I. Wprowadzenie do gięcia prasowego

W rozległym świecie obróbki blachy stosuje się różne techniki i procesy służące do kształtowania, formowania i przekształcania metali w funkcjonalne oraz estetyczne elementy. Spośród tych technik wyróżnia się jedna – gięcie prasowe – ze względu na swoją precyzję, wszechstronność i powszechne zastosowanie.

Proces gięcia prasowego jest powszechnie stosowany do formowania i gięcia arkuszy oraz płyt w produkcji blach metalowych. Znalazł zastosowanie w wielu branżach, takich jak przemysł produkcyjny, motoryzacyjny, lotniczy oraz budowlany.

Ten proces wytwórczy związany jest z maszyną zwaną prasa krawędziowa, która składa się ze stempli i matryc oraz tworzy określony kąt poprzez wywieranie nacisku na obrabiany element w celu jego zagięcia. Arkusze i płyty umieszczane są pomiędzy stemplem a matrycą i mogą być formowane oraz zginane poprzez działanie siły nacisku.

Stempel wywiera nacisk na element roboczy, zmusza go do zgięcia i nadania kształtu matrycy. Regulując położenie stempla i matrycy, można kontrolować kąt i długość gięcia. W porównaniu z innymi metodami formowania metalu proces gięcia prasowego ma następujące zalety.

Pozwala na precyzyjne i powtarzalne gięcie metali oraz na wytwarzanie komponentów o dokładnych wymiarach. Może obsługiwać arkusze o różnych grubościach i rozmiarach. Proces jest elastyczny i umożliwia wykonywanie zarówno prostych, jak i złożonych kształtów gięcia.

Gięcie prasowe stosuje się do produkcji różnych komponentów, takich jak wsporniki, obudowy, ramy, panele i części konstrukcyjne. Jest to proces wysoce wydajny, ekonomiczny i używany do masowej produkcji metalowych części o dużej dokładności i spójności.

Niezależnie od tego, czy masz doświadczenie, czy dopiero zaczynasz, niezwykle istotne jest, abyś znał proces gięcia prasowego, by uzyskać precyzyjne i wysokiej jakości rezultaty. W tym wpisie na blogu odkryjemy tajniki procesu gięcia prasowego.

II. Elementy maszyny do gięcia prasowego

System prasa krawędziowa zasadniczo składa się z łoża, suwaka prasy, górnego stempla, dolnej matrycy oraz zderzaka tylnego. Łoże i suwak są kluczowymi elementami prasy, wspierającymi całą konstrukcję maszyny i zapewniającymi stabilność oraz siłę wymaganą w procesie tłoczenia.

Górny stempel jest głównym narzędziem prasy do wywierania nacisku i formowania elementu roboczego. Dolna matryca jest narzędziem dolnym, które podtrzymuje element i nadaje mu kształt. Zderzak tylny jest istotnym urządzeniem pomocniczym prasy przemysłowej, pełniącym rolę pozycjonowania i podparcia elementu roboczego oraz zapewniającym precyzję i spójność podczas procesu tłoczenia.

Dzięki współpracy tych komponentów prasa może wykonywać różne zadania tłoczenia i znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle obróbki i produkcji metali.

III. Proces gięcia prasowego

Wybór prasy

Wybierz odpowiednią prasę dostosowaną do rozmiaru i grubości arkusza metalu. Prasy mają różne wymiary i tonaże, aby spełnić odmienne wymagania dotyczące gięcia.

Ustawienie maszyny

Prasa składa się z gładkiej powierzchni (łoża) i górnego elementu (stempla), który dociska metal w dół do łoża. Dokładny punkt gięcia blachy jest określany przez użyte narzędzia – stempel (narzędzie górne) i matrycę (narzędzie dolne). Operator wybiera narzędzia na podstawie wymaganej dokładności kąta gięcia i kształtowanego materiału.

