I. Wprowadzenie

System prasa krawędziowa jest niezbędnym narzędziem używanym w przemyśle obróbki metali, a oprzyrządowanie jest "sercem" maszyny. Właściwy dobór narzędzi do prasy krawędziowej może stanowić różnicę między idealnym gięciem a błędem.

Oprzyrządowanie standardowej prasy krawędziowej dzieli się na dwie części. Narzędzie zamontowane na górze suwaka nazywane jest górnym stemplem, a narzędzie zamontowane na dole stołu roboczego nazywane jest dolną matrycą. Górny stempel i dolna matryca, dwie części, współdziałają ze sobą na arkuszu metalu, aby ukończyć proces gięcia detalu.

Proces, w którym górny stempel prasy krawędziowej wywiera nacisk na arkusz metalu ułożony na dolnej matrycy, to proces gięcia. Górne narzędzie napędza suwak do gięcia blachy metalowej za pomocą różnych źródeł napędu. Źródła te obejmują napęd mechaniczny, hydrauliczny, serwomotory itp.

Wybór odpowiedniego prasa krawędziowa narzędzia do pracy może nie tylko poprawić dokładność i wydajność obróbki, ale także wydłużyć żywotność matrycy i urządzenia, zmniejszając koszty produkcji. W niektórych przypadkach niewłaściwe narzędzie może nawet uszkodzić maszynę.

Ten artykuł zacznie się od omówienia znaczenia doboru narzędzi do prasy krawędziowej, a następnie przeanalizuje kluczowe czynniki wpływające na wybór, jak również późniejsze utrzymanie i konserwację, aby pomóc w łatwym doborze narzędzi do pras krawędziowych.

II. Standardy oprzyrządowania prasy krawędziowej

Istnieją różne typy wysokiej jakości stempli i matryc do pras krawędziowych. Zrozumienie budowy narzędzi prasy krawędziowej jest podstawą dla producentów dążących do precyzji i wydajności.

Standardowe narzędzia są również wygodne do wymiany, ponieważ konstrukcja części narzędziowych o standardowych wymiarach jest spójna. Eliminuje to potrzebę wprowadzania zbyt wielu korekt podczas wymiany stempli i matryc, gdyż te same narzędzia pozostają w tej samej pozycji dla łatwej wymiany.

Górne części suwaka maszyny do gięcia wymagają urządzenia zaciskowego do mocowania stempli. Zacisk utrzymuje stemple w wymaganej pozycji, umożliwiając im gięcie blachy metalowej przy ruchu suwaka.

Segmentacja matrycy może ułatwić proces gięcia detali o różnych rozmiarach. Narzędzia do pras krawędziowych wymagają bardzo wysokiej dokładności, szczególnie w zakresie dokładności czubków stempli i krawędzi matryc, ponieważ te części mają bezpośredni kontakt z blachą podczas gięcia.

Stemple i matryce o wysokiej precyzji mogą zredukować ilość regulacji podczas montażu. Nieprawidłowe narzędzia powodują dłuższy czas ustawiania oraz dodatkowe procesy potrzebne do uzyskania dokładnych gięć.

III. Typy narzędzi

Matryce pras krawędziowych obejmują matryce V, U i Z, z których najczęściej stosowaną jest matryca V. Minimalna długość kołnierza powinna wynosić co najmniej 4 razy grubość materiału; w przeciwnym razie nie da się uzyskać dokładnego kąta gięcia.

Zestawy matryc V o różnych szerokościach otworów odpowiadają odpowiednim stemplom, umożliwiając prasie krawędziowej gięcie pod różnymi kątami i różnych materiałów. W ten sposób prasa krawędziowa można giąć pod różnymi kątami i z różnymi materiałami.

Oprzyrządowanie prasy krawędziowej dzieli się na 2 typy: stempel i matrycę.

1. Typy stempli

• Standardowy stempel: Najczęściej używany rodzaj stempla do ogólnego gięcia. Jego grubszy korpus i wąska końcówka stempla wywierają większą siłę, co jest przydatne przy gięciu najgrubszych materiałów.
• Stempel do kątów ostrych: Używany do gięcia pod kątem ostrym, zazwyczaj między 25° a 60°.
• Stemple typu „swan neck”: Zazwyczaj solidne, lecz nie tak wytrzymałe jak inne stemple ze względu na ich unikalny kształt pod kątem i niepodpartą linię siły prowadzącą do elementu obrabianego. Odmianą tego typu jest stempel „gooseneck”, również stosowany do profilowania w kształcie litery U.
• Stempel łukowy: Używany do gięcia w kształcie łuku.
• Stempel typu nóż do gięcia: Używany w celu uniknięcia wielokrotnych zgięć.
• Stempel do formowania: Używany do jednorazowego formowania złożonych kształtów.

2. Rodzaje matryc do giętarek krawędziowych

Matryce również występują w wielu różnych typach. Wybór zależy od Twoich potrzeb produkcyjnych, ale należy również uwzględnić parametry giętarki krawędziowej.

• Matryca w kształcie V: Najczęściej spotykana matryca, podzielona na typ pojedynczy V, podwójny V oraz wielo-V.
• Matryca w kształcie U: Używana do gięcia w kształcie litery U.
• Matryca czterostronna: Wszystkie cztery strony mają rowki o różnych rozmiarach.
• Matryca do formowania pudełek: Używana do gięcia części o kształcie pudełka.
• Matryca do formowania falistego: Używana do formowania elementów falistych.
• Matryca bez odcisków: Obejmuje typ z łożyskami kulkowymi, typ z klapką oraz typ z poliuretanu, które pozwalają uniknąć śladów po gięciu.

IV. Style oprzyrządowania giętarki krawędziowej

1. Styl oprzyrządowania American Precision

Styl oprzyrządowania American Precision, z charakterystycznym występem o szerokości 0,500 cala, jest jednym z najbardziej tradycyjnych i najczęściej stosowanych w Ameryce Północnej. Ten styl jest znany ze swojej prostej konstrukcji i łatwości użytkowania.

