Матрица для гибочного станка

Инструментальная оснастка листогибочного пресса

Что такое штамп для гибочного станка

Определение и основные функции

Гибочный станок — это устройство, используемое для гибки металлических листов, которое под действием усилия гибочного пресса позволяет преобразовывать заготовки в детали с заданной формой и размерами.

Штамп гибочного станка состоит из пуансона и нижней матрицы, которые взаимодействуют друг с другом при пробивке, формовании и разделении металлических листов. Формовочный штамп имеет полость, а штамп для разделения — режущую кромку.

Новичкам важно понимать, что основная задача штампа гибочного станка — обеспечивать возможность сгибать различные металлы под разными углами. В этом процессе лист металла перемещается между двумя инструментами: верхний инструмент (пуансон) опускается к нижнему инструменту (матрице) и изгибает листовой металл.

Штампы для гибочного станка делятся на ручные, гидравлические и ЧПУ-штампы. Гидравлические штампы для гибочного станка по способу синхронизации делятся на торсионно-осевые, машинно-гидравлические и электро-гидравлические. По способу перемещения гидравлические штампы для гибочного станка делятся на верхнего и нижнего действия.

Значение при гибке металла

Определяет форму гиба и точность размеров: форма и размер штампа напрямую определяют форму гиба, например угол, радиус кривизны и т. д., что тесно связано с качеством продукции.

Контролирует процесс гибки: инструмент может фиксировать металлический лист в определенном положении и контролировать его деформацию под давлением, обеспечивая стабильность гиба.

Повышает производительность: благодаря быстрой смене штампа переналадка на разные изделия может выполняться за несколько миллисекунд, что значительно сокращает цикл переналадки.

Продлевает срок службы: срок службы инструментов из абразивостойких материалов с поверхностной обработкой может быть увеличен в несколько раз.

Снижает производственные затраты: использование прецизионных штампов повышает производительность и уменьшает процент брака, связанного с износом штампа.

Позволяет выполнять специальные требования: с помощью технологии ЧПУ штамп можно согнуть в любую форму, чтобы удовлетворить производственные требования некоторых конкретных изделий.

Сборки инструмента для листогибочного пресса

Пуансоны и матрицы

Это ключевые компоненты, которые определяют форму изгибаемой заготовки и устанавливаются на верхние и нижние прижимные балки, чтобы контролировать деформацию зоны гибки металлического листа.

Базы матриц

Эти платформы служат опорой и позиционируют верхний пуансон и нижнюю матрицу. Они соединяются с пуансонами листогибочного пресса, что позволяет быстро выполнять смену инструмента. Особенно полезны для поддержания стабильности при многократных производственных циклах.

Вспомогательные приспособления для гибки

Чтобы помочь операторам быстро и легко выполнять операции гибки, иногда используют такие приспособления, как угломеры и позиционирующие упоры. Эти инструменты очень важны в высокоточных задачах, где даже небольшие отклонения могут повлиять на конечное изделие.

Системы быстрой смены

Многие современные листогибочные прессы оснащены системами быстрой смены, которые позволяют операторам быстро менять верхние пуансоны и нижние матрицы для выполнения различных задач гибки.

Эта возможность критически важна для производства с широкой номенклатурой и малыми партиями, где инструменты нужно часто менять для выполнения различных задач гибки. Например, в условиях инструментального цеха система быстрой смены обеспечивает быструю переналадку между разными проектами, повышая общую эффективность.

Позиционирующие штифты

Они используются для точного позиционирования и фиксации заготовки в матрице в процессе гибки. Это критически важно для повторяющихся операций, когда один и тот же гиб необходимо воспроизводить с высокой точностью.

Защитные элементы матрицы

Защитные элементы матрицы устанавливаются на кромке матрицы, чтобы защитить острые углы заготовки и продлить срок службы матрицы. Они особенно важны при обработке хрупких или дорогостоящих материалов.

Матрицы-сокеты

Соединение матрицы-сокета с интерфейсом пуансона облегчает быструю установку и снятие матрицы. Эта функция особенно полезна в условиях, где матрицы нужно быстро менять для поддержания производственной эффективности.

Система смазки

Равномерно распределяет смазку по радиусу матрицы, снижая износ и прижоги на заготовке.

Прокладки/модули матрицы

Они используются для поддержки шипа и помогают формировать комплект инструмента. Жёсткость здесь очень важна.

Подкладки

Позволяют контролировать глубину гибки, сохраняя постоянным расстояние между гибочными поверхностями.