Przygotowanie materiału

• Typowe materiały do gięcia prasowego:
  • Stal niskowęglowa: Łatwy do gięcia i szeroko stosowany w zastosowaniach konstrukcyjnych ze względu na swoją wytrzymałość i przystępną cenę.
  • Stal nierdzewna: Odporne na korozję i wytrzymałe, idealne dla branż takich jak przetwórstwo spożywcze i architektura.
  • Aluminium: Lekkie z doskonałą odpornością na korozję; powszechnie stosowane w sektorach lotniczym i motoryzacyjnym.
  • Stopy o wysokiej wytrzymałości: Stosowane do elementów nośnych wymagających zwiększonej wytrzymałości na rozciąganie.
  • Mosiądz i miedź: Miększe metale odpowiednie do zastosowań dekoracyjnych lub elektrycznych.
• Kluczowe właściwości materiałów wpływające na gięcie:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: Określa siłę wymaganą do zgięcia materiału bez jego złamania.
  • Plastyczność: Wpływa na zdolność materiału do plastycznego odkształcania bez pękania.
  • Grubość: Grubsze blachy wymagają większego nacisku i większych promieni gięcia, aby zapobiec deformacji.
  • Kierunek włókien: Gięcie prostopadle do kierunku włókien zmniejsza ryzyko pęknięcia, szczególnie w materiałach takich jak aluminium.

Przytnij blachę metalową do wymaganego rozmiaru i usuń zadziory oraz ostre krawędzie, które mogą wpływać na proces gięcia na prasie krawędziowej.

Pozycjonowanie przedmiotu obrabianego

Umieść blachę metalową na stole prasy krawędziowej pomiędzy stemplem a matrycą, a następnie wyrównaj ją z tylnym ogranicznikiem i punktem odniesienia, aby zapewnić dokładne gięcie.

Regulacja oprzyrządowania

Dostosuj pozycję i wyrównanie stempla oraz matrycy do wymaganego kąta gięcia i grubości materiału, co zapewnia prawidłowe siły gięcia i eliminuje wszelkie potencjalne ryzyka.

Regulacja tylnego ogranicznika

Ustaw pozycję tylnego ogranicznika zgodnie z wymiarami gięcia, korzystając z ręcznych lub CNC sterowników. Zapewnij precyzję poprzez testowanie na próbce przedmiotu obrabianego.

Programowanie

Jeśli prasa krawędziowa jest wyposażona w CNC, należy zaprogramować wymaganą sekwencję gięcia, w tym kąt gięcia, długość gięcia i parametry narzędzi. Ten proces pozwala uzyskać precyzyjne i spójne zagięcia.

Proces gięcia

Uruchom prasę krawędziową, opuść stempel na arkusz metalu i dociśnij go do narzędzia. Siły gięcia wytwarzane przez maszynę przekraczają granicę plastyczności materiału, co prowadzi do trwałego odkształcenia i uformowania pożądanego kształtu. Głębokość opadania stempla określa kąt gięcia.

Zwolnienie

Po uzyskaniu pożądanego zgięcia stempel jest cofany, a wygięty kawałek metalu zostaje usunięty z maszyny.

Powtarzanie wielokrotnych gięć

Jeśli element wymaga wielokrotnych gięć, operator ponownie ustawi metal i powtórzy proces gięcia zgodnie z potrzebami.

Kontrola i kontrola jakości

Chociaż formowanie metalu na prasie krawędziowej wydaje się prostym procesem, utrzymanie dokładności może być dość trudne. Sprawdź dokładność wymiarów uformowanych części, kąt i odchylenie. Jeśli zostaną wykryte odchylenia, należy odpowiednio dostosować narzędzia i ustawienia maszyny.

Operacje wykończeniowe

Po gięciu uformowane części mogą być poddane innym operacjom zgodnie z określonymi wymaganiami programu, takim jak przycinanie, gratowanie, spawanie lub obróbka powierzchniowa.