(1) Charakterystyka

• Szerokość występu i mechanizm mocowania: Występ ma szerokość 0,500 cala, co sprawia, że jest kompatybilny z wieloma giętarkami krawędziowymi. Jednak zmniejszona powierzchnia styku w mechanizmie mocowania może wpływać na precyzję przy wielokrotnych wymianach narzędzi.
• Koszt: To oprzyrządowanie jest zazwyczaj bardziej przystępne cenowo, co czyni je popularnym wyborem dla standardowych operacji.

(2) Ograniczenia

• Precyzja: Z biegiem czasu zmniejszona powierzchnia zacisku może prowadzić do obniżenia precyzji.
• Żywotność narzędzia: Częste zmiany narzędzi mogą skrócić żywotność oprzyrządowania z powodu zużycia.

2. Oprzyrządowanie w stylu europejskiej precyzji

Oprzyrządowanie w stylu europejskim, z występem o szerokości 13 mm i rowkiem o przekroju prostokątnym po stronie stempla skierowanej do operatora, zapewnia wysoką precyzję i pewne blokowanie, co sprawia, że idealnie nadaje się do operacji na prasach krawędziowych CNC.

(1) Charakterystyka

• Konstrukcja występu i ciśnienie zacisku: Występ o szerokości 13 mm pewnie współpracuje z mocowaniem, zapewniając stabilne i precyzyjne pozycjonowanie przy wysokim ciśnieniu zacisku.
• Kompatybilność: To oprzyrządowanie jest odpowiednie do operacji na prasach krawędziowych CNC, gdzie precyzja i powtarzalność są kluczowe.

3. Oprzyrządowanie w stylu Wila Trumpf

Oprzyrządowanie w stylu Wila Trumpf charakteryzuje się występem o szerokości 20 mm z rowkami z przodu i z tyłu występu. Znane ze swoich mechanizmów szybkiej wymiany i wysokiej precyzji, oferuje kilka korzyści.

(1) Korzyści

• Wydajność: Mechanizmy szybkiej wymiany zmniejszają przestoje podczas wymiany narzędzi.
• Precyzja: Automatyczne zaciskanie zapewnia spójne i precyzyjne pozycjonowanie narzędzi.

4. Oprzyrządowanie w stylu skośnego występu

Oprzyrządowanie w stylu skośnego występu jest zaprojektowane dla nowszych pras krawędziowych w stylu Amada i charakteryzuje się występem stempla pod kątem, aby prawidłowo dopasować się do obejmy mocującej.

(1) Zalety

Pewne dopasowanie i wszechstronność: Skośny występ zapewnia niezawodne i precyzyjne dopasowanie, ograniczając ryzyko poślizgu narzędzia. Jest również kompatybilny z szeroką gamą matryc, oferując elastyczność w wyborze oprzyrządowania.

5. Tabela porównawcza oprzyrządowania prasy krawędziowej

V. Kluczowe czynniki do rozważenia

1. Złota zasada otwarcia matrycy V (zasada 8×)

Spośród wszystkich zmiennych przy wyborze narzędzi, szerokość otwarcia dolnej matrycy V jest prawdopodobnie najbardziej wpływowym czynnikiem — takim, który należy dokładnie zrozumieć. Niczym cichy dyrygent, decyduje o promieniu gięcia, wymaganej sile nacisku i minimalnej długości kołnierza. Znana “zasada 8×” jest najbardziej rozpowszechnioną regułą branżową, lecz prawdziwi eksperci postrzegają ją jako punkt wyjścia do dyskusji, a nie ostateczną odpowiedź.

Dla stali niskowęglowej o wytrzymałości na rozciąganie około 450 MPa, idealna szerokość otwarcia matrycy (V) wynosi około ośmiokrotność grubości materiału (T), tj. V = 8 × T.

Stosując tę zasadę przy gięciu w powietrzu, uzyskany wewnętrzny promień gięcia (IR) będzie naturalnie bardzo zbliżony do samej grubości materiału (IR ≈ T). To “promień równy grubości” jest uważane za warunek optymalny — zapewnia ciasne gięcie bez nadmiernych naprężeń, utrzymuje stabilność i pozwala przewidywalnie kontrolować sprężynowanie.

Zasada 8× opiera się na zachowaniu stali niskowęglowej. Gdy “charakter” materiału się zmienia, współczynnik należy dostosować, uwzględniając jego unikalną plastyczność, twardość i właściwości sprężynowania.

• Stopy aluminium (miękkie gatunki): Wysoce plastyczne i wymagające mniejszej siły gięcia. Współczynnik można zazwyczaj zmniejszyć do 6–8× (V = 6–8 × T).
• Stal nierdzewna: Wykazuje znaczne umacnianie się podczas obróbki i duże sprężynowanie. Wymaga większej siły gięcia. Współczynnik należy zwiększyć do 10–12× (V = 10–12 × T), aby zapewnić odpowiedni luz dla przepływu materiału i skutecznie zmniejszyć zapotrzebowanie na siłę.
• Stale wysokowytrzymałe: Niska plastyczność, wysoka kruchość. Aby zapobiec pękaniu na zewnętrznej powierzchni gięcia przy dużych naprężeniach, należy zastosować większy promień gięcia. W tym przypadku często stosuje się współczynniki 10×, 12×, a nawet większe.

Kiedy i dlaczego należy “złamać” zasadę 8×?

(1) Uzyskiwanie gięć o dużym promieniu

Przy gięciu w powietrzu ostateczny wewnętrzny promień gięcia zależy głównie od szerokości otwarcia matrycy V, a nie od promienia czubka stempla.

Ogólna zasada: promień wewnętrzny stanowi około 15–20% szerokości otwarcia V. Dlatego, gdy potrzebny jest gładki promień znacznie większy niż grubość materiału — np. w panelach architektonicznych lub dekoracyjnych — rozwiązaniem nie jest stempel o większym promieniu, lecz szersze otwarcie V.

Na przykład zastosowanie otwarcia V o szerokości 16× grubości materiału da promień w przybliżeniu 2,5× grubości. To wydajny i tani sposób na uzyskanie dużych promieni gięcia.