Смещения матрицы

Используются для извлечения изогнутой детали и могут также применяться при наладке.

Держатели инструмента

Держатели инструмента крепят матрицу к листогибочному прессу. Современные держатели инструмента часто оснащаются механизмами быстрой смены, что повышает производительность за счёт сокращения времени наладки. Например, в условиях многономенклатурного производства держатели с быстрой сменой позволяют операторам оперативно переключаться между различными инструментами, минимизируя простой.

Системы зажима

Системы зажима обычно используют зажимы, прижимные блоки и регулировочные гайки для фиксации пуансонов и матриц в правильном положении. Надёжный зажим необходим, чтобы инструмент не смещался в процессе гибки, что может привести к ошибкам. Например, при гибке высокопрочной стали мощная система зажима обеспечивает устойчивость матрицы под высоким давлением.

Виды инструмента для листогибочного пресса

ПуансоныПрофили

Пуансон — это верхний инструмент в оснастке листогибочного пресса, который устанавливается на ползуне листогиба. Он воздействует на заготовку с усилием, придавая ей форму пуансона. Пуансон выпускается в различных исполнениях, чтобы соответствовать разным требованиям по гибке листового металла и типам материалов.

Стандартные пуансоны

Стандартные пуансоны имеют толстое тело и узкий носик, отличаются универсальностью и часто используются для общих гибочных операций и работ с высоким усилием. Они подходят для выполнения стандартных гибов, например углов 90°, на различных материалах. Например, стандартный пуансон можно использовать для получения прямоугольного гиба на листе низкоуглеродистой стали, обеспечивая стабильный результат на нескольких заготовках.

Верхняя матрица с острым углом

Пуансон с острым углом используется для углов от 30 до 60 градусов и имеет массивное тело и острый носик. Обычно он применяется для гибов менее 30 градусов и может работать с углами до 89 градусов. Угол носика пуансона обычно составляет от 28° до 34°.

Типовые размеры

• Ширина раскрытия: от 1" до 1,5"
• Рабочая высота: обычно около 3,75"
• Радиус вершины: от 1/32" до 1/8"

Пуансоны с гусиной шеей

Пуансоны с гусиной шеей имеют утопленный профиль, который позволяет выполнять сложные гибы, не нарушая положение заготовки. Предназначенные для U-образных профилей, эти пуансоны идеально подходят для глубоких коробов и других сложных форм. Пуансоны с гусиной шеей имеют удлинённое тело с выемкой, предотвращающей столкновение полок заготовки. Например, при выполнении глубокой U-образной канавки в листовом металле пуансон с гусиной шеей обеспечивает необходимый зазор, чтобы не повредить материал.

Пуансоны для оконных рам

Пуансоны для оконных рам имеют узкое тело и наклонный носик, что позволяет выполнять гибку и работать вблизи углов. Носик изогнут внутрь листогиба. Он может быть наклонён с обеих сторон гиба и часто используется для изготовления дверных рам и оконных створок, а также эффективно обрабатывает листовой металл при производстве оконных рам.

Узкие/ножевые пуансоны

Благодаря одинаковой толщине по всей длине геометрия узких пуансонов прямая, без углов, что делает их подходящими для ситуаций с ограниченным зазором, идеальными для окончательных гибов в закрывающих коробах и для операций в стеснённом пространстве.

Пуансоны с радиусной вершиной

Пуансон с радиусной вершиной имеет закруглённый носик вместо острой кромки, поэтому он предназначен для выполнения плавных гибов и может использоваться со стандартными V-матрицами для разметочных операций и формирования гладких криволинейных профилей. Корпус обычно толще, чтобы выдерживать необходимые усилия гибки.

Пуансоны с отгибом (Z-инструмент)

Пуансон с отгибом имеет специальную форму, которая позволяет получать смещённые гибы и используется в особых случаях для формирования S-образных профилей. Это специальный инструмент, обычно применяемый для конкретных индивидуальных работ, рассчитанный на выполнение двух гибов одновременно. Его профиль тоньше, чем у стандартного пуансона.

Нижняя матрица

Нижняя матрица — это нижний инструмент в оснастке листогибочного пресса, устанавливаемый на станине листогиба. Когда пуансон опускается, она создаёт реактивное усилие, необходимое для формовки металла. Матрицы бывают различных форм и размеров для выполнения разных видов гибки.