Rodzaj ogólny Rodzaje formowania na prasie krawędziowej

1. Gięcie powietrzne

• ProcesGięcie powietrzne polega na dociskaniu blachy do matrycy w kształcie litery V bez pełnego kontaktu materiału z dnem matrycy. Kąt gięcia jest określany przez głębokość ruchu stempla.
• Zalety:
  • Wymaga mniejszej siły w porównaniu z innymi metodami, co zmniejsza zużycie maszyny i wydłuża żywotność narzędzi.
  • Oferuje elastyczność umożliwiającą uzyskanie różnych kątów przy użyciu tych samych narzędzi, minimalizując zmiany narzędzi i czas ustawienia.
  • Nadaje się do szerokiego zakresu materiałów i grubości, co czyni ją bardzo wszechstronną metodą.
• Ograniczenia:
  • Większa podatność na sprężyste odgięcie ze względu na ograniczone odkształcenie materiału.
  • Nieco mniej precyzyjna niż gięcie z dociskiem lub tłoczenie, wymaga regulacji CNC dla uzyskania dokładności.
• Zastosowania: Powszechnie stosowane w produkcji lekkich komponentów, takich jak panele samochodowe i części systemów HVAC.

2. Dociskanie

• Proces: W metodzie dociskania materiał jest mocno wciskany w dno matrycy w kształcie litery V, aż dokładnie przyjmie jej kształt, jednak stempel i matryca prasy krawędziowej nie mają pełnego kontaktu z metalem. Ta metoda wymaga większej siły nacisku niż gięcie powietrzne.
• Zalety:
  • Zapewnia dokładniejsze i bardziej powtarzalne gięcia z ograniczonym efektem sprężystego odkształcenia w porównaniu z gięciem powietrznym.
  • Idealna do zastosowań wymagających ścisłych tolerancji i powtarzalności.
• Ograniczenia:
  • Wymaga specjalnego oprzyrządowania dla każdego kąta gięcia, co zwiększa koszty narzędzi.
  • Większe wymagania dotyczące siły mogą prowadzić do szybszego zużycia narzędzi i zwiększonych potrzeb konserwacyjnych.
• Zastosowania: Stosowana w branżach takich jak lotnictwo i budownictwo, gdzie precyzja ma kluczowe znaczenie.

3. Monetowanie

• Proces: Monetowanie polega na wciskaniu stempla w materiał poza jego granicę plastyczności, co prowadzi do trwałego odkształcenia. Ta metoda wymaga do 30 razy większej siły niż gięcie powietrzne.
• Zalety:
  • Umożliwia uzyskanie bardzo precyzyjnych gięć z minimalnym odsprężeniem dzięki głębokiemu wnikaniu w materiał.
  • Zapewnia bardzo spójne wyniki, nawet dla złożonych kształtów geometrycznych.
• Ograniczenia:
  • Wysokie wymagania dotyczące siły zwiększają zużycie narzędzi i zużycie energii.
  • Ograniczona elastyczność, ponieważ wymaga dedykowanego oprzyrządowania dla każdego projektu gięcia.
• Zastosowania: Idealna do zastosowań o wysokiej precyzji, takich jak urządzenia medyczne lub skomplikowane obudowy elektroniczne.

IV. Kluczowe czynniki do rozważenia

Rodzaj materiału: różne metale (takie jak aluminium, stal i stal nierdzewna) mają różne właściwości podczas gięcia.

Grubość materiału: grubszy materiał wymaga większej siły do gięcia i może potrzebować większej oraz bardziej solidnej maszyny.

Kąt i promień gięcia: wszystko to zależy od wyboru stempla i matrycy oraz od głębokości wciśnięcia stempla w matrycę.

Orientacja włókien: metal ma strukturę włókien, a gięcie w poprzek ich kierunku może dawać inne właściwości niż gięcie wzdłuż włókien.

Odbicie sprężyste: po usunięciu siły gięcia metal ma tendencję do nieznacznego powrotu do swojego pierwotnego kształtu. To zjawisko nazywa się odbiciem sprężystym i należy je uwzględnić, aby uzyskać dokładny kąt gięcia.