(2) Zmniejszenie zapotrzebowania na siłę gięcia

Siła gięcia jest odwrotnie proporcjonalna do szerokości otwarcia matrycy V. Zwiększenie otwarcia z 8× do 12× grubości może zmniejszyć wymaganą siłę nawet o jedną trzecią. Ma to duże znaczenie strategiczne w niektórych przypadkach:

Jeśli trzeba obrabiać grube blachy lub stal wysokowytrzymałą przekraczającą nominalną siłę prasy krawędziowej, wyjątkowo szerokie otwarcie V może pozwolić zmieścić się w zakresie możliwości maszyny.

Praca urządzenia z pełnym obciążeniem przez dłuższy czas skraca jego żywotność. Wybór nieco szerszego otwarcia V (np. V = 10T zamiast 8T) pozwala prasie pracować przy mniejszym obciążeniu bez istotnej utraty dokładności, zmniejszając zużycie i zużycie energii.

Oczywiście kompromisem jest to, że szersze otwarcie V powoduje większy promień gięcia i dłuższą minimalną długość kołnierza, co należy uwzględnić na etapie projektowania.

2. Dokładne obliczanie siły gięcia

Dokładne obliczenie tonażu jest kluczowe dla bezpieczeństwa, wydłużenia żywotności maszyny i narzędzi oraz zapewnienia jakości gięcia. Niewystarczający tonaż nie uformuje elementu, natomiast nadmierny tonaż jest jednym z najgroźniejszych i najkosztowniejszych błędów w produkcji — to czerwona linia, której nie wolno przekraczać.

• Praktyczny wzór warsztatowy: Oto powszechnie stosowany wzór do szybkiego szacowania tonażu przy gięciu w powietrzu (jednostki metryczne):

P = [ C × S² × L ] / V

Gdzie:

• P = Wymagany tonaż (kN, kiloniutony)
• S = Grubość materiału (mm)
• L = Długość gięcia (m)
• V = Szerokość otwarcia matrycy V (mm)
• C = Współczynnik materiału (ok. 650 dla stali niskowęglowej, 1000 dla stali nierdzewnej, 325 dla miękkiego aluminium)

Przeciążenie to cichy zabójca o katastrofalnych skutkach:

(1) Trwałe uszkodzenie maszyny

Nieodwracalne odkształcenie ramy prasy krawędziowej (wygięcie) oraz uszkodzenie siłowników i układu hydraulicznego.

(2) Nagłe pęknięcie narzędzia

Szczególnie w przypadku narzędzi takich jak stemple typu „gęsia szyja”, które mają mniejszą nośność — przeciążenie może spowodować gwałtowne pęknięcie, rozrzucając odłamki i stwarzając poważne ryzyko obrażeń.

(3) Zagrożenia dla bezpieczeństwa operatora

Utrata kontroli podczas gięcia stanowi bezpośrednie zagrożenie dla operatora.

3. Dokładne dopasowanie metod gięcia i narzędzi

Gięcie nie jest uniwersalne. Gięcie w powietrzu, dogniatanie i monetowanie to trzy podstawowe techniki o zupełnie różnych wymaganiach dotyczących dokładności, tonażu i narzędzi. Użycie niewłaściwej kombinacji metody i narzędzia jest jak próba łowienia ryb z drzewa — nieuchronnie prowadzi do słabej dokładności lub gwałtownego wzrostu kosztów.

(1) Gięcie w powietrzu

Obecnie najczęstsza, najbardziej wydajna i elastyczna metoda. Blacha styka się jedynie z końcówką stempla oraz dwoma krawędziami matrycy V, tworząc trzy punkty kontaktu. Ostateczny kąt jest określany przez głębokość wejścia stempla w matrycę V, a nie przez wbudowany kąt matrycy.

• Zalety: Niezwykle wszechstronne — pojedyncza matryca (np. 88° lub 85°) może zginać od kątów ostrych do rozwartych. Wymaga najmniejszej siły nacisku, przy minimalnym zużyciu maszyny i narzędzi.
• Wyzwania: Odbicie sprężyste jest głównym wrogiem. Nowoczesne giętarki CNC muszą mieć precyzyjną kontrolę kompensacji kąta, zwykle poprzez przegięcie w celu zniwelowania odbicia sprężystego.

(2) Gięcie do dna matrycy

Stempel wciska arkusz głębiej w matrycę V tak, aby jego wewnętrzna powierzchnia niemal odpowiadała kątowi stempla, ale bez całkowitego zgniatania materiału.

• Zalety: Wymusza dopasowanie elementu do matrycy, znacznie redukując odbicie sprężyste i zapewniając bardzo powtarzalne kąty.
• Wyzwania: Wymaga znacznie większej siły nacisku niż gięcie w powietrzu. Kąty matrycy muszą dokładnie odpowiadać kątom gięcia (np. gięcie pod kątem 90° wymaga matrycy 90°), co zmniejsza elastyczność.

(3) Wykrawanie precyzyjne (coining)

Metoda siłowa o wysokiej precyzji. Stempel wciska materiał w matrycę V z ogromnym naciskiem — pięć do dziesięciu razy większym niż przy gięciu w powietrzu — całkowicie odwzorowując geometrię matrycy w arkuszu.

• Zalety: Zapewnia najwyższą dokładność, niemal eliminuje odbicie sprężyste i może wytwarzać bardzo ostre wewnętrzne narożniki.
• Wyzwania: Wymaga ogromnej siły nacisku, stawiając ekstremalne wymagania co do sztywności giętarki i wytrzymałości narzędzi. Szybkie zużycie narzędzi jest powszechne. Ze względu na wysoki koszt i obciążenie sprzętu, rzadko stosowana we współczesnej produkcji.

Porównanie trzech metod gięcia:

4. Kąt gięcia i siła

Dokładne obliczenie kąta gięcia i wymaganej siły jest kluczowe dla pomyślnej pracy. Różne metody, takie jak gięcie powietrzne, gięcie dolne i monetowanie, mają unikalne wymagania dotyczące siły i kąta. Upewnij się, że wymagana siła gięcia mieści się w zakresie możliwości prasy krawędziowej, aby uniknąć uszkodzeń.

5. Wymagania dotyczące tonarzu

Dopasowanie narzędzi do możliwości tonarzu prasy krawędziowej jest kluczowe dla efektywności i trwałości narzędzi. Upewnij się, że prasa krawędziowa może obsłużyć wymagany tonarz, aby uniknąć przeciążenia. Wybierz narzędzia, które wytrzymają maksymalny tonarz, aby zapobiec zużyciu lub złamaniu.

