Ewolucja precyzyjnego gięcia

Ewolucja precyzyjnego gięcia

Precyzja za pomocą prasy mechanicznej

  W ciągu ostatnich trzydziestu lat, wraz z ewolucją technologii prasy krawędziowej, wraz z nią rozwija się precyzja gięcia. Na początku lat 70. jedynym sposobem osiągnięcia zgięcia ± 1 stopnia było dosunięcie z penetracją mechaniczną prasą krawędziową. Te hamulce były najprostszymi, najbardziej kuloodpornymi maszynami na rynku. To prawda, że ​​pojawiły się prasy hydrauliczne, ale ich tryki mogły się powtarzać tylko w zakresie ± 0,004 cala lub więcej, zbyt niedokładne, aby precyzyjnie zginać.

  Pomyśl o mechanicznym ruchu hamulca prasy, który odnosi się do ramienia boksera, który rzuca cios. Jeśli ramię rozciąga się tylko w połowie, zgięte w łokciu, ktoś może łatwo go przesunąć. Ale jeśli ramię rozciąga się na całej długości, z łokciem zablokowanym, niezwykle trudno jest komuś cofnąć tę pięść i odblokować łokieć - to efekt dźwigni. Po pełnym rozszerzeniu, ta pięść może pchnąć naprzód z olbrzymią siłą.

  To samo dotyczy mechanicznego hamulca krawędziowego. Rozważmy maszynę o wadze 90 ton, którą można pokonać z penetracją. Wytwarza 90 ton w dolnej części skoku, a gdy w pełni się rozciąga, przebijak penetruje metal kilka tysięcznych cala, budując tonaż i często wytwarzając o 50 procent więcej mocy; tak więc 90-tonowa prasa krawędziowa może wywierać 135 ton.

  Z tego powodu projektanci zbudowali ramy i łożyska tych maszyn, aby wytrzymać ten dodatkowy tonaż. Przyszła dokładność, gdy suwak był całkowicie rozciągnięty, tworząc "sztywny stos". elementów, od wału korbowego do mimośrodu, do śruby, do suwaka, do stempla, do materiału, do matrycy - sztywne jak wysunięte ramię boksera.

  Prasy mechaniczne wymagały olbrzymich umiejętności. Bez hydrauliki lub sterowania CNC, operator nauczył się precyzyjnie wsunąć sprzęgło maszyny. To była prawie sztuka. Jeśli niewłaściwie zsunął sprzęgło, mógł zbyt szybko opuścić barana, co mogłoby stworzyć niebezpieczny dla niego stan, a także złą stronę. Gdyby pozwolił, by baranik zszedł zbyt daleko, mógł spowodować poważne uszkodzenie maszyny, zrujnować łożyska i śruby, a nawet złamać boczną płytę. W tym samym czasie hamulce miały zaplanowane narzędzia, co oznacza, że ​​wysokość od wierzchołka do ramienia na jednym końcu narzędzia mogła być o kilka tysięcznych cali dłuższa niż na drugim końcu. Operatorzy musieli dostosować poziom siły uderzenia w prawo, aby uzyskać precyzyjne zgięcie i często musieli podkładać sekcje matrycy.

Hydraulics Take Center Stage

Prasy hydromechaniczne były kolejnym krokiem w kierunku dokładności. Wprowadzono je pod koniec lat 70. i na początku lat 80. XX wieku. Były to pierwsze układy wykorzystujące hydraulikę, które mogły osiągnąć powtarzalność ± 0,001 cala. Jeden z modeli wprowadzonych w latach siedemdziesiątych zastąpił sprzęgło i hamulec cylindrami hydraulicznymi. Ta konstrukcja wyeliminowała potrzebę posiadania doświadczonego operatora, ponieważ nie było potrzeby zsuwania sprzęgła. Miał doskonałą zdolność koagulacji, a efekt dźwigni generował do 50 procent więcej tonażu na dole. Ale nadal nie poprawiło to powtarzalności barana.

  W innym projekcie zastosowano wahacz, podobny do huśtawki, z siłownikiem hydraulicznym na jednym końcu i suwakiem z drugiej. Umieszczenie cylindra trzykrotnie dalej od punktu obrotu, gdy siłownik wytworzył efekt mnożnika. Aby wytworzyć 90 ton siły zginającej, cylinder musiał wyprodukować tylko 30 ton siły. Co ważniejsze, jeżeli cylinder mógłby się zatrzymać w granicach 0,003 cala, to tłok mógłby zatrzymać się w granicach 0,001 cala. Ten projekt był pierwszym prawdziwym przełomem w zwiększaniu dokładności hydraulicznego hamulca prasy. Silniki hydrauliczne dały większą kontrolę nad siłownikiem, podczas gdy mechaniczne połączenia zapewniały dokładność. Inne projekty hydromechaniczne poszły w ślady, a design jest nadal bardzo popularny dzisiaj ze względu na swoją prostotę i cenę.

  Do wczesnych lat 80-tych mechaniczny hamulec, który osiągał najniższy poziom dzięki penetracji i gięciu powietrzem za pomocą maszyny hydromechanicznej, przy jednoczesnym wytwarzaniu dokładnych zakrętów na czas, wciąż mógł osiągnąć jedynie ± 0,001 cala. powtarzalność tarczy. Zawory serwo przełamały tę barierę powtarzalności. W maszynie hydraulicznej zawory te mogą precyzyjnie mierzyć przepływ oleju do cylindra hydraulicznego i samodostosować. Wyglądało to tak, jakby twórcy maszyn dali mózgowi te zawory hydrauliczne. Początkowo zawory te były bardzo drogie i wrażliwe na brud i olej. Niemniej jednak, układ hydrauliczny - bardziej sterowalna, bezpieczniejsza maszyna - mógłby wykonać to, co dziś uważane jest za precyzyjne gięcie pneumatyczne, z dokładnością ± 0,0004 cala. lub lepsza powtarzalność tarana.