V-матрица

V-матрица — самый распространённый тип матрицы, доступный в вариантах с одним V, двойным V и многосекционным V. Она имеет профилированный паз. Используется для получения V-образных гибов на заготовках. Ширина и глубина V-образного паза определяют итоговый угол гиба и радиус. Доступна как часть четырёхстороннего модуля для удобной замены

U-матрица

Пуансоны типа U используются для изготовления каналов и более глубоких гибов и идеально подходят для операций, требующих более сложных форм. Этот пуансон, предназначенный для выполнения гибов U- или C-образной формы, позволяет сгибать под углом от 90° до 180°. Например, для формирования глубоких канавок в металлических листах для конструкционных деталей пуансоны типа U обеспечивают равномерность и прочность.

Пуансоны для выравнивания

Пуансоны для выравнивания используются для расплющивания изогнутого материала, обеспечивая гладкую и отполированную поверхность. Эти пуансоны необходимы для придания готовому изделию профессионального вида, например для плоских металлических листов, используемых при производстве кузовных деталей автомобилей.

Смещающие пуансоны

Смещающие пуансоны используются для выполнения Z-образных или смещенных гибов и позволяют формировать два угла за один ход. Они повышают точность, сохраняя параллельность гибов.

Радиусные пуансоны

Радиусные пуансоны используются совместно с круглыми матрицами для формирования гибов с радиусом, в результате чего получается гладкий, плавно изогнутый профиль.

Пуансоны типа «гусиная шея»

Пуансон типа «гусиная шея» разработан для предотвращения столкновения с заготовкой, что позволяет выполнять гибы в ограниченном пространстве или вблизи уже выполненных гибов. Он в основном используется для удаления выступающих кромок или фланцев на заготовке и идеально подходит для гибки глубоких коробчатых профилей или профилей с высоким фланцем.

Фланцевые пуансоны

Фланцевые пуансоны используются для формирования отбортовок или кромок, которые улучшают внешний вид и повышают прочность краев листовых деталей.

Пуансоны для формирования канавок

Пуансоны для формирования каналов за один ход формируют U-образные каналы, что более эффективно, чем формирование U-образных каналов традиционными V-образными пуансонами.

Пуансоны для выравнивания

Пуансоны для выравнивания используются для полного расплющивания острых угловых гибов и часто применяются совместно с операциями отбортовки кромки.

Четырехсторонние пуансоны

Четырехсторонние пуансоны имеют V-образный канал с разными размерами по каждой стороне одной матрицы. Многогибочные пуансоны используются для выполнения двух и более гибов за одну операцию и включают специальные типы, такие как смещающие пуансоны.

Типы оснастки для гибочного станка

В заключение

• Система быстросменного инструмента Wila в основном используется в условиях, где требуются высокая точность и частая смена инструмента, обеспечивая быструю замену и подходя для обработки прецизионных деталей.
• Американские штампы отличаются низкой стоимостью и крупными масштабами производства, поэтому подходят для массового выпуска с более низкими требованиями к точности.
• Европейские штампы делают акцент на точности и стабильности, поэтому подходят для отраслей с высокими требованиями к точности, таких как автомобилестроение, электроника и аэрокосмическая промышленность.
• Новые стандартные инструменты обладают высокой совместимостью и адаптивностью, что позволяет быстро вносить изменения и повышать эффективность производства в различных условиях.

Выбор материала для пуансонов и матриц листогибочного пресса

Эффективность и срок службы гибочных матриц неразрывно связаны с прочностью и материалом штампа. Из-за значительного давления и абразивного воздействия, возникающих в процессе гибки, состав и обработка штампа имеют решающее значение.

Важность высокой прочности и износостойкости

Инструменты для гибочных станков выдерживают высокое давление в процессе работы. Высокая прочность гарантирует, что инструмент не деформируется и не сломается под нагрузкой.

Кроме того, износостойкость имеет решающее значение, поскольку она определяет срок службы инструмента. Износостойкий инструмент сохраняет свою форму и функциональность в течение длительного времени, обеспечивая стабильное качество гибки и сокращая необходимость регулярной замены.

Закалённый инструмент

Один из способов повысить жёсткость и долговечность гибочного станка — закалка штампов. Некоторые материалы для штампов гибочных станков популярны благодаря своей изначальной жёсткости и возможности дальнейшей закалки.

Например

• Хромомолибденовая сталь:Этот сплав известен своей вязкостью и износостойкостью, обеспечивая баланс между прочностью и долговечностью гибочного инструмента и позволяя ему выдерживать интенсивную гибку без преждевременного износа.
• Сталь Ясуки：Сталь Yasuki — это высококачественная сталь, широко используемая для специализированного инструмента, известная своей исключительной твёрдостью и износостойкостью. Её состав обеспечивает сохранение острой кромки, что делает её идеальным выбором для точных гибочных операций.