6. Profil narzędzia i limity obciążenia

Profil narzędzia musi odpowiadać zadaniu, a zarówno limity obciążenia narzędzia, jak i prasy krawędziowej muszą być brane pod uwagę. Niektóre profile są mocniejsze i lepiej nadają się do określonych zastosowań, jak matryce V do różnych kątów. Upewnij się, że narzędzie może wytrzymać maksymalne obciążenie, aby uniknąć odkształceń.

7. Styl i konfiguracja narzędzi

Różne style narzędzi oferują różne funkcje i korzyści, dlatego wybierz taki, który pasuje do prasy krawędziowej i wykonywanych zadań.

• Amerykański styl precyzyjny: Tani i łatwy w użyciu, ale może nie zapewniać długotrwałej precyzji.
• Europejski styl precyzyjny: Zapewnia wysoką precyzję i bezpieczne mocowanie, idealny do operacji CNC.
• Styl Wila Trumpf: Wyposażony w automatyczne mocowanie i szybkie przezbrojenie dla lepszej wydajności i precyzji.

8. Kompatybilność z maszyną

Upewnij się, że system narzędzi jest kompatybilny z prasą krawędziową. Sprawdź, czy opcje mocowania narzędzi pasują do prasy krawędziowej. Określ, czy potrzebne są jakiekolwiek modyfikacje lub adaptery do prawidłowej instalacji.

9. Bezpieczeństwo i trwałość

Bezpieczeństwo i trwałość są kluczowe przy wyborze stempla i matrycy, aby zminimalizować ryzyko. Inwestuj w wysokiej jakości, trwałe materiały narzędziowe. Zapewnij prawidłowe dopasowanie narzędzia, aby zapobiec wypadkom i zagwarantować stałą wydajność.

10. Dokładność i precyzja

Wysoka dokładność i precyzja narzędzi są niezbędne dla uzyskania spójnych rezultatów. Szukaj narzędzi szlifowanych z dużą precyzją oraz z funkcją samocentrowania dla lepszej dokładności.

11. Łatwość konfiguracji i użytkowania

Wybierz narzędzia, które łatwo się konfiguruje i obsługuje, aby zwiększyć produktywność. Opcje szybkiej wymiany narzędzi oraz przyjazne dla użytkownika regulacje zmniejszają przestoje.

12. Koszt i wartość

Zrównoważ koszt i wartość narzędzi z myślą o długoterminowej inwestycji. Rozważ koszt początkowy, ale priorytetowo traktuj wartość i wydajność. Uwzględnij koszty konserwacji w ocenie długoterminowej wartości.

13. Wsparcie i obsługa dostawcy

Wybierz renomowanego dostawcę, który oferuje doskonałe wsparcie i obsługę. Upewnij się, że dostawca zapewnia pomoc techniczną, szkolenie i szybkie wsparcie.

VI. Czynniki do rozważenia przy wyborze narzędzi

1. Materiał do gięcia

Rodzaj metalu, który chcesz giąć, jest ważnym czynnikiem. Grubość metalu określa szerokość otwarcia matrycy, promień gięcia oraz kąt gięcia.

Na przykład, niektóre stale mają większą wytrzymałość i odporność niż inne, a ta odporność nazywana jest wytrzymałością na rozciąganie (UTS) metalu. Wytrzymałość na rozciąganie różnych metali jest różna, co wymaga stosowania matryc o odpowiedniej wytrzymałości.

Ponadto długość blachy metalowej determinuje, ile narzędzi będzie potrzebnych. Kolejnym czynnikiem jest grubość metalu. Narzędzia zaprojektowane do cienkiej blachy mogą nie być odpowiednie dla grubszych materiałów i mogą powodować przedwczesne zużycie lub uszkodzenie narzędzi oraz giętarek.

2. Otwór V i promień materiału

Podczas gięcia blachy, jeśli grubość i rodzaj metalu są takie same, nie ma tylko jednego rozmiaru otwarcia matrycy V. Blacha nie może zostać utracona podczas gięcia.

Jeśli promień wewnętrzny jest mniejszy niż grubość blachy, płyta zostanie rozciągnięta, co prowadzi do deformacji elementu.

Promień większy niż grubość blachy nie powoduje deformacji. Przy wyborze idealnego otwarcia matrycy V powinniśmy nie tylko unikać deformacji promienia, ale również wybrać mniejszy promień.

3. Zasada 8

Istnieje ogólna zasada dotycząca otwarcia matrycy giętarki, znana jako zasada 8. Zasada 8 opiera się na stali walcowanej na zimno o wytrzymałości na rozciąganie 60 000 PSI i określa, że otwarcie matrycy V powinno być ośmiokrotnością grubości giętego materiału.

Reguła 8 ma zastosowanie do większości procesów gięcia. W określonym zakresie siły nacisku można uzyskać promień wewnętrzny w przybliżeniu równy grubości materiału.

Jednak nie jest to doskonałe prawo, ponieważ współczynnik będzie wzrastał lub malał wraz ze zmianą grubości materiału. W rezultacie szerokość niektórych otworów matryc V wynosi 6, 10, a nawet 12 razy grubość materiału.

Grubsze blachy zwykle wymagają otworu V o szerokości 10 razy większej niż grubość, aby rozłożyć siłę na większym obszarze i uniknąć pęknięć w blasze spowodowanych jej zmniejszoną plastycznością.

Przed określeniem matryc do giętarki krawędziowej należy najpierw ustalić najgrubszą i najcieńszą blachę do gięcia, a następnie zastosować regułę 8, aby określić właściwy rozmiar matryc V.

Wybierz najmniejszą matrycę V i podwój jej rozmiar, aby określić kolejną matrycę V, aż osiągniesz maksymalny rozmiar formy. Jeśli nie można znaleźć dokładnego dopasowania, wymiary należy zaokrąglić do najbliższej dostępnej formy.

Po wybraniu odpowiedniego zestawu, nauka Jak zamontować matryce giętarki krawędziowej jest kluczowym kolejnym krokiem dla bezpiecznego i dokładnego gięcia.