V. Bezpieczeństwo przy gięciu na prasie

Po pierwsze, operator musi nosić odpowiednie środki ochrony osobistej, w tym kask ochronny, okulary ochronne, zatyczki do uszu, rękawice, odzież ochronną itp. Sprzęt ten chroni operatora przed obrażeniami w wyniku wypadków, takimi jak rozprysk fragmentów metalu czy wpływ hałasu.

Po drugie, operator musi przestrzegać zasad bezpiecznej obsługi. Przed użyciem giętarki operator powinien przejść odpowiednie szkolenie, aby poznać zasadę działania maszyny oraz wymagania dotyczące jej obsługi. Powinien wiedzieć, jak ustawić parametry maszyny oraz jak bezpiecznie umieszczać i mocować obrabiany element. Ponadto musi znać ograniczenia bezpieczeństwa i sygnały ostrzegawcze oraz przestrzegać instrukcji zawartych w podręczniku obsługi.

Na koniec, procedury awaryjne powinny być określone na wypadek nagłych sytuacji, aby zapewnić możliwość bezpiecznego wyłączenia urządzenia. Awaryjne sytuacje obejmują awarię maszyny, zablokowanie elementu lub zranienie operatora. W takich przypadkach operator powinien natychmiast podjąć działania, takie jak naciśnięcie przycisku awaryjnego, odłączenie zasilania lub wezwanie pomocy. Wszyscy operatorzy powinni znać te procedury awaryjne i regularnie brać udział w ćwiczeniach oraz szkoleniach, aby mieć pewność, że potrafią poradzić sobie w różnych sytuacjach awaryjnych.

VI. Zastosowania i gałęzie przemysłu

Giętarka do blach jest dowodem na połączenie precyzyjnego inżynieringu i surowej mocy w obróbce metalu. To wszechstronne narzędzie, które precyzyjnie wygina blachy w pożądane kształty, znajduje zastosowanie w wielu branżach.

Od eleganckich krzywizn nadwozia samochodu po solidne konstrukcje samolotów i wyszukane projekty mebli – giętarki odgrywają kluczową rolę w urzeczywistnianiu wizji.

Branża motoryzacyjna

W sektorze motoryzacyjnym giętarki są niezbędne. Skomplikowane projekty pojazdów – od estetycznych krzywizn luksusowych samochodów po wytrzymałe gięcia ciężarówek – zawdzięczają swoje powstanie precyzji giętarek. Zarówno nadwozie samochodu, podwozie, jak i mniejsze elementy, takie jak ramy drzwi czy zderzaki, są formowane dzięki giętarkom, które zapewniają idealne dopasowanie każdego elementu, przyczyniając się do funkcjonalności i atrakcyjnego wyglądu pojazdu.

Sektor lotniczy

Ze względu na rygorystyczne wymagania dotyczące bezpieczeństwa i precyzji, przemysł lotniczy w dużym stopniu opiera się na giętarkach. Kadłuby samolotów, elementy skrzydeł, a nawet struktury wnętrza kabin są wytwarzane przy ich użyciu. Zdolność narzędzia do pracy z różnymi stopami metali, w połączeniu z jego dokładnością, gwarantuje, że elementy samolotów są zarówno lekkie, jak i trwałe, spełniając wysokie wymagania branży lotniczej.

Produkcja mebli

Świat mebli, gdzie estetyka spotyka się z funkcjonalnością, również korzysta z giętarek krawędziowych. Nowoczesne meble metalowe, czy to elegancki stelaż stołu z szklanym blatem, czy misternie zdobione metalowe krzesła, są formowane przy użyciu giętarek. Wszechstronność tego narzędzia pozwala na stosowanie zarówno tradycyjnych metod, jak i awangardowych kreacji, odpowiadając na różnorodne preferencje konsumentów.

Małe części kontra długie elementy

Jedną z wyróżniających cech giętarek krawędziowych jest ich zdolność adaptacji do obróbki elementów o różnych rozmiarach.

