калибровкой отличаются высокой точностью гибки и подходят для работы с тонким металлом. Но для каждой формы понадобится специальный инструмент гибки, поскольку усилие гиба в таких прессах в разы больше, чем в воздушных. Электромеханика высокотехнологична и многогранна. Благодаря ЧПУ производитель может добиться самых точных результатов работы.