4. Otwór V wpływa na promień giętego materiału

Otwór V matryc giętarki krawędziowej wpływa na promień giętego materiału. Ogólnie rzecz biorąc, idealnie jest, aby promień wewnętrzny materiału był równy jego grubości.

Jeśli promień wewnętrzny jest mniejszy niż 1 grubość, oznacza to, że materiał wyciągnięty z promienia zanika. Podczas gięcia blachy, jeśli promień wewnętrzny jest mniejszy niż 1 grubość, może pojawić się "wybrzuszenie boczne" w miejscu gięcia.

Im większy otwór matrycy V, tym większy promień blachy. Jednak wytrzymałość na rozciąganie materiału również wpływa na promień. Przy danym otworze matrycy V im mocniejszy materiał, tym większy promień.

W przypadku stali miękkiej promień gięcia (R) wynosi zazwyczaj 1/8 otworu matrycy V, co daje następujący wzór: R = V/8. Jednak ta zasada będzie się różnić w zależności od rodzaju metalu.

5. Minimalna długość kołnierza lub nogi

Przy wyborze matryc w kształcie V ważne jest zwrócenie uwagi na długość kołnierza lub nogi wymaganą przez element. Podczas gięcia blacha musi zawsze pozostawać w bezpośrednim kontakcie z ramieniem matrycy.

Jeśli długość kołnierza jest mniejsza niż określona wartość, wpadnie ona w otwór w kształcie V, co spowoduje niedokładne wyniki gięcia. Dlatego im większy otwór w kształcie V, tym większy minimalny kołnierz lub noga wymagana w blasze.

Minimalny kołnierz utworzony przez matrycę V wynosi około 70% otworu standardowej matrycy V, podczas gdy matryca do ostrych kątów może osiągnąć 110% lub więcej otworu matrycy V.

Przed określeniem minimalnej długości kołnierza blacha powinna być umieszczona na matrycy tak, aby materiał stykał się z ramieniem matrycy w punkcie równym 20% otworu matrycy V.

VII. Analiza konkretnego przypadku wyboru matryc do giętarki krawędziowej

1. Wybór narzędzi do obróbki blach ze stali nierdzewnej

Fabryka musi obrabiać blachy ze stali nierdzewnej 304 o grubości 2 mm, kącie gięcia 90° i długości gięcia 1000 mm. Biorąc pod uwagę dużą twardość stali nierdzewnej, występuje sprężysty powrót (części materiału wracają do pierwotnego kształtu po gięciu z powodu odkształcenia sprężystego).

Tak więc matryce z ustami w kształcie litery V o promieniu R4 (powierzchnia styku między górnym stemplem a dolnym narzędziem ma kształt litery V, a promień ust w kształcie litery V wynosi 4 mm).

Jednocześnie wybrano materiał SKD11 (wysokiej jakości stal narzędziowa o wysokiej zawartości węgla i chromu), aby poprawić odporność na ścieranie i wydłużyć żywotność giętarki krawędziowej. Po próbnym przetwarzaniu dokładność wymiarów i jakość powierzchni giętarki spełniły wymagania.

2. Dobór narzędzi do obróbki blachy ze stopu aluminium

Fabryka sprzętu motoryzacyjnego musi obrabiać blachę ze stopu aluminium 6061-T6 o kącie gięcia 120° i grubości 3 mm. Ze względu na miękkość materiału ze stopu aluminium mogą wystąpić wgniecenia i łuszczenie (częściowe wybrzuszenia na powierzchni materiału).

Po testach wybrano matrycę z ustami w kształcie litery U o promieniu R8 (powierzchnia styku między górnym stemplem a dolną matrycą ma kształt litery U, promień ust w kształcie litery U wynosi 8 mm), a powierzchnia matrycy została poddana obróbce azotującej (proces obróbki cieplnej powierzchni, który może poprawić twardość powierzchni matrycy).

Jednocześnie podczas gięcia odpowiednio zmniejszono siłę gięcia, a powierzchnię matrycy pokryto olejem smarującym. Ostateczna powierzchnia blachy ze stopu aluminium jest gładka i czysta, bez wyraźnego odkształcenia.

VIII. Dobór materiałów do narzędzi giętarki krawędziowej

Materiał narzędzia jest ważnym czynnikiem poprawiającym jakość obrabianego elementu i wydłużającym żywotność narzędzia. Koszt materiału narzędzi zależy od takich czynników jak materiał obrabianego elementu i dokładność gięcia.

1. Gatunki stali do narzędzi giętarki krawędziowej

Wybór odpowiedniego gatunku stali do narzędzi giętarki krawędziowej jest kluczowy dla zapewnienia optymalnej wydajności, trwałości i kompatybilności z określonymi zadaniami gięcia. Poniżej przedstawiono kilka powszechnie stosowanych gatunków stali wraz z ich właściwościami i zastosowaniami.

(1) Stal chromowo-molibdenowa (Chromoly)

Stal chromowo-molibdenowa, często nazywana Chromoly, jest wysoko ceniona w branży ze względu na wyjątkową wytrzymałość, odporność na korozję i długą żywotność. Te właściwości sprawiają, że nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań w giętarkach krawędziowych, w tym do operacji gięcia o dużym obciążeniu.

(2) Stale T8, T10, 42CrMo i Cr12MoV

Stale T8, T10, 42CrMo i Cr12MoV są znane z wysokiej wytrzymałości i twardości. Są szczególnie skuteczne w operacjach gięcia o dużym obciążeniu, gdzie kluczowe są precyzja i trwałość.

• T8 i T10: Znane z wysokiej twardości, co czyni je idealnymi do zastosowań wymagających ostrych, odpornych na zużycie krawędzi.
• 42CrMo: Oferuje równowagę między udarnością a twardością, odpowiedni do zastosowań o dużym obciążeniu.
• Cr12MoV: Zapewnia doskonałą odporność na zużycie i udarność, co czyni go preferowanym wyborem do precyzyjnych narzędzi.

Aby dokładniej zgłębić temat wyboru najlepszego materiału do konkretnych potrzeb, nasz Materiał matrycy do giętarki krawędziowej zawiera bardziej szczegółowe informacje i porównania.

