Листогибочный пресс с ЧПУ: описание, характеристики

Гибочно-правильный роликовый пресс

Изобретение относится к обработке металлов давлением, точнее к изготовлению элементов обшивок сварных конструкций. Пресс содержит станину, выполненную в виде двух рам, размещенные между рамами траверсы, несущие соответственно верхний и нижний деформирующие элементы.

Верхний деформирующий элемент выполнен в виде ролика и смонтирован на штоке силового привода с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости в направлении к нижней траверсе. Он имеет также возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль траверсы.

Нижний деформирующий элемент выполнен с возможностью взаимодействия с верхним деформирующим элементом. При этом верхний и нижний деформирующие элементы выполнены с минимально возможными радиусами закруглений их рабочих поверхностей. Расширяются технологические возможности, повышается производительность за счет минимизации деформирующих усилий. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к обработке металлических листовых заготовок давлением, а именно к универсальным устройствам для гибки и правки листовых деталей. Изобретение может быть использовано для изготовления, в частности, элементов обшивки кораблей и судов, а также других листовых конструкций сложной формы.

Известны и широко распространены для гибки и правки листов прессы и вальцы, использующие методы свободного и стесненного поперечного изгиба. При использовании оборудования, выполненного по этим техническим решениям, требуются значительные усилия (до 8000 тс)

, из которых 10-90% тратится на упругое последействие: пружинение металла и создание поля остаточных напряжений в поперечных сечениях заготовки. Высокие значения необходимых мощностей приводят соответственно к большой фондо-, материало- и энергоемкости применяемого оборудования (см.

В то же время гибочные и правильные машины (вальцы), использующие ротационные методы деформирования и выполненные по таким запатентованным техническим решениям как, например, а.с. СССР №№1794532 от 07.12.92 и 1803222 от 23.03.93, уже в 3-4 раза более производительны, чем прессы, хотя также требуют большой мощности (до 5000 тс) и поддержания заготовок кранами и поворотными рольгангами. Кроме того, эти машины имеют значительные габариты и массу (до 2000 т) и не обеспечивают подгибку кромок заготовок.

Отмеченные недостатки традиционного гибочного и правильного оборудования устраняются применением гибочно-правильных станков и машин на принципах минисилового бесштампового ротационно-локального деформирования (РЛД), см. например, патенты РФ №№2102170, 2129929 и 2191082.

Наиболее близкой по сущности к заявляемому изобретению является многофункциональная гибочно-правильная машина, содержащая гибочно-правильный пресс, техническое решение которой имеется в патенте РФ №2129929 и которая принята за прототип. Роликовый пресс этой машины содержит станину, выполненную в виде двух рам, два позиционера для поддержания обрабатываемой заготовки по ее торцам, размещенные между рамами траверсы, несущие соответственно верхний и нижний деформирующие элементы.

Верхний элемент выполнен в виде ролика и смонтирован на штоке силового привода с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости в направлении к нижней траверсе и возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль траверсы, а нижний деформирующий элемент выполнен в виде двух опорных балок, установленных с возможностью взаимодействия с верхним деформирующим элементом, при этом суммарная кривизна его рабочей поверхности больше суммарной кривизны округления рабочих поверхностей опорных балок в поперечном сечении.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей гибочного оборудования и повышение его производительности, а решается указанная задача за счет минимизации деформирующих усилий.

Указанный технический результат достигается при условии, что предлагаемый гибочно-правильный роликовый пресс имеет следующие отличительные признаки от прототипа:

— верхний и нижний деформирующие элемент выполнены с минимально возможными радиусами закруглений их рабочих поверхностей, выбранными из условия отсутствия смятия рабочей поверхности деформирующих элементов и допустимой деформации заготовки в процессе формообразования;

Кроме того, в частных случаях указанного технического решения заявляемого роликового пресса имеются такие отличительные признаки как:

— верхний и нижний деформирующие элементы выполнены в виде быстросъемных роликов;

— быстросъемные ролики выполнены с различными радиусами поперечной по отношению к заготовке кривизны, не превышающими достигаемого радиуса кривизны заготовки в поперечном направлении с учетом пружинения ее материала.

