根据用途和技术特点选择折弯机

国际金属加工网 2017年09月13日

选择折弯机应遵循四个原则:第一,涉及到机械系统工作时使用的精密度。原则上可以以为,弯角的误差从物理学上讲是不可避免的,所以重要的是用户可以接受多大的偏差,简单的零件有时精度稍低是可以接受的,但大多数零件往往要求很高的精度,特别是在折弯后还需要继续加工的情况下。第二,新机械必须具有多大的灵活性。零件的范围越广,种类越多,那么机器在灵活性方面必须满足的要求也越多。换句话说,出于经济上的原因,折弯机在软、硬件方面的操纵都必须非常简便,即便是在订单经常变化,且很少重复的情况下,调整时间也能够尽量缩短。第三个,需要确定机械系统的生产能力和规格大小。从零件的尺寸范围出发,必须对压力、弯曲长度、冲程和结构高度进行测算。第四个,不涉及机械本身,而是涉及决策过程。假如不想自己动手对整个市场进行调研的话,那么最好是将焦点集中在能够提供尽可能多的方案的一家或几家厂商上。

进步定位精度

折弯结果的精度是衡量折板机最重要的标准。这里必须将翼缘长度上的精度与弯角上的精度加以区别,同时这两种参数又不是相互独立的:没有高度的定位精度,角度的精密几乎是不可实现的。为了使自己的折弯机在角度精度上具有竞争力,最好的建议是,投资购置一台误差在±1以内的机械。但是根据折弯件用途的不同,实际公差往往更小。这不仅适用于优质产品的原装设备制造厂商,也适用于专业的经销店。判定角的决定性因素是,整个弯曲长度上精度不出现任何变化。一台物有所值的机械,即使在折弯件很长的情况下,任何一个位置上的弯曲角度都是一样的,即使折边上有切口或冲槽。

弯曲角度的精度不仅是高定位精度的一个结果,而且在很大程度上取决于物理的影响参数。所以在压力很大时,机械本身的微小弯曲是不可避免的。此外,每块板材都有其特殊的性能特点:厚度不同,张力不同,而张力会在卸荷之后造成回弹。假如板材的轧制方向是横向或成对角线的话,那它的情况就会发生变化。假如角度在最后需要相符,那么所有这些影响因素都必须在弯曲过程中加以补偿。

在Bystronic-Beyeler折弯机上,材料的厚度借助高精密压力传感器与Y轴丈量系统共同加以确定,并可自动进行必要的校正。机械进行动态的压力调节,假如在一个弯曲工序之内,零件的几何外形要求有不同的弯曲力,那么这种调节是自动进行的(图)。对回弹的补偿由回弹丈量周期决定。借助于加弹丈量循环,冲头的浸没深度在丈量值的基础上无需操纵职员动手即可得到校正。单个模具支承在液压枕垫里的折弯机,在弯曲过程中机械潜进到液压枕垫里,所有机械方面的、材料造成的,以及外界的影响因素可以全部得到补偿。同时,液压枕垫能够保护模具和整个系统,使之不会发生过载。

模具种类影响灵活性

主要加工单个薄板类零件的企业,应当考虑购置一台装有内置角度丈量系统的折弯机,角度丈量系统在弯曲过程中持续对角度进行丈量,并对误差进行修正,其替换方案是回弹丈量装置。有了这样的辅助工具,板材的厚度、轧制方向、抗拉强度,及其他特性参数将进一步得到控制,并可以进步精度。

除了弯曲结果的质量之外,机械的产量也必须合适。现在的发展趋势显然是朝着单个零件加工和小批量加工的方向发展,由于如今零件已经不再保存在仓库里,而是现用现加工。所以,现在的折弯机应当是具有极强的灵活性。

不仅是批量大小对折弯机的灵活性有影响。假如弯折的全部是简单的型材,那肯定可以达到各种的要求。但企业在实际生产中大多是另一种情况,它们日常加工的主要是一些多个面都必须进行弯曲的复杂零件,有时是难以操纵的大型零件,但也有弯曲难度较大的零件,如半径弯曲、沉降弯曲、Z形弯曲,以及卷边弯曲等。

在这方面,选择正确的模具具有很重大的意义。这是一件任何时候都能够轻易把握的事情,由于模具的花色品种太多,量也太大。谁拥有了一种涵盖角度范围大和材料厚度范围广的通用模具系统,谁就拥有了加工更多零件模具的实力,就可以占居上风。这里需要留意的是,具体的用途决定具体的解决方案。模具始终应当做个性化的选择,简单的途径,也就是根据粗略估计投资一笔钱,通常都是比较昂贵的。Bystronic采用了一种软件,软件中收集了所有的模具,以及它们的特征参数,这样就可以迅速测算出最佳的模具选择,既节省了时间又节省了金钱。

