Что такое техника U-образной гибки на листогибочном прессе? Полное руководство

The гибочный пресс U-образный изгиб Технология U-образной гибки — ключевой метод, используемый в металлообработке, особенно при изготовлении листового металла, где листогибочный пресс используется для создания U-образного изгиба металлического изделия. Этот процесс гибки критически важен для производства деталей с заданными углами и конфигурациями, часто используемых в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и строительство. Технология U-образной гибки на листогибочном прессе обеспечивает точность и повторяемость, что делает её предпочтительным выбором для производителей, стремящихся к эффективному созданию высококачественных гибов. В этом руководстве мы пошагово рассмотрим процесс, инструменты и рекомендации по достижению оптимальных результатов при использовании листогибочного пресса для U-образной гибки.

Как понять U-образный изгиб листогибочного пресса?

Основы U-образных изгибов листогибочного пресса

U-образная гибка на листогибочном прессе представляет собой процесс, при котором металлический лист непрерывно сгибается на листогибочном прессе дважды или более для придания ему формы буквы «U».

Этот процесс достигается за счёт точного контроля степени закрытия верхнего и нижнего штампов и хода для обеспечения точного размера и угла, требуемых проектом. U-образная гибка — один из наиболее распространённых методов формовки в металлообрабатывающей промышленности.

U-образный изгиб необходим в различных отраслях, таких как металлообработка и машиностроение. Он широко используется в производстве архитектурных и структурных деталей, автомобильных деталей, корпусов бытовой техники и проектном производстве, требующем внутреннего пространства, например, трубопроводных систем и электрических шкафов.

U-образный изгиб позволяет не только экономить материальные затраты и повышать эффективность производства, но и обеспечивать хорошие механические свойства и внешний вид продукции.

История и эволюция технологии листогибочного пресса

Листогибочный пресс считается основным прецизионным оборудованием для формовки листового металла, и его история восходит к ранней индустриализации. Первоначальный ручной листогибочный пресс зависит от рабочей силы, которая отличается сложной работой и низкой эффективностью.

Благодаря развитию технологий, гидравлика и ЧПУ значительно усовершенствовали конструкцию листогибочного пресса, сделав машину способной выполнять точную и сложную гибку, включая U-образную гибку.

Технология U-образной гибки постоянно совершенствуется с развитием технологии листогибочного пресса, которая варьируется от простой прямолинейной гибки до трехмерной гибки. Не только достигается улучшение угла гибки и точности, но и реализуется многошаговая последовательность автоматической постоянной гибки.

Современный Листогибочные прессы с ЧПУ может быть даже интегрирован с программным обеспечением CAD/CAM, точно имитируя и контролируя весь U-образный изгиб, достигая высокой точности и проектов массового производства. Более того, техника штампа и вспомогательные инструменты, такие как задний упор и переднее опорное устройство, также дополнительно обогащают и улучшают возможность и адаптивность U-образного изгиба.

Технические аспекты

Типы листогибочных прессов для гибки U-образного профиля

Механический листогибочный пресс

Плюсы: простая конструкция, высокая стоимость, удобное обслуживание, интуитивно понятное управление, подходит для небольших масштабов или случаев, требующих меньшей точности.

Минусы: Вероятно, он не может реализовать точный контроль при высоком тоннаже из-за ограничений путей движения. Кроме того, он имеет более низкую эффективность работы, чем гидравлические типы, и не подходит для массового и постоянного производства.

Гидравлический листогибочный пресс

Плюсы: гидравлическая система обеспечивает стабильное и интенсивное давление, которое может быть адаптировано для точной гибки листового металла с различной толщиной материалов. Его также можно регулировать без уровней в более широком диапазоне, что подходит для массового производства и отраслей, требующих высокой точности.

Минусы: оборудование сложное и требует регулярного обслуживания для нормальной работы. Его первоначальные и последующие затраты на обслуживание относительно велики.