Инструмент горячей обработки

Отпуск или термообработка — это процесс, улучшающий свойства металлического инструмента. Путём контролируемых циклов нагрева и охлаждения он изменяет молекулярную структуру металла, тем самым повышая его эксплуатационные характеристики.

Например

После термообработки повышаются прочность и износостойкость углеродистой стали. Процесс термообработки улучшает зернистую структуру стали, делая её более плотной и долговечной. Углеродистые стальные инструменты после отпуска менее подвержены растрескиванию и деформации, что обеспечивает более длительный срок службы и стабильный результат гибки.

Обращение с инструментом и его установка

Эффективность работы листогибочного пресса зависит не только от качества инструмента, но и от того, как его обращаются и устанавливают. Правильное обращение и установка позволяют поддерживать оптимальную производительность, снижать износ и продлевать срок службы инструмента. Ниже приведены нюансы обращения с инструментом и его установки:

Важность геометрии штампа

Для достижения требуемого результата гибки обычно разрабатывают сложную геометрию гибочных штампов. Форма, угол и размеры каждого штампа имеют решающее значение для обеспечения точности процесса гибки. При обращении с этим инструментом и его установке

• Убедитесь, что геометрия инструмента соответствует ожидаемой операции гибки. Использование инструмента с неподходящей геометрией может привести к неточным результатам гибки и повредить станок и заготовку.
• Регулярно проверяйте штамп на наличие износа или повреждений. Со временем геометрическая форма штампа изменяется из-за износа, что влияет на качество гибки.
• Правильное хранение имеет решающее значение. При хранении инструмента необходимо сохранять его геометрическую форму, избегая штабелирования или размещения в положении, которое может вызвать деформацию.

Сегментированные штампы и их преимущества

Сегментированный инструмент — это инструмент, разделённый на множество частей или секций. Вместо одного длинного инструмента сегментированный инструмент позволяет операторам листогибочного пресса использовать комбинацию более коротких сегментов для достижения нужной длины или настройки. Преимущества следующие:

• Гибкость: Сегментированный инструмент обладает большей универсальностью, операторы могут подбирать сегменты в соответствии с конкретными требованиями программы.
• Лёгкость в эксплуатацииПо сравнению с более длинными инструментами более короткие проще в эксплуатации, установке и ремонте.
• Снижение износаЕсли отдельные компоненты матрицы изношены или повреждены, следует заменять именно их, а не всю матрицу целиком.
• Экономическая эффективностьОператоры могут инвестировать в сегментированный комплект вместо нескольких длинных инструментов для разных операций, тем самым снижая долгосрочные затраты.
• Оптимизация рабочих процессовСегментные инструменты можно быстро перенастраивать, что сокращает время наладки и повышает производительность.

Важность допусков инструмента

Допуски матрицы имеют решающее значение в производстве, поскольку они определяют нормальную работу изделия, диапазон размеров эстетичных контейнеров или другие физические характеристики. Основные причины их важности следующие:

Улучшенная посадка и функциональность деталей:Этот допуск обеспечивает сопряжение деталей с другими деталями, предотвращая функциональные проблемы и несовместимость.

Улучшение внешнего вида готового изделия благодаря допускам:Допуски способствуют эстетике изделия, например обеспечивают ровное расположение деталей без заметных зазоров.

Учет разумного допуска для инструмента:Для инструмента можно допустить определенные отклонения, сохраняя его функциональность.

Взаимозаменяемость деталей:Допуски позволяют заменять отдельную деталь, облегчая обслуживание и ремонт.

Определение допусков для обеспечения постоянства, точности и прецизионности:Определение допусков позволяет лучше контролировать стабильность, точность и прецизионность изделия.

Снижение затрат:Заранее определив допуски, производители могут свести к минимуму дорогостоящие производственные ошибки и переделки.

Часто задаваемые вопросы

1. В чем основное различие между прецизионно шлифованными и неприцизионно шлифованными инструментами?

Прецизионно шлифованные штампы изготавливаются с чрезвычайно жесткими допусками, что обеспечивает высокую точность и стабильность всей комплектации штампов. Такой уровень точности критически важен для применений, где требуются точные углы и повторяемость, например в аэрокосмической отрасли или при производстве медицинских изделий.