用于订单变化的液压夹紧装置

选出的模具对模具的夹紧有着直接的影响,模具越高,需要固定得越结实牢固。在大多数情况下,采用模具液压夹紧装置是值得推荐。有了这种装置,在3m的弯曲长度上,根据大小和节距的不同,上下模具的更换只需2~3min(图3)。相应的用度比机械模具夹紧装置要高出好几倍,而且还需要更加小心。特别是在订单经常变化的情况下,材料和板厚也会随之变化,操纵职员都十分了解液压夹紧装置的上风。编制弯曲程序对于折弯机的灵活性来说也同样具有重要意义。在机械上进行数字编程,其条件是机械操纵职员要具有一定的经验。操纵职员必须把各个弯曲步骤设计好,而且此后不会在弯曲零件和机械或模具之间发生碰撞。更简单的方法是采用图形编程,图形编程可以对弯曲顺序提出建议(图4)。理想的方法是采用高性能的CAD/CAM软件编制弯曲程序(图5)。这样不但节省了时间,而且还包含有自动碰撞控制,并且在机械的控制装置上用3D显示出程序。对操纵职员来说,第二点意味着他们可以知道自己应该如何放进零件,检查哪些地方有切口或开槽。这些优点在复杂的零件上可以更好的被体现出来。在CAD/CAM程序包Bysoft中,无论是硬件、软件,还是切割和弯曲程序都是相互协调好的。

Hämmerle 3P液压夹紧装置能够大幅度缩短模具更换时间

 

Beyeler Xpert的机械控制装置有弯曲件的3D显示功能,可以调用世界范围内最全面的数据库


高性能的CAD/CAM软件Bysoft可以节省时间,拥有自动碰撞控制功能,还可以在机械的控制装置上用3D模式显示出程序

凡是对弯曲程序提供支持的地方,外围设备即可进步机械的灵活性。大面积零件和重型零件的提升辅助装置,能够有效地减轻劳动强度。弯曲辅助装置通过一个旋转点和H轴运动,这不仅方便了操纵,而且也排除了反向斜撑(图6)。在某些情况下,过程的全部自动化是非常值得的,也就是说投资购置一台机器人工作间是非常有必要的。外围设备通常并不是每项订单都需要,为了使它们在这种情况下不会妨碍工作,机器人应采用尽量少的简单手柄进行调节。

Beyeler Xpert弯曲辅助装置经过一个旋转点和H轴运动

极小的内径采用三点弯曲

与灵活性和精度相联系的是弯曲方法。现在的折弯机多数是采用空气弯曲和自由弯曲原理工作的。空气弯曲的原理是,工件从横断面上看是位于阴模的两个点上,经过这两个点之间的冲头是被弯曲的,工件不接触模具的底部。自由弯曲时,工件像空气弯曲时一样置于阴模的两个点上,但冲头是把工件冲压到模具底部的。三点弯曲可以加工更小的内径,由于模具比较细长,厚度只有6mm,而且可以用较狭小的阴模工作。这在实际生产中具有一定的上风。折痕四周可以有开孔和切槽,缝隙可以更窄,美感得到了提升,而且也方便清洗(图7)。

图7 在Hämmerle 3P折板机上可以用同样的模具进行平压操纵和弯曲

订单决定机械的产能和尺寸

实体精压是另一种方法,这是一种精度很高,且最不经济的选择,其板材厚度仅限于3mm以下。缺点是每个角都需要有自己的上下模具,而且根据材料的不同,大约需要有4~8倍的压力。

折弯机的压紧力和弯曲长度可以直接从机器加工的订单中推导出来。计算的依据分别是预期的最大材料厚度和零件尺寸。空气弯曲时,在模具宽度经过调整的情况下,所需压力的粗略经验值是,以毫米为单位最大材料厚度乘以8倍系数,以及以米为单位的弯曲长度。如常规的弯曲钢制件为3m长和12mm厚。压紧力至少应概算为12mm×8×3m,也就是288t。更精确的压力可通过用于不同材料和下模的相应表格查到。上模的安装高度、上模本身,以及冲程取决于零件分类时使用的箱子高度。这里需要特别留意,并向机械制造厂家咨询。此外,对后挡装置也需要做简单提示。原则上可以以为,CNC控制的轴数取决于弯曲零件。但假如想在机械上设定一些修边点,则至少需要选择4轴的后挡装置。


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