Листогибочные прессы с ЧПУ

• Преимущества:
  • Программируемое управление обеспечивает высокую точность и повторяемость.
  • Минимизирует отходы материала, что делает их экономически эффективными для крупномасштабного производства.
  • Идеально подходит для изготовления детализированных компонентов, таких как детали шасси автомобиля.
• Недостатки:
  • Высокие затраты на приобретение и эксплуатацию из-за передовых технологий.
  • Требуются квалифицированные операторы для программирования и обслуживания.
  • Не всегда экономически эффективно при мелкосерийном производстве.

Электрические листогибочные прессы

• Преимущества:
  • Энергоэффективность, что со временем приводит к снижению эксплуатационных расходов.
  • Обеспечивает превосходную точность и однородность изгибов.
  • Снижение требований к техническому обслуживанию по сравнению с гидравлическими системами.
• Недостатки:
  • Ограниченная способность к высокотоннажной гибке, что делает их непригодными для тяжелых условий эксплуатации.
  • Более высокие первоначальные затраты по сравнению с механическими листогибочными прессами.

Гибридные листогибочные прессы

Гибридные листогибочные прессы сочетают в себе точность электрических систем с мощностью гидравлических механизмов. Эти машины часто используются в приложениях, требующих умеренного тоннажа, таких как производство аэрокосмических и автомобильных компонентов. Они сочетают в себе энергоэффективность и производительность, что делает их универсальным вариантом.

• Преимущества:
  • Более низкое потребление энергии по сравнению с традиционными гидравлическими системами.
  • Возможность обработки материалов различной толщины.
  • Сокращение потребности в техническом обслуживании благодаря гибридной технологии.
• Недостатки:
  • Более высокая сложность увеличивает первоначальные инвестиции и затраты на обучение.
  • Требуются специальные знания для эксплуатации и обслуживания.

Выбор правильного гибочного станка

Выбор наиболее подходящего листогибочного пресса предполагает рассмотрение конкретных требований проекта, таких как тип материала, толщина листа, объем производства и бюджет. Например:

• Гидравлические листогибочные прессы идеально подходят для тяжелых условий эксплуатации, например, в судостроении.
• Листогибочные прессы с ЧПУ отлично зарекомендовали себя в таких высокоточных отраслях, как автомобилестроение.
• Электрические листогибочные прессы пользуются популярностью в экологически сознательных операциях. Понимание преимуществ, ограничений и конкретных применений каждого типа обеспечивает принятие обоснованного решения, адаптированного к производственным потребностям.

Материалы, подходящие для U-образных изгибов

Знание физических и механических свойств различных видов металлических материалов имеет решающее значение для точного проектирования и реализации процесса U-образной гибки, что позволяет избежать проблем с качеством продукции из-за неправильного использования материалов.

Низкоуглеродистая сталь: он обладает умеренной интенсивностью, хорошей пластичностью, легко гнется и является одним из наиболее распространенных материалов для изготовления U-образных отводов.

Нержавеющая сталь: Он хорош, устойчив к коррозии, декоративен. Требует точного расчета и контроля параметров деформации при изгибе из-за высокой прочности и упругости.

Алюминий: Он имеет низкую плотность и хорошую электро- и теплопроводность, что делает его пригодным для легких деталей. При изгибе следует учитывать свойства высокой пластичности и малого модуля упругости, чтобы избежать чрезмерного отскока и влияния на качество продукта.

Медный сплав: Он обладает хорошей электропроводностью и коррозионной стойкостью. Из-за своей высокой твердости он должен обрабатываться с использованием соответствующих штампов и технологических условий.

Конструктивные особенности U-образных изгибов

Радиус изгиба: Обычно она больше определенного кратного значения толщины материала, чтобы избежать образования трещин или слишком больших внутренних напряжений при изгибе, обеспечивая целостность структуры заготовки.

Угол изгиба: определяет окончательную форму заготовки. Она рассчитывается в соответствии с требованиями к конструкции изделия и эффектом пружинения, тем самым компенсируя и достигая ожидаемого геометрического размера.

Изгибающая сила: оно определяется многими факторами, такими как толщина материала, радиус изгиба и длина. Слишком большое или малое давление может привести к проблемам с качеством. Таким образом, для обеспечения правильного значения давления необходимы профессиональные инструменты расчета и эмпирические формулы.