2. Materiały stopowe

Materiały stopowe poprawiają określone właściwości, takie jak twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość w narzędziach do gięcia na prasie krawędziowej. Do często stosowanych stopów należą:

(1) Niskostopowa stal narzędziowa

Niskostopowa stal narzędziowa często zawiera pierwiastki, takie jak węglik wolframu i kobalt, dzięki czemu jest twarda i odporna na zużycie. Takie połączenie sprawia, że materiał ten idealnie nadaje się do gięcia o wysokiej częstotliwości i dużej precyzji.

(2) Stal połączona z węglikiem

Materiał ten łączy twardość i ścieralność węglika z wytrzymałością oraz obrabialnością stali. Zapewnia równowagę między tymi właściwościami, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających zarówno odporności na zużycie, jak i dużej wytrzymałości.

3. Materiały wysokowydajne

Do zastosowań wymagających szczególnej wytrzymałości preferowane są materiały wysokowydajne. Należą do nich:

(1) Stal szybkotnąca (HSS) i węglik spiekany

Stal szybkotnąca (HSS) i węglik spiekany są znane z bardzo wysokiej twardości, co czyni je idealnymi do zastosowań wymagających dużej precyzji i odporności na zużycie. Choć są droższe, zapewniają dłuższą żywotność matrycy oraz lepsze ogólne parametry pracy.

(2) Węglik wolframu

Węglik wolframu jest ceniony za wysoką odporność na zużycie i trwałość. Często wybierany jest ze względu na korzystny stosunek kosztów do wydajności, co czyni go odpowiednim do wymagających operacji gięcia.

4. Kluczowe właściwości materiałów

Przy wyborze odpowiedniego materiału do narzędzi giętarki krawędziowej należy uwzględnić kilka kluczowych właściwości:

(1) Twardość

Twardość jest kluczowa dla utrzymania ostrych krawędzi i odporności na zużycie. Materiały takie jak HSS i węglik spiekany są preferowane ze względu na wysoką twardość, niezbędną w zastosowaniach wymagających dużej precyzji.

(2) Wytrzymałość (odporność na pękanie)

Wytrzymałość jest kluczowa, aby zapobiec pękaniu i deformacji matrycy pod dużym obciążeniem. Materiały takie jak niskostopowe stale narzędziowe i Chromoly są znane ze swojej doskonałej wytrzymałości.

(3) Odporność na zużycie

Materiały o wysokiej odporności na zużycie, takie jak węglik spiekany i stale szybkotnące, są niezbędne w operacjach wielkoseryjnych, aby zapewnić dłuższą żywotność narzędzi i utrzymanie ich wydajności w czasie.

5. Kryteria wyboru

Wybór odpowiedniego materiału do narzędzi giętarki krawędziowej wymaga oceny kilku kryteriów:

(1) Rodzaj przetwarzanego materiału

Wybór materiału narzędzia powinien być dostosowany do rodzaju metalu poddawanego gięciu. Na przykład:

• Aluminium: Wymaga narzędzi o ostrzejszych kątach i promieniach, aby zapobiec owijaniu się materiału wokół narzędzia.
• Stal węglowa: Potrzebuje narzędzi o szerszych kątach i większych promieniach, aby uwzględnić sztywność materiału.
• Stal nierdzewna: Wymaga narzędzi, które poradzą sobie z jej twardą strukturą bez kompromisów w kącie gięcia lub powodowania uszkodzeń powierzchni.

(2) Wielkość produkcji i precyzja

W operacjach wielkoseryjnych preferowane są materiały takie jak węglik spiekany lub stale szybkotnące ze względu na ich doskonałą odporność na zużycie i trwałość. W projektach wymagających ścisłych tolerancji, niezbędne jest zastosowanie precyzyjnych narzędzi, aby spełnić wymagania projektowe produktu końcowego.

(3) Względy kosztowe

Proces wyboru musi równoważyć potrzeby wydajnościowe z ograniczeniami kosztowymi. Stale narzędziowe węglowe są niedrogie i trwałe, co czyni je odpowiednimi do standardowych zadań gięcia, podczas gdy materiały wysokiej jakości, takie jak HSS i węglik spiekany, są droższe, ale oferują dłuższą żywotność matrycy i lepszą wydajność.

(4) Kompatybilność z giętarką krawędziową

Narzędzia muszą być kompatybilne z konkretną giętarką krawędziową, biorąc pod uwagę takie czynniki jak styl mocowania, maksymalna siła nacisku i długość robocza, aby zapewnić pewne dopasowanie i optymalną wydajność.

Ogólnie rzecz biorąc, wysokiej jakości materiały narzędziowe obejmują stal hartowaną, stal szybkotnącą (HSS) oraz węglik wolframu. Stal hartowana jest trwała, odporna na zużycie i może wytrzymać duże obciążenia. Stal szybkotnąca jest odporna na zużycie, ma długą żywotność i wyższy koszt niż stal hartowana. Natomiast węglik wolframu jest najwyższej jakości i najdroższy.

IX. Prawidłowa konserwacja i przechowywanie

Narzędzia giętarki krawędziowej wymagają odpowiedniej konserwacji i przechowywania, aby wydłużyć ich żywotność i zapewnić wysoką jakość gięcia.

1. Prawidłowe obchodzenie się i czyszczenie

Prawidłowe obchodzenie się i czyszczenie narzędzi giętarki krawędziowej są kluczowe dla utrzymania ich wydajności i wydłużenia żywotności. Operatorzy giętarki powinni zawsze nosić rękawice, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym przez oleje i pozostałości z rąk.

Po każdym użyciu należy dokładnie wytrzeć narzędzia środkiem czyszczącym lub alkoholem izopropylowym, aby usunąć wszelkie pozostałości, żywice lub cząstki metalu mogące powodować zużycie. Wytrzyj je miękką ściereczką i regularnie stosuj spray antykorozyjny. Pad ścierny może pomóc usunąć wszelkie odpryski lub powłoki pozostawione przez materiały takie jak stal miękka lub aluminium.

2. Praktyki przechowywania

Skuteczne praktyki przechowywania są niezbędne do ochrony narzędzi giętarki krawędziowej przed uszkodzeniami i korozją, zapewniając bezpieczne umieszczenie narzędzi w szafkach wykonanych z metalu lub materiałów półstałych. Każdy stempel i matrycę należy unieruchomić i odizolować za pomocą pianki lub plastiku.