Уменьшение до минимально возможных радиусов закругления рабочих поверхностей деформирующих элементов обеспечивает минимизацию усилий деформирования вследствие уменьшения пятна контакта инструмента с обрабатываемой заготовкой и, следовательно, уменьшение зоны пластической деформации.

Критериями уменьшения радиусов закругления является исключение пластического смятия рабочей поверхности деформирующих элементов, для чего они изготавливаются из материалов с пределом текучести, в 2-2,5 раза большим, чем у обрабатываемого металла заготовки, а утонение заготовки допускается до 10% от ее толщины.

Между радиусами закруглений рабочих поверхностей в результате теоретических и экспериментальных исследований установлены следующие зависимости, обеспечивающие эффективность применения процессов ротационно-локального деформирования:

где — радиусы кривизны верхнего деформирующего элемента соответственно в поперечном и продольном направлении по отношению к линии гиба;

— радиусы кривизны нижнего деформирующего элемента соответственно в поперечном и продольном направлении по отношению к линии гиба.

Причем зависимость (1) справедлива лишь при следующем соотношении:

Верхний и нижний деформирующие элементы могут быть выполнены в виде быстросъемных роликов с различными радиусами поперечной кривизны, которые выбираются как можно ближе к требуемому радиусу заготовки с учетом пружинения, которое может быть подсчитано для корпусных сталей и сплавов согласно известным зависимостям, приведенным в отраслевом стандарте судостроения РД5.95079.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими чертежами:

фиг.1 — общий вид гибочно-правильного роликового пресса;

фиг.2 — агрегат силовой верхний;

фиг.3 — агрегат силовой нижний;

фиг.4 — схемы ротационно-локального деформирования (а — гибка роликом по ролику; б — гибка роликом по двухопорной балке; в — гибка раскаткой роликом по ролику; г — гибка раскаткой по жесткой балке.

Гибочно-правильный пресс (фиг.1) содержит станину, выполненную в виде двух рам 1 и 2, размещенные между этими рамами траверсы 3, несущие соответственно верхний 4 и нижний 5 силовые агрегаты, а также может содержать опорные ролики 6, гидростанцию 7 и пульт управления 8 с местом оператора.

Верхний деформирующий элемент выполнен в виде ролика 9 (фиг.2) и смонтирован на штоке 10 верхнего силового агрегата (каретки) 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости по направлению к нижней траверсе и возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль верхней траверсы.

Нижний деформирующий элемент 11 (фиг.2) может быть выполнен в двух исполнениях: в виде опорных балок 12 (фиг.4) или приводного ролика 11. Приводной ролик 11 при помощи нижней приводной каретки 5, а верхний нажимной ролик 9 при помощи верней приводной каретки 4 могут перемещаться вдоль нижней траверсы и выходить на их консоли, где возможна их замена.

Эффективное применение основных методов ротационно-локального деформирования, осуществляемых на обрабатывающем центре, зависит от кривизны рабочих поверхностей деформирующих элементов (фиг.4), радиусов закруглений рабочих поверхностей верхнего деформирующего элемента в поперечном и продольном направлениях () и соответственно нижнего . Наиболее рациональные соотношения указанных параметров приведены выше в выражении (1).

В настоящее время спроектирован и выполнен экспериментальный образец автоматизированной гибочно-правильной машины АГПМ-15М, содержащей гибочно-правильный пресс, который опробован при изготовлении ряда опытных и штатных гнутых деталей разнообразной формы толщиной от 2 до 5 мм для ряда изделий современной техники.