Факторы, влияющие на точность U-образной гибки

Пружинный возврат происходит, когда металл частично возвращается к своей первоначальной форме после изгиба. Для решения этой проблемы используются такие методы, как перегиб, низ и чеканка:

• Перегибание прикладывает дополнительную силу для противодействия отскоку.
• Нижний изгиб включает в себя прессование материала в матрице для достижения точного изгиба.
• Чеканка создает постоянную деформацию за счет изгиба под высоким давлением, исключая упругое возвращение материала.

Свойства материала

Пластичность, твердость и толщина материала напрямую влияют на производительность гибки. Более твердые материалы могут потребовать большей силы и осторожного обращения, чтобы избежать трещин, в то время как пластичные материалы позволяют выполнять более плавные изгибы.

Радиус изгиба

Поддержание постоянного радиуса изгиба имеет решающее значение для получения однородных U-образных форм. Радиус зависит от носика пуансона и геометрии матрицы, при этом более узкие радиусы требуют специализированного инструмента.

Ключевые параметры машины для точной U-образной гибки

Изгибающая сила

Сила гиба — это величина давления, создаваемого листогибочным прессом, которая зависит от толщины и прочности материала. На неё влияют такие факторы, как толщина материала, радиус гиба и длина заготовки.

Недостаточное усилие может привести к неполному изгибу, а чрезмерное усилие может повредить инструмент или материал. Для обеспечения точных изгибов необходимо использовать правильный набор инструментов (пуансоны и матрицы), соответствующий требуемому усилию.

Длина изгиба

Длина гибки определяет максимальную длину материала, которую листогибочный пресс может обработать за одну операцию. Это особенно важно для крупномасштабных применений, где необходимо поддерживать однородность по всему изгибу. Более длинные длины гибки уменьшают необходимость в нескольких операциях, повышая как эффективность, так и последовательность.

Ход цилиндра

Ход цилиндра относится к диапазону вертикального перемещения ползуна во время процесса гибки. Более длинный ход цилиндра обеспечивает большую гибкость для гибки более толстых или высоких материалов, обеспечивая требуемые углы гибки и помогая компенсировать отдачу.

Открытие дневного света

Просвет относится к пространству между верхней и нижней балками, когда листогибочный пресс полностью открыт. Этот зазор определяет максимальный размер материала и инструмента, который может быть помещен в металлообрабатывающий станок. Большие просветы позволяют сгибать более высокие заготовки и позволяют использовать специализированный инструмент.

Скорость и контроль

Скорость верхней балки напрямую влияет на эффективность производства. Современные машины позволяют операторам листогибочных прессов регулировать скорость на различных этапах цикла гибки, от быстрого подхода до точной гибки, обеспечивая как скорость, так и точность. Системы ЧПУ обеспечивают улучшенный контроль, позволяя точно программировать настройки силы, скорости и угла, улучшая согласованность и сокращая количество ошибок.

Преимущества U-образной гибки

U-образная гибка обеспечивает ряд существенных преимуществ:

• Универсальность: Подходит для широкого спектра материалов и толщин, что делает его применимым в различных отраслях промышленности.
• Точность: Современные листогибочные прессы с ЧПУ обеспечивают стабильные и точные результаты.
• Эффективность затрат: Процесс минимизирует отходы материала и может быть адаптирован как к мелкосерийному, так и к крупносерийному производству. Например, в автомобильной промышленности было показано, что U-образная гибка снижает производственные затраты на компоненты рамы за счет оптимизации использования материала.

Практическое руководство

Пошаговое руководство по выполнению U-образного изгиба

Выберите подходящий листогибочный пресс и матрицы: выберите механический или гидравлический листогибочный пресс в зависимости от типа и толщины материала. Выберите соответствующую верхнюю и нижнюю матрицу в соответствии с требуемым размером и формой U-образного изгиба.

Подготовка материала: Измерьте и отрежьте металлический лист необходимого размера.

Установите параметры машины: установите разумные параметры силы гиба, скорости и угла в зависимости от толщины материала и радиуса гиба.

