Гидравлические прессы

Рабочий принцип и конструкции современных листогибочных прессов

Небольшая энергоёмкость процесса гибки листового металла в большинстве случаев позволяет советовать изготовление аналогичного оборудования собственными руками, применяя исключительно ручной привод. Однако это решительно недопустимо в случае гибки толстолистового металла, гибки больших изделий, а еще для получения малых (до 20 — 25°) углов гиба. Во всех перечисленных выше случаях необходимо применять гидравлический листогибочный пресс.

Выбор гидравлического или механического привода

Механические прессы составляют основу парка современного оборудования для пластической деформации сталей и сплавов. Однако применение такого типа машин для целей гибки листового металла в большинстве случаев нецелесообразно. Причина – в явлении пружинения, которое обязательно сопутствует всем гибочным операциям, выполняющимся в холодном состоянии.

Пружинение представляет собой самопроизвольное перемещение оси гнутого металла заготовки после снятия с неё рабочего усилия. Основная причина пружинения – остаточная упругость смежных слоёв материала, которая присутствует даже в высокопластичных сталях или алюминиевых сплавах. Обычно угол пружинения составляет 7…10°, однако у некоторых цветных сплавов (например, АМг) он может доходить до 12…15°, заметно искажая профиль согнутой под механическим прессом детали.

Кинематической особенностью механического листогибочного пресса вертикального исполнения является то, что в своей крайней нижней точке ползун такого пресса практически не находится более 0,5…1 с. Следовательно, рабочее усилие процесса, позволяющее преодолеть силы упругого восстановления формы изделия, воздействуют на неё крайне малое время. В результате многие изделия, деформируемые в холодном состоянии на кривошипных листогибах, приходится в дальнейшем подвергать калибровочной правке «на удар», либо догибать изделия вручную, что снижает качество сборки узлов, и повышает трудоёмкость.

Гидравлический листогиб, привод которого производится от специальных силовых гидроцилиндров, позволяет удерживать материал заготовки под давлением столько, сколько этого потребуют физико-механические характеристики материала. Например, листогибочный пресс с ЧПУ позволит запрограммировать режим калибровки предварительно, ещё до начала процесса гибки. Современный гидравлический листогибочный пресс обладает, как правило, двумя силовыми цилиндрами, которые размещаются в боковых стойках рамы. Машины модульного типа часто оснащаются несколькими рабочими цилиндрами.

Положительной особенностью промышленных листогибов с гидроприводом считается также и то, что они никогда не вызывают заклинивание привода при перегрузках, что неизбежно в случае использования кривошипно-шатунного рабочего механизма.

Уступая, таким образом, в производительности, гидравлический листогиб превосходит кривошипный листогибочный пресс по факторам надёжности и по качеству конечной продукции.

Виды и классификация листогибочного оборудования с гидроприводом

Согласно отраслевой нормали КН-1-01 отечественное оборудование для гибки маркируется буквой И, после которой следует условное обозначение типа и рабочего усилия оборудования. Например, марка И2730Ф указывает на то, что данная кузнечно-штамповочная машина представляет собой листогибочный пресс с ЧПУ (буква Ф в конце маркировки), а максимальное рабочее усилие (последние две цифры) составляет 1000 кН.

Кроме того, промышленные листогибы классифицируются:

1. По типу станины: выпускаются оборудование с открытой станиной С-образного типа, и с закрытой станиной рамного типа.
2. По наличию либо отсутствию средств автоматизации процесса. Высокофункциональный листогибочный пресс с ЧПУ, несмотря на свою более высокую стоимость, значительно выгоднее обычного приводного листогиба, поскольку позволяет оперативно программировать себя на деформирование изделий с различной формой, чем существенно снижаются непроизводительные простои прессов.
3. По конструктивному исполнению силовых гидроцилиндров листогибочный пресс может быть с нижним расположением цилиндров (с тянущими цилиндрами), и с верхним (толкающие цилиндры). С точки зрения распределения усилий во время деформирования, более высокой долговечностью отличаются прессы с верхним расположением силовых органов, поскольку в этом случае преобладают сжимающие напряжения, допустимый уровень которых для сталей всегда выше, чем сжимающих.