  Co było dalej - i co ostatecznie skłoniło precyzję do tego, gdzie dziś stoi - to zaawansowana komputerowa kontrola numeryczna. Dzięki lepszej kontroli producenci przenieśli mózg z zaworów na cylindrze do sterowania. Zawory proporcjonalne zastąpiły serwozawory. Dzięki ciągłemu wzrostowi wyrafinowania i mocy obliczeniowej, zaawansowane CNC mogą monitorować do minimum, mierząc do mikrometrów.

  Dzisiejsze hamulce precyzyjne oferują inteligentne monitorowanie, które uwzględnia odchylenie sprężyny, ugięcie i różnice materiałowe. Niektóre techniki polegają na zginaniu baz danych, które teoretycznie przewidują, co się wydarzy i dostosują przed gięciem. Większość oferuje urządzenia, które pozwalają producentom kształtować, mierzyć, a następnie regulować podczas procesu gięcia, wewnętrznie na prasie krawędziowej (za pomocą czujników ciśnienia) lub na zewnątrz (za pomocą laserowych urządzeń śledzących).

Do prac precyzyjnych pojawiły się systemy serwo- lub elektrohydrauliczne oraz inne hybrydy. Niektórzy producenci oferują całkowicie elektryczne hamulce serwo, które eliminują kosztowny do utrzymania i skomplikowany układ hydrauliczny, a jednocześnie zachowują kontrolę i dokładność.

Znaczenie narzędzi

  Ale bez względu na dokładność maszyny, nie poprawiłoby dokładności bez dokładnego oprzyrządowania. Narzędzia naziemne z tolerancjami utrzymywanymi na ± 0,0008 cala, pozostają wymaganiem dla precyzyjnego gięcia pneumatycznego na prasie krawędziowej. Oprzyrządowanie nie tylko zapewnia wysoką dokładność, ale również takie technologie, jak hydrauliczne mocowanie za pomocą przycisku, ułatwiają konfigurację, co jest szczególnie cenne dla pracowników o niskich kwalifikacjach.

Równoważenie technologii i umiejętności

  Historycznie, precyzyjne gięcie wymagało trzech głównych elementów: umiejętności operatora, powtarzalności barwy i kontroli, która może zmierzyć tę powtarzalność. Dziś dwa ostatnie umożliwiły bardzo szybkie dostosowanie maszyny o stosunkowo niskim poziomie umiejętności do szybkiego precyzyjnego gięcia.

  Ale bez względu na technologię, producenci metalu muszą jak zawsze dopasować technologię do swoich potrzeb biznesowych. Na przykład, jeśli sklep umieszcza urządzenie do pomiaru kąta na prasie krawędziowej, może poprawić przewidywalną jakość, ale jakim kosztem? W zależności od technologii takie urządzenia pomiarowe mogą wydłużyć czasy przebywania ramion; operacja trwa dłużej, a więc kosztuje więcej.

  Rozważmy zastosowanie opraw oświetleniowych za pomocą wysokiej klasy prasy krawędziowej z pomiarem czasu rzeczywistego i hamulca dolnego, z których oba mogą powodować zginanie w granicach tolerancji. Test może ujawnić, że część może zostać wyprodukowana na niższym końcu hamulca w 45 sekund. Z powodu swojego taranu mieszkalnego, hamulec wyższej klasy zajmuje 60 sekund. To znacznie wolniej. To prawda, że ​​hamulce niższego końca mogą wymagać większych umiejętności w zakresie konfiguracji i działania - co może być prawdziwą przeszkodą, zwłaszcza jeśli sklep ma trudności ze znalezieniem wykwalifikowanych osób - ale jeśli pracownicy sklepu mają podstawowe umiejętności, to niższy poziom technologia może być dobrym rozwiązaniem.

  Ostatecznie chodzi o osiągnięcie przewidywalnej jakości przy przewidywalnych kosztach, która odpowiada potrzebom rynków, które obsługuje sklep. Przez dziesięciolecia fakt ten nigdy się nie zmienił.

Zmienne wpływające na precyzyjne gięcie pneumatyczne

Dokładność końcowego, precyzyjnego kolana powietrznego na prasie krawędziowej hydraulicznej jest funkcją następujących zmiennych:

Zmienne maszynowe:

●Powtarzalność ram prasy krawędziowej

● Odchylenie łóżka i barana

● Odchylanie bocznych obudów

● Czas reakcji układu napełniania i zaworów

● Temperatura otoczenia i temperatura oleju

● Czas przechowywania materiału pod obciążeniem

Zmienne narzędziowe:

●Tolerancja wymiarów stempla, matrycy i uchwytu matrycy

● Prawidłowe osadzenie i wyrównanie oprzyrządowania

● Zużycie stempla i matrycy

Zmienne materiałowe:

●Jednorodność materiału, w szczególności granica plastyczności

● Grubość materiału

● Kierunek ziaren materiału podczas formowania

● Powłoki ochronne dla materiałów

● Twardość powierzchni

● Springback