Выполнить гибку: поместите металлический лист на листогибочный пресс, убедитесь, что он находится посередине штампа, и согните его в соответствии с заданными параметрами.

Проверить и отрегулировать: следите за деформацией материала, проверяйте точность размеров и угла, своевременно корректируйте давление и угол для компенсации эффекта пружинения. После гибки одной или двух сторон выполните гибку оставшейся части заготовки по той же схеме.

Техника: используйте точные измерительные инструменты для многократной проверки положения штампа и установки угла.

Что касается сложных U-образных заготовок, то можно использовать метод пошаговой формовки. Сгибайте по небольшому участку за раз, сохраняя его постоянным и последовательным.

Разработайте стандартизированные рабочие процедуры, соблюдайте их неукоснительно и повышайте операционную квалификацию посредством повторной практики.

Как рассчитать радиус изгиба U-образной трубы листогибочного пресса?

1. Понять основы радиуса изгиба
   • Радиус изгиба U-образной детали листогибочного пресса — это радиус внутренней кривизны U-образной детали. Это важный параметр, поскольку он влияет на структурную целостность, внешний вид и функциональность изогнутой детали. Меньший радиус изгиба позволяет получить более компактную U-образную деталь, в то время как больший радиус может потребоваться для деталей, требующих большей гибкости, или для предотвращения растрескивания материала.
2. Фактор толщины материала
   • Толщина материала (Rmin) является ключевым фактором при расчёте минимального радиуса изгиба. Как правило, минимальный радиус изгиба () зависит от толщины материала. Для большинства металлов существует рекомендуемый минимальный радиус изгиба, позволяющий предотвратить образование трещин. Например, для мягкой стали минимальный радиус изгиба часто составляет примерно 1–2 толщины материала. То есть Rmin = (1–2)t.
   • Точное соотношение зависит от пластичности материала. Пластичные материалы, такие как алюминий, обычно имеют меньший радиус изгиба относительно своей толщины по сравнению с менее пластичными материалами, такими как некоторые высокопрочные стали.
3. Вопросы выбора инструмента
   • Инструмент, используемый в листогибочном прессе, также влияет на радиус гиба. Радиус пуансона и матрицы играет важную роль. Радиус пуансона (r) должен быть немного меньше желаемого конечного радиуса гиба (R). Соотношение между радиусом пуансона и радиусом гиба можно приблизительно определить как , где — небольшой поправочный коэффициент, учитывающий упругость. Упругость — это свойство материала частично возвращаться к своей первоначальной форме после гибки.
   • Радиус матрицы () обычно больше радиуса пуансона и предназначен для размещения изгибаемого материала и обеспечения поддержки в процессе гибки. Общее правило заключается в том, что радиус матрицы примерно в 1,5–2 раза больше радиуса пуансона ().
4. Формула расчета на основе геометрии и свойств материала
   • Для более точного расчёта можно использовать следующую формулу, основанную на концепции нейтральной оси. Нейтральная ось — это слой материала, который не сжимается и не растягивается при изгибе. Формула для радиуса изгиба () с учётом толщины материала (), угла изгиба () и коэффициента удлинения () выглядит следующим образом:

1. где - удлинение внешнего волокна материала при изгибе, может быть получено из таблиц свойств материалов или путем испытаний. Угол изгиба измеряется в градусах.
2. На практике также важно учитывать допуски на упругость. Её можно оценить методом проб и ошибок или используя эмпирические данные, предоставленные поставщиком материала или производителем листогибочного пресса. Как правило, для учёта упругости может потребоваться корректировка расчётного радиуса гиба на определённый процент (обычно около 5–10%), в зависимости от материала и процесса гибки.

Распространенные ошибки и как их избежать

Неправильный выбор штампов и неточная настройка зазора штампа приведут к плохому эффекту гибки или повреждению заготовки. Если сила гибки слишком большая или маленькая, это приведет к поломке материала. Отдача слишком большая, что повлияет на точность изделия. Неправильное положение материала и фиксация приведут к смещению в процессе гибки.