Разработана рабочая конструкторская документация на машину АГПМ-25, которая позволит осуществлять гибку и правку листового проката толщиной от 2 до 20 мм и габаритами до 2800×10000 мм.

Основные характеристики гибочного оборудования приведены в сравнении с зарубежными аналогами в таблице.

Таким образом, гибочно-правильный пресс в составе машины АГПМ-25 по сравнению с лучшими зарубежными аналогами позволяет благодаря минимизации усилий гибки и правки:

— заменить по технологическим возможностям гидропрессы и вальцы в 20-40 раз большей мощности;

— существенно уменьшить материалоемкость процессов за счет исключения штамповой и контрольной оснастки;

— повысить производительность процесса формообразования.

1. Гибочно-правильный роликовый пресс, содержащий станину, выполненную в виде двух рам, размещенные между рамами траверсы, несущие соответственно верхний и нижний деформирующие элементы, верхний из которых выполнен в виде ролика и смонтирован на штоке силового привода с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости в направлении к нижней траверсе и возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль траверсы, при этом нижний деформирующий элемент выполнен с возможностью взаимодействия с верхним деформирующим элементом, отличающийся тем, что верхний и нижний деформирующие элементы выполнены с минимально возможными радиусами закруглений их рабочих поверхностей, выбранными из условия отсутствия смятия рабочей поверхности деформирующих элементов и допустимой деформации заготовки.

2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что верхний и нижний деформирующие элементы выполнены в виде быстросъемных роликов.

3. Пресс по п.2, отличающийся тем, что быстросъемные ролики выполнены с различными радиусами поперечной по отношению к заготовке кривизны, которые не должны быть больше достигаемого радиуса кривизны заготовки в поперечном направлении с учетом пружинения ее материала.

Загиб кромки на 180 градусов

Определитесь, каким путем вы пойдете при загибе кромки на 180 градусов (применяется, например, при изготовлении популярных водоотливов).

Для того, чтобы осадить 135 градусов до 180, существует несколько вариантов:

• заготовку пытаются затолкать под прижим и дожать до нужного угла. Этот варварский метод уничтожает станок, так как крепления прижимной балки выходят из строя. Мы не рекомендуем этот самый распространённый и самый неправильный способ;
• выяснив при покупке, есть ли у листогиба на прижиме профрезерованная выемка для догиба до 180 градусов, вы укладываете лист жести сверху на прижим. И дожимаете до требуемого угла гибочной балкой (фартуком);
• вы используете фальцезакрывающую машинку, которая приобретается вместе со станком. Она доводит изготавливаемую деталь до нужного состояния. И делает это качественно. На наш взгляд, это самый удобный и правильный способ.

К станкам поставляются дополнительные принадлежности, которые помогут вам комфортно работать и повысят производительность. У разных производителей они различны. Поэтому постарайтесь четко поставить задачу перед продавцом – консультантом. Только в этом случае он подберет дополнительные опции в зависимости от ваших пожеланий.

В заключении ответим на вопрос, который интересует многих покупателей: стоит ли брать станок китайского производства? Конечно, стоит! Но он должен быть изготовлен не в кустарной мастерской на окраине Шанхая, а выпущен под брэндом, который хорошо известен во всем мире.

В этой статье не была затронута тема ручных листогибочных станков с сегментной балкой (сегментальных). В ближайшее время мы постараемся дать практические советы по выбору станков данного типа.

Следите за выходом новых статей!

Как выбрать листогиб? несколько простых советов. статьи о станках stalex, tapco, bertech и т.д.

Конструкция и принцип работы

Механическая часть пресса состоит из следующих компонентов:

• станины, которая обеспечивает устойчивость станка, удерживает его от раскачивания;
• инструмента для гибки заготовок;
• сервомоторов, приводящих оборудование в движение;
• гидравлических приводов;
• направляющих для перемещения рабочего инструмента.