Produkcja małych części: W branżach wymagających wytwarzania mniejszych komponentów giętarki można dostosować do delikatnych operacji. Może to obejmować produkcję elementów elektronicznych, tworzenie uchwytów do małych urządzeń domowych, a nawet wytwarzanie misternych elementów biżuterii. Precyzja nowoczesnych giętarek gwarantuje, że nawet najmniejsze części są wykonane perfekcyjnie.

Produkcja długich elementówZ drugiej strony giętarki równie dobrze radzą sobie z obróbką długich arkuszy metalu. Ta zdolność jest kluczowa w branżach takich jak budownictwo, gdzie potrzebne są długie belki metalowe, profile i inne elementy konstrukcyjne. Możliwość wykonywania długich, jednolitych gięć zapewnia integralność konstrukcji i spójność tych komponentów.

VII. Zalety procesu gięcia krawędziowego

Precyzja i elastyczność

• Dokładne gięcie różnych materiałówNowoczesne giętarki, szczególnie modele CNC, oferują wyjątkową precyzję, umożliwiając powtarzalną dokładność w seriach produkcyjnych. Mogą obsługiwać szeroki zakres grubości materiałów przy minimalnych zmianach narzędzi, co czyni je wszechstronnymi w różnych zastosowaniach.
• Możliwości dostosowaniaSystemy CNC pozwalają operatorom programować określone sekwencje i kąty gięcia dostosowane do unikalnych wymagań projektów, zapewniając elastyczność w produkcji komponentów na zamówienie.
• Zmniejszone odpady materiałoweZaawansowane giętarki minimalizują błędy i konieczność poprawek dzięki precyzyjnemu gięciu, oszczędzając materiały i zmniejszając ilość odpadów.

Efektywność kosztowa

• Redukcja kosztów pracyAutomatyzacja w giętarkach CNC zmniejsza potrzebę zatrudniania wysoko wykwalifikowanych operatorów. Przyjazne dla użytkownika interfejsy i zautomatyzowane ustawienia obniżają koszty pracy, jednocześnie utrzymując wysoką produktywność.
• Oszczędność materiałówPrecyzja giętarek zapewnia mniej wadliwych części, co ogranicza straty materiałowe i związane z nimi koszty.
• Oszczędności długoterminoweChoć początkowa inwestycja w zaawansowane giętarki może być wysoka, ich wydajność, zmniejszone potrzeby konserwacyjne i niski poziom błędów rekompensują te koszty w czasie.

Korzyści dla zrównoważonego rozwoju

• Efektywność energetyczna: Serwoelektryczne i hybrydowe prasy krawędziowe zużywają znacznie mniej energii w porównaniu z tradycyjnymi systemami hydraulicznymi. Funkcje takie jak hamowanie rekuperacyjne umożliwiają wychwytywanie i ponowne wykorzystanie energii, co zmniejsza koszty operacyjne i emisję dwutlenku węgla.
• Niższy wpływ na środowisko: Zaawansowane prasy krawędziowe optymalizują wykorzystanie materiału i redukują ilość odpadów, wspierając praktyki zrównoważonej produkcji. Dodatkowo, biopochodne płyny hydrauliczne stanowią przyjazną dla środowiska alternatywę dla płynów tradycyjnych.
• Redukcja hałasu i drgań: Nowoczesne konstrukcje zawierają systemy tłumiące hałas i technologie eliminujące drgania, tworząc bardziej przyjazne środowiskowo miejsce pracy.

VIII. Wyzwania w procesie gięcia na prasie krawędziowej

Problemy z odkształceniem sprężystym materiału (spring-back)

• Przyczyna: Zjawisko odkształcenia sprężystego występuje, gdy materiał próbuje powrócić do swojego pierwotnego kształtu po zgięciu ze względu na swoje właściwości elastyczne. Jest to częste zjawisko w materiałach takich jak aluminium i stale o wysokiej wytrzymałości.
• Rozwiązania:
  • Gięcie nieco poza pożądany kąt w celu skompensowania odkształcenia sprężystego.
  • Wykorzystanie systemów CNC z informacją zwrotną w czasie rzeczywistym do dynamicznego korygowania kątów podczas procesu gięcia.