Неприцизионно шлифованные инструменты, хотя и более доступны по цене, имеют менее жесткие допуски и, как правило, подходят для задач, где точность не столь критична. Выбор между этими вариантами зависит от требований производства, при этом прецизионно шлифованные инструменты предпочтительнее для высокоточных операций, где важна стабильность.

2. Как часто следует калибровать инструменты листогибочного пресса?

Частота калибровки зависит от объема производства, типа материала и требований к точности. Для высокоточных операций или непрерывного производства калибровку следует выполнять еженедельно или даже ежедневно, поскольку это обеспечивает стабильную точность гибки и минимизирует возможные отклонения.

При менее интенсивной эксплуатации может быть достаточно ежемесячной или ежеквартальной калибровки. Внедрение регулярной программы калибровки, соответствующей производственным потребностям, помогает поддерживать точность и сокращать количество переделок и отходов.

3. Какие факторы влияют на срок службы инструмента листогибочного пресса?

На срок службы инструмента влияет множество факторов, включая качество материала, интенсивность использования, твердость материала заготовки и методы обслуживания. Инструменты листогибочного пресса из высококачественной инструментальной стали или со специальными покрытиями, как правило, служат дольше, особенно в условиях крупносерийного производства.

Регулярная очистка, смазка и осмотр также помогают предотвратить преждевременный износ, что может значительно продлить срок службы инструмента. Кроме того, избегание чрезмерного усилия и соблюдение рекомендованных режимов работы защищают инструмент от избыточных нагрузок и продлевают его ресурс.

4. Можно ли использовать инструменты листогибочного пресса для всех видов металлов?

Хотя инструменты листогибочного пресса широко применяются, для разных металлов требуются определенные характеристики инструмента, чтобы обеспечить оптимальную работу. Например, более твердые металлы, такие как нержавеющая сталь или титан, создают большее усилие на матрицу, поэтому для таких задач идеально подходят высокопрочные или с твердосплавным покрытием матрицы.

Более мягкие металлы, такие как алюминий, требуют меньшей прочности матрицы, однако можно использовать более мягкие матрицы или пуансоны, чтобы предотвратить повреждение поверхности. Подбор матрицы под тип материала оптимизирует срок службы матрицы и качество гиба, повышая общую эффективность работы листогибочного пресса.

5. Как выбрать подходящий инструмент для листогибочного пресса для моего проекта?

Сначала учитывайте характеристики материала, включая тип, предел прочности на растяжение и предел текучести, поскольку они определяют конкретные требования к оснастке. Разные материалы, такие как алюминий, углеродистая сталь и нержавеющая сталь, обладают уникальными свойствами, требующими различных настроек.

Затем оцените толщину и длину материала. Ширина раскрытия матрицы обычно должна составлять 8 толщин материала. Длина материала определяет необходимую длину матрицы. Угол и форма гиба имеют решающее значение. Для конкретных форм гиба, таких как V-образный гиб или отбортовка, требуется соответствующая оснастка. Знание требуемой формы гиба поможет выбрать правильную матрицу.

Профиль инструмента и предельная нагрузка также имеют большое значение. Подбирайте профиль инструмента в соответствии с видом операции — воздушная гибка, гибка в упор или калибровочная гибка — и следите, чтобы предельная нагрузка не превышала возможности листогибочного пресса, чтобы избежать повреждений.

Выбор матрицы должен соответствовать толщине обрабатываемого металла. Используйте правило «8×2» и умножьте толщину самого тонкого металла на 8, чтобы определить минимально необходимую V-образную матрицу. Регулируемые матрицы полезны для проектов с несколькими гибами.

При выборе пуансона ориентируйтесь на требования задачи. Учитывайте тип пуансона, например стандартный, гусиную шею или остроугольный, и убедитесь, что радиус носика соответствует значению радиуса пневмоформования.

Точность и совместимость важны для обеспечения точности деталей. Выбирайте инструменты с высокой точностью и такими функциями, как сегментное и самофиксирующееся крепление, для удобства и безопасности. Учитывайте варианты инструмента и возможность индивидуальной адаптации. Хотя стандартные инструменты подходят для типовых гибов, для выполнения уникальных требований могут потребоваться специальные инструменты, чтобы повысить эффективность формовки.

Наконец, обратите внимание на наладку и эксплуатацию. Инструменты с фронтальной загрузкой позволяют сократить время переналадки. Для проектов, где требуется частая смена инструмента, оснащение каждого листогибочного пресса выделенной библиотекой инструмента может повысить эффективность.