Также в конструкции предусмотрена защита оператора от травм:

• электронные датчики, которые в реальном времени определяют параметры работы станка;
• стальной щиток для исключения контакта заготовки с оператором при работе пресса;
• электронное регулирование положения детали на рабочем столе;
• индикатор, позволяющий контролировать процесс гибки.

В компьютерную программу станков с ЧПУ вносятся изменения на основе размеров рабочего инструмента, производится переналадка. Достаточно один раз выполнить настройку, а в дальнейшем достаточно только загружать нужные программы. Количество записанных программ зависит от объёма памяти.

Станины в оборудовании бывают следующих видов:

1. С-образная. Используется для размещения различного оборудования, обслуживания пресса. Имеет широкую рабочую зону, за которой расположен карман. Конструкция не выдерживает перегрузок (деформируется).
2. О-образная. Отличается высокой прочностью, стойкостью к перегрузкам. Готовые детали сложно доставать. Установка вспомогательного оборудования на неё невозможна.

Усилие гибки зависит от прочности и толщины металла. Для алюминия оптимальным усилием считается от 30 до 60 МПа, низкоуглеродистых сталей — от 75 до 110 МПа, латуни — от 70 до 100 МПа. Обычно к расчётным величинам нагрузки пресса добавляют до 30% для повышения эффективности.

Принцип работы следующий:

1. В верхней части пресса крепят траверсу.
2. При выполнении программы траверса перемещается вдоль вертикальных осей с заданной скоростью для гибки конкретного металла определённой толщины.
3. При сближении с заготовкой скорость перемещения траверсы увеличивается до рабочей при помощи гидравлики. ЧПУ контролирует параметры датчиков и отвечает за весь процесс гибки.
4. По достижению нижней точки траверса останавливается, остаётся некоторое время в такой позиции. Длительность сжатия позволяет придать окончательную форму заготовке.
5. Начинается стадия декомпрессии: траверса перемещается вверх после прессовки. Скорость определяется технологическим процессом.
6. После декомпрессии скорость передвижения пресса увеличивается до момента достижения верхней точки.
7. Для снятия заготовки оборудование отключается. На автоматизированных линиях деталь снимается автоматически, а затем загружается новая заготовка.

Листогибочные станки бывают нескольких видов:

• Ручные.
• Электромеханические.
• Гидравлические.
• Пневматические.
• Электромагнитные.

Ручные являются самыми доступными. Данное оборудование компактное и легкое.

В них загибание листового металла происходит в результате прикладывания ручной силы оператора.

Данное оборудование имеет систему рычагов, поэтому непосредственная деформация существенно облегчается в сравнении с прямым воздействием на заготовку.

Электромеханические являются автоматизированными. Они достаточно массивные, поэтому могут устанавливаться только в просторных производственных цехах. Осуществление давления на заготовку обеспечивает электродвигатель вращающий маховик через редуктор.

Гидравлические и пневматические станки обеспечивают давление посредством срабатывания гидро или пневмоцидиндров. Их шток выходит под давлением, давя на массивный нож, прижимающий заготовку к траверсе.

Электромагнитные прессы оснащаются мощными электрическими катушками, которые при пропускании электричества создают магнитное поле, в результате чего элементы станка прижимаются. При этом оказывая сильное давление на заготовку, что придает изделию требуемую форму.

Электромагнитные прессы для сгибания листового металла обычно оснащаются числовым программным управлением. Его наличие встречается и на других типах оборудования, кроме ручного. Это существенно повышает производительность.

Задав требуемые параметры, оператор осуществляет только укладку ровных заготовок и последующее снятие готовых изделий. Наличие ЧПУ сокращает выдачу брака, поскольку исключается человеческий фактор.

Оборудование с числовым управлением подходит для производства, в котором осуществляется многосерийный выпуск однотипных деталей. Сделав настройки, можно проводить изготовление необходимых деталей с высокой интенсивностью.

Сравнительный тест скорости гибки гидравлических и электромеханических листогибов