На основе вышеприведенных вопросов можно предложить несколько подходов к мерам предосторожности:

Строго соблюдайте руководство по эксплуатации, выбирайте штамп с учетом практического опыта, регулярно проверяйте и регулируйте зазор штампа.

Рассчитайте изгибающую силу в соответствии со свойствами и толщиной материала, а также примите во внимание упругость пружины, соответствующим образом увеличив компенсирующий объем.

Улучшите подготовку операторов и повысьте точность зажима и позиционирования материалов.

Техническое обслуживание и уход за листогибочными прессами

Ежедневное обслуживание

Регулярно очищайте листогибочный пресс от внутренних и внешних загрязнений, следите за тем, чтобы система смазки работала бесперебойно, а также вовремя добавляйте или заменяйте смазочное масло.

Проверьте герметичность гидравлической системы, чтобы избежать утечек масла и обеспечить корректную работу гидравлических компонентов. Проведите техническое обслуживание и проверку системы управления электроприводом, чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу компонентов. Проверьте степень абразивности штампов, при необходимости отшлифуйте, отремонтируйте или замените штампы новыми.

Стратегии долгосрочного обслуживания

Разработайте подробный план технического обслуживания оборудования, регулярно проверяйте и ремонтируйте его, чтобы предотвратить возникновение потенциальных неисправностей.

Составьте протокол использования и отслеживайте состояние работы оборудования, чтобы предоставить доказательства для последующего обслуживания.

Повышайте осведомленность сотрудников о важности технического обслуживания оборудования и вырабатывайте правильные привычки эксплуатации, чтобы продлить срок службы листогибочного пресса и повысить эффективность работы.

Отраслевые приложения

U-образные изгибы в различных отраслях промышленности

Автомобильная промышленность

В автомобильной промышленности U-образный изгиб широко используется при производстве воздуховодов выхлопной системы, компонентов подвески и деталей кузова. Он строг к выбранному материалу, точности процесса гибки и долговечности продукции, поскольку эти компоненты обычно должны выдерживать высокую температуру, высокое давление и вибрацию.

Аэрокосмическая промышленность

Аэрокосмическая промышленность предъявляет чрезвычайно высокие требования к легкости и высокой прочности. Процесс U-образного изгиба обычно используется в системах подачи топлива в самолеты, каркасных конструкциях фюзеляжа и других внутренних трубопроводных схемах, гарантируя, что каждая часть может соответствовать строгим стандартам и достигать целей по снижению веса.

Архитектурная индустрия

В строительной отрасли U-образная сталь или трубы широко используются для поддержки конструкций, выхлопных систем, трубопроводов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и т. д. Особенно в архитектуре стальных конструкций предварительно изогнутые U-образные балки могут повысить эффективность работы и устойчивость конструкции, что удобно для точечной сборки.

Будущие тенденции в области гибки U-образных профилей на листогибочных прессах

Новые технологии и методы

Технология ЧПУ и степень автоматизации постоянно повышается, что позволяет листогибочному прессу выполнять более сложные задачи по U-образной гибке и уменьшать погрешность, возникающую при ручном вмешательстве.

Технология машин и интеллектуальная система производства позволяют сделать U-Bend более эффективным, гибким и адаптированным к мелкосерийному производству, различным сортам и индивидуальным производственным потребностям.

Развитие материаловедения, как и появление новых композитных материалов, бросит вызов процессу листогибочного пресса, а также предоставит технологии U-образной гибки возможность инновационных применений.

Прогноз развития отрасли металлообработки

Будущие технологии листогибочных прессов позволят добиться высокой точности, более высокой скорости и большей гибкости для обработки более сложных конструкций заготовок.

Концепция защиты окружающей среды глубоко укоренилась в сердцах людей. Основным направлением станет энергосберегающее оборудование и технологии с высокой производительностью, включая применение энергосберегающей гидравлической системы, утилизацию отходящего тепла и другие меры на листогибочных прессах.

Цифровые и сетевые технологии будут и дальше интегрироваться в процесс формовки металла. Производственный процесс будет улучшен с помощью Интернета вещей и анализа больших данных, что повысит общую эффективность и качество производства.