Unikaj drewnianych szafek, ponieważ mogą one wprowadzać wilgoć i powodować korozję. Dla wygody przechowuj szafkę w pobliżu giętarki. Jeśli narzędzia są używane na kilku maszynach, rozważ użycie mobilnej szafki.

Systemy przechowywania pionowego mogą zaoszczędzić miejsce na podłodze i zwiększyć pojemność magazynową, oferując konfigurowalne półki, regulowane przegrody oraz mechanizmy bezpieczeństwa zapobiegające jednoczesnemu otwieraniu wielu półek.

3. Protokoły konserwacji

Regularna konserwacja jest kluczowa dla zapewnienia długowieczności i wydajności narzędzi giętarki krawędziowej. Regularne inspekcje pomagają wcześnie wykryć oznaki zużycia, uszkodzeń lub deformacji, zapobiegając poważnym problemom, które mogłyby wpłynąć na wydajność i uszkodzić obrabiany element.

Czyszczenie narzędzi po każdym użyciu w celu usunięcia pozostałości i zapobiegania zanieczyszczeniom oraz korozji jest niezbędne. Dzięki temu narzędzia są gotowe do kolejnej pracy i utrzymują swoją kondycję. Regularne szlifowanie może być konieczne, aby utrzymać ostre i precyzyjne krawędzie narzędzi.

4. Smarowanie

Po czyszczeniu lekko przetrzyj narzędzia środkiem smarującym przed ich przechowaniem, aby chronić je przed korozją i zapewnić ich dobry stan, gotowy do kolejnego użycia.

5. Kompatybilność maszyny i narzędzi

Upewnij się, że narzędzia są kompatybilne z parametrami giętarki krawędziowej, takimi jak styl mocowania, maksymalna siła nacisku i długość robocza. Ta kompatybilność zapobiega uszkodzeniom i zapewnia wydajną pracę.

6. Praktyki bezpieczeństwa i eksploatacji

Aby zachować narzędzia i zapewnić bezpieczeństwo, ustaw tłok giętarki w dolnej pozycji, gdy nie jest używana, opierając jego ciężar na blokach zamiast na narzędziach. Pod koniec każdego dnia pracy wytrzyj suchem materiałem tylne zderzaki, prowadnice i inne powierzchnie.

Korzystaj z funkcji bezpieczeństwa, takich jak zamykane obudowy i mechanizmy blokujące, aby zapobiec zgubieniu narzędzi i zapewnić bezpieczeństwo operatora podczas dostępu do narzędzi i ich przechowywania.

X. Pokonywanie wyzwań związanych ze złożonymi materiałami i nietypowymi geometriami

1. Strategie gięcia dla materiałów specjalnych

Każdy metal ma swoją własną “osobowość”. Najwyższe mistrzostwo w gięciu polega na zrozumieniu i poszanowaniu tych cech — prowadzeniu ich za pomocą odpowiednich narzędzi i strategii, zamiast zmuszania do podporządkowania się.

(1) Stale o wysokiej wytrzymałości (HSS/AHSS)

Materiały takie jak Hardox i Weldox słyną ze swojej ekstremalnej wytrzymałości i znacznego sprężystego odkształcenia zwrotnego — koszmaru inżyniera. Próba wymuszenia ciasnego promienia czystą siłą jest zarówno daremna, jak i niebezpieczna, często prowadzi do pęknięć lub przeciążenia sprzętu.

Dobór narzędzi:

1) Bardzo duże otwarcia w matrycy V: Złota zasada dla stali o wysokiej wytrzymałości to „idź na szeroko” — łamiąc standardową zasadę 8× na rzecz 10×, 12×, a nawet 15× grubości materiału. Zapewnia to wystarczającą przestrzeń dla metalu, aby mógł uformować większy, zdrowszy naturalny promień, jednocześnie drastycznie zmniejszając zapotrzebowanie na siłę i chroniąc prasę krawędziową.

2) Narzędzia o wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie: Używaj narzędzi głęboko hartowanych i o wyjątkowej nośności — to jest bezdyskusyjne.

3) Stempel o ostrym kącie z matrycą o dużym promieniu: Połącz ostry stempel (80° lub mniej) z dolną matrycą o szerokim promieniu, aby celowo przegiąć, kompensując znaczne sprężyste odkształcenie zwrotne. Pamiętaj — ostateczny promień jest określany przez szerokość otwarcia V, a nie przez czubek stempla.

(2) Stal nierdzewna i stopy aluminium

Oba materiały mają tendencję do zarysowań powierzchni i zatarć, przy czym stopy aluminium dodatkowo sprawiają kłopot w postaci pęknięć.

Dobór narzędzi:

1) Folia ochronna z poliuretanu: Umieszczenie trwałej folii ochronnej na otwarciu V izoluje element od bezpośredniego kontaktu ze stalowymi narzędziami. To najbardziej opłacalne rozwiązanie na początek.

2) Wkładki z nylonu/poliuretanu: Bloki nylonowe zamocowane w stalowych uchwytach matrycy są trwalsze niż folia i zapewniają lepszą stabilność kąta — szczególnie nadają się do zautomatyzowanej produkcji wielkoseryjnej.

3) Matryce rolkowe: Rozwiązanie premium. Hartowane stalowe rolki w ramionach V zastępują tarcie ślizgowe kontaktem tocznym, redukując ryzyko zarysowań do teoretycznego minimum.

4) Zapobieganie pękaniu aluminium: Oprócz stosowania większych otwarć V (zasada 6–8×) i większych promieni gięcia, często pomijanym czynnikiem jest wykończenie powierzchni narzędzia. Narzędzia wypolerowane na wysoki połysk znacząco zmniejszają tarcie i naprężenia rozciągające na powierzchni, skutecznie minimalizując pękanie.

5) Materiały o wykończeniu lustrzanym / powlekane folią: W przypadku materiałów, które nie tolerują żadnych uszkodzeń powierzchni, niezbędne są najwyższej klasy środki ochronne. Folie poliuretanowe, wkładki nylonowe i matryce rolkowe zapewniają, że cenna powierzchnia nigdy nie styka się z twardymi metalowymi narzędziami podczas gięcia.