Bariery finansowe dla MŚP

• Wyzwanie: Wysoki koszt początkowy zaawansowanych maszyn, takich jak prasy krawędziowe CNC lub serwoelektryczne, może być zbyt duży dla małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP).
• Potencjalne rozwiązania:
  • Opcje leasingu lub finansowania umożliwiają firmom dostęp do zaawansowanej technologii bez konieczności dużych inwestycji kapitałowych.
  • Dotacje rządowe lub ulgi podatkowe na wdrażanie energooszczędnych maszyn mogą zmniejszyć obciążenie finansowe.

Wymagania dotyczące umiejętności operatora

• Wyzwanie: Obsługa zaawansowanych pras krawędziowych wymaga specjalistycznego szkolenia w zakresie takim jak programowanie CNC, czytanie rysunków technicznych oraz protokoły bezpieczeństwa.
• Rozwiązania:
  • Wdrażanie programów szkoleniowych skupiających się na umiejętnościach technicznych, takich jak konfiguracja narzędzi, regulacja parametrów i kontrola jakości.
  • Zapewnienie ciągłej edukacji w zakresie nowych technologii, takich jak automatyzacja oparta na sztucznej inteligencji i systemy monitorowania z funkcją IoT.

IX. Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

1. Czym jest prasa krawędziowa i jak działa?

Prasa krawędziowa to obrabiarka używana do gięcia blach metalowych w procesach wytwarzania. Wykorzystuje system stempla i matrycy, w którym blacha jest umieszczana na stole i zaciskana. Suwak przesuwa stempel, aby odkształcić blachę na matrycy, tworząc zagięcie. Typy obejmują mechaniczne, hydrauliczne, pneumatyczne i serwoelektryczne, z różną precyzją i zastosowaniem.

2. Jakie są różne typy pras krawędziowych?

Prasy krawędziowe występują w kilku typach, każdy o unikalnych cechach. Mechaniczne prasy krawędziowe są szybkie, ale mniej dokładne. Hydrauliczne prasy krawędziowe zapewniają precyzję i radzą sobie z grubszymi materiałami. Pneumatyczne prasy krawędziowe przeznaczone są do lżejszych zadań. Serwoelektryczne prasy krawędziowe umożliwiają precyzyjną kontrolę procesu gięcia i automatyzację. Hybrydowe prasy krawędziowe optymalizują wydajność poprzez łączenie technologii.

3. Jakie są ograniczenia i zastosowania gięcia na prasie krawędziowej?

Gięcie na prasie krawędziowej jest wszechstronne w przypadku gięcia blach, ale ma ograniczenia, takie jak ograniczenia rozmiaru materiału, efekt sprężynowania, wysokie koszty, kwestie bezpieczeństwa oraz konieczność posiadania wykwalifikowanych operatorów. Nadaje się do prostych gięć, a nie skomplikowanych kształtów. Mimo to jest niezbędne dla precyzji i elastyczności w zastosowaniach przemysłowych, z różnymi typami pras (mechaniczne, hydrauliczne, pneumatyczne, serwoelektryczne) do określonych zadań.

X. Podsumowanie

Obecnie, wraz z ciągłym rozwojem produkcji, technologia pras krawędziowych również stale osiąga postępy. Pojawienie się nowych materiałów i zwiększenie precyzji sprawiają, że prasy krawędziowe radzą sobie z bardziej złożonymi i różnorodnymi elementami.

Ponadto zastosowanie automatyzacji i technologii cyfrowej sprawia, że obsługa prasy krawędziowej jest bardziej wydajna i inteligentna. Jeśli szukasz skutecznego rozwiązania do szybkiej i precyzyjnej produkcji komponentów i części, prasa krawędziowa może być tym, czego potrzebujesz!

ADH Machine Tool może pochwalić się ponad 40-letnim doświadczeniem w produkcji pras krawędziowych. Możesz przejrzeć naszą ofertę aby uzyskać szczegółowe informacje lub skontaktować się z naszym działem sprzedaży.

Pobierz infografikę w wysokiej rozdzielczości