Следует отметить, что изготовление листогибочных прессов (независимо от типа привода) своими руками практически невозможно, поскольку требует очень высокого оснащения станочной базой и квалификации исполнителей. Вместе с тем, изготовление пуансонов и матриц своими руками вполне возможно: инструмент для гибки имеет довольно простую конфигурацию, а, кроме того, производится под конкретные потребности производства.

Особенности гибки сталей и сплавов на промышленных листогибочных машинах

Ведущей фирмой в производстве данного вида оборудования является транснациональная корпорация Amada, прессы которой занимают до 70% профильного сегмента рынка.

Отличительной особенностью листогибочных машин от Amada являются:

• Трёхкоординатное программирование параметров гибки по оперативно переналаживаемым упорам;
• Наличие автоматических компенсаторов упругого пружинения станины пресса под нагрузкой;
• Сегментированный инструмент, который – отдельно по пуансонам и матрицам – может быть заказан одновременно с приобретением оборудования;
• Корректировка месторасположения задних упоров в зависимости от физико-механических характеристик металла исходной заготовки.

В последнее время распространение получают также машины для гибки от турецкой фирмы «Durmazlar». В частности, выпускаемый ею листогибочный пресс durma часто имеет модульное исполнение – тандем или даже трио – что позволяет применять такие листогибочные прессы для деформирования толстолистовых заготовок значительных габаритных размеров. Турецкие листогибы при вполне достойном качестве обладают значительно меньшей стоимостью.

Изготовление гнутой продукции на листогибочных прессах заключается в следующем:

1. Подлежащая гибке заготовка своими руками устанавливается в матрицу, и позиционируется там по передним и/или задним упорам, чем однозначно устанавливается размер полки готовой детали.
2. Подвижный инструмент – пуансон с необходимым радиусом гибки – устанавливается в инструментальный блок и зажимается в нём с использованием визуальной информации от графического дисплея.
3. В блоке ЧПУ набираются данные о требуемой величине деформирующего хода ползуна, на котором установлен гибочный инструмент.
4. С учётом возможного расхождения пластических свойств деформируемого материала (это возможно даже в рамках одной партии) производится пробный гиб заготовки в матрице. При этом устанавливается максимально возможное время нахождения заготовки под нагрузкой.
5. Готовое изделие (при ходе ползуна пресса вверх) извлекается из матрицы и контролируется своими руками при помощи шаблона. При необходимости инструмент подналаживается, при этом может изменяться как расположение пуансона, так и матрицы.

Надлежащее качество гибки с применением приводных листогибочных прессов может быть обеспечено двумя способами: свободной или адаптивной гибкой. Первая реализуется преимущественно на прессах, не оснащённых ЧПУ. При свободной гибке инструмент регулируется индивидуально, поэтому многое зависит от опыта и квалификации наладчика. Кроме того, индивидуальная регулировка матрицы и/или пуансона своими руками занимает много времени (особенно при малых партиях производства продукции). Таким образом, инструмент, изготовленный своими руками для листогиба без системы ЧПУ, впоследствии потребует индивидуальной регулировки каждого пуансона и/или матрицы.

Адаптивная гибка возможна лишь на прессах с ЧПУ. В этом случае инструмент качественно позиционируется по следующим осям:

• Оси продольного перемещения ползуна по направляющим станины пресса. Это определяет скорость, с которой движется инструмент (вверх, либо вниз), причём прессы с ЧПУ обладают, как правило, двумя скоростями – холостого хода сближения пуансона и матрицы с заготовкой (ускоренной), и деформирующего хода, где гибочный инструмент выполняет непосредственную гибку. Современные листогибочные прессы обладают возможностью раздельной наладки каждой из направляющих ползуна (в некоторых случаях это может допускаться преднамеренно);
• Оси компенсации от вероятного прогиба осей ползуна на стадии рабочего хода. Это бывает необходимым при гибке высокоуглеродистых сталей и некоторых сплавов, характеризующихся повышенной упругостью. В результате возникают реактивные нагрузки на станину, в результате которых инструмент может быть перекошен, а оси пуансона и матрицы могут сместиться в сторону от первоначального положения;

Компенсация прогиба обеспечивается клиновой системой установки инструментального блока, при которой каждый пуансон и матрица могут адаптивно перемещаться при самопроизвольном изменении своего первоначального положения. В результате инструмент полностью сохраняет свою точность.

Сложность листогибочных прессов с ЧПУ, таким образом, полностью оправдывает себя, поскольку предотвращает все возможные искажения изделия при процессе его гибки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.