2. Rozwiązania dla skomplikowanych geometrii

Gdy rysunki techniczne wymagają czegoś więcej niż prostego gięcia w V, specjalistyczne narzędzia mogą stać się prawdziwym mnożnikiem siły — skracając to, co byłoby wieloma etapami, do jednego precyzyjnego procesu formowania.

(1) Zaginanie krawędzi (hemming)

Zaginanie krawędzi tworzy bezpieczne, gładkie i strukturalnie wzmocnione krawędzie blachy. Tradycyjny proces dwuetapowy — najpierw gięcie pod ostrym kątem (zwykle 30°) za pomocą ostrego stempla, a następnie wymiana na matrycę do spłaszczania — cierpi na niską wydajność i kumulujące się błędy ustawienia.

Przełom w wydajności: Sprężynowe matryce do zaginania krawędzi w dwóch etapach wykonują proces w jednym ruchu. Stempel najpierw zgina do 30°, a następnie, kontynuując ruch w dół, element sprężynowy aktywuje się, aby spłaszczyć krawędź. Bez zmiany narzędzia, bez ponownego ustawiania — tylko jeden, precyzyjny i bardzo wydajny cykl.

(2) Gięcia przesunięte (gięcia Z)

Gdy wymagany jest stopniowany (w kształcie litery Z) profil, tradycyjna praktyka obejmuje dwa oddzielne gięcia — skomplikowane, podatne na błędy pozycjonowanie.

Rozwiązanie w jednym kroku: zestawy stempli i matryc offsetowych, których unikalna geometria tworzy dwa przeciwne gięcia w jednym uderzeniu, natychmiast uzyskując idealne gięcie w kształcie Z. Jest to nieocenione w przypadku nakładających się zespołów z blachy.

(3) Wysokie profile i gięcie “okienne”

1) Wyzwanie wysokiego profilu: Przy ostatnim gięciu czterostronnego pudełka trzy wcześniej zagięte ścianki mogą łatwo zderzyć się z belką prasy lub standardowym korpusem stempla. Rozwiązaniem jest stempel typu „gęsia szyja” o zwiększonej wysokości, zapewniający dodatkowy prześwit potrzebny do wyeliminowania kolizji.

2) Wyzwanie gięcia “okiennego”: Podczas gięcia w środku arkusza z wcześniej uformowanymi kołnierzami po obu stronach, narzędzie o pełnej długości kolidowałoby z tymi kołnierzami. Segmentowe narzędzia rozwiązują to znakomicie: operator po prostu usuwa krótki odcinek matrycy w punkcie kolizji, tworząc “okno”, w którym stempel działa tylko tam, gdzie jest potrzebny — całkowicie unikając kolizji.

XI. Najczęściej zadawane pytania

1. Jakie są kluczowe czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze narzędzi do giętarki krawędziowej?

Przy wyborze narzędzi do giętarki krawędziowej należy wziąć pod uwagę kilka kluczowych czynników, aby zapewnić optymalną wydajność, bezpieczeństwo i efektywność.

• Grubość i rodzaj materiału, ponieważ różne materiały wymagają określonych matryc, aby uzyskać pożądane gięcie bez uszkodzeń.
• Siła gięcia i wymagania dotyczące tonażu muszą odpowiadać możliwościom giętarki, aby uniknąć uszkodzenia sprzętu.
• Konfiguracja narzędzi, w tym styl i rozmiar stempli i matryc, musi być odpowiednia do konkretnych operacji gięcia.
• Kompatybilność z maszyną giętarki, dokładność i precyzja narzędzi są kluczowe dla uzyskania powtarzalnych wyników.
• Trwałość, łatwość ustawienia i obsługi są istotne, aby zminimalizować przestoje i zwiększyć produktywność.
• Koszt i wartość, bezpieczeństwo oraz wsparcie i serwis zapewniany przez dostawcę to również istotne czynniki.

2. Czym różnią się style narzędzi (American, European, Wila Trumpf)?

• Styl American Precision ma szerokość trzpienia 0,50 cala z podstawowym mocowaniem.
• Styl European Precision wykorzystuje trzpień 13 mm z prostokątnym rowkiem mocującym dla lepszej precyzji.
• Styl Wila Trumpf posiada trzpień 20 mm z podwójnymi rowkami i automatycznym mocowaniem, łącząc dokładność z szybkim przezbrojeniem.

3. Jaki jest najlepszy materiał na narzędzia do giętarki krawędziowej?

Stal chromowo-molibdenowa (Chromoly) jest najlepszym materiałem na narzędzia do giętarki krawędziowej, oferując wyjątkową wytrzymałość i odporność na korozję. Wysokiej jakości stale narzędziowe, takie jak T8, T10 i 42CrMo, są również doskonałym wyborem ze względu na twardość i odporność na zużycie.

XII. Podsumowanie

Oprzyrządowanie giętarki krawędziowej wpływa na kształt i jakość giętego elementu. Przed gięciem należy dobrać odpowiednie narzędzia do materiału. Określ kształt, kąt i szerokość otwarcia matrycy w zależności od elementu. Prawidłowe użycie narzędzi i materiału zwiększa dokładność gięcia.

Wpływają one na kąt gięcia, promień wewnętrzny, długość kołnierza oraz wygląd elementu. Właściwe narzędzia poprawiają wydajność, obniżają koszty, zapobiegają deformacjom i zapewniają bezpieczeństwo operatora.

Oprzyrządowanie produkowane przez renomowane marki rozwiązuje problemy wgnieceń i deformacji. Markowe narzędzia oferują lepsze wykończenie i dłuższą żywotność. Jeśli nie jesteś pewien wyboru giętarki lub narzędzi, skontaktuj się z ADH Machine Tool. Jeśli nie jesteś pewien wyboru giętarki lub narzędzi, możesz skontaktuj się z nami.

Dzięki ponad 40-letniemu doświadczeniu w produkcji giętarek krawędziowych dostarczamy maszyny do gięcia najwyższej jakości wraz z kompletnymi, dopasowanymi rozwiązaniami. Poznaj naszą pełną ofertę produktów na naszej oficjalnej katalogu.

Pobierz infografikę w wysokiej rozdzielczości