Способы гибки и инструмент: воздушная гибка, в упор, чеканка, пуансоны и матрицы

Три способа гибки

На листогибочном прессе лист гнут пуансоном, который вдавливает его в матрицу. Как именно лист встречается с инструментом, определяет, что задаёт угол и радиус и сколько нужно усилия. Способов три.

Воздушная гибка. Лист опирается на два плеча матрицы, пуансон давит посередине. Лист касается инструмента только в трёх точках и не прижимается к стенкам ручья. Угол задаёт глубина, на которую пуансон входит в матрицу: чем глубже, тем острее угол. Поэтому одной парой инструмента гнут разные углы. По руководству к одному из прессов при гибе на 90° пуансон входит в матрицу примерно на 40 % раскрытия V.

Гибка в упор. Пуансон доводит лист до дна матрицы и прижимает его к стенкам ручья. Угол задаёт инструмент: у пуансона и матрицы один и тот же угол. Такие пары подбирают под толщину листа и нужный радиус. Цель — точный угол и особые формы.

Чеканка. Пуансон не просто прижимает лист, а вдавливается в металл в зоне гиба и обжимает его. Так получают малый внутренний радиус и самый точный угол.

На участках названия путают: гибку в упор называют ещё дожимом или калибровкой. В этом курсе «в упор» — лист прижат к стенкам матрицы, «чеканка» — пуансон вдавливается в металл.

Что даёт каждый способ

Цифры по усилию у производителей расходятся. В руководстве к другому прессу сказано, что инструмент для гибки в упор требует в 3–10 раз больше усилия, чем для воздушной гибки. Как считать и проверять усилие — в уроке об усилии гибки.

Сейчас почти всё гнут воздушной гибкой: меньше смен инструмента и меньше нагрузка на пресс. Но у неё есть плата — пружинение: после того как пуансон уходит, угол немного раскрывается. По данным изготовителя инструмента, у стали и нержавейки при гибе на 90° это обычно 2–4°. Поэтому угол инструмента для воздушной гибки берут острее нужного угла детали, а глубину хода задают с перегибом. Как подбирать перегиб — в уроке о наладке и пружинении.

Радиус при воздушной гибке

При воздушной гибке внутренний радиус получается сам, как у балки на двух опорах. Его задаёт раскрытие матрицы V, а не радиус пуансона. У мягкой стали радиус около 16 % от V по рекомендации изготовителя пресса, в таблице изготовителя инструмента для гиба на 90° — около 15 % от V.

Отсюда практическое правило: если на чертеже радиус, а цех берёт другую матрицу, радиус будет другим — и развёртка не сойдётся. Радиус и K-фактор для развёртки разобраны в уроке о развёртке.

Выбор матрицы по толщине

V-матрица — нижний инструмент с V-образным ручьём. Раскрытие V — расстояние между плечами ручья.

• Правило восьми: V ≈ 8·s, где s — толщина листа. Берут ближайшую матрицу из имеющихся. Для листа 2 мм это V16, для 3 мм — V24.
• В учебном курсе другого изготовителя прессов шкала по толщине: 6·s для листа 0,5–2,6 мм, 8·s для 3–8 мм, 10·s для 9–10 мм, 12·s для более толстого.
• Уже 5·s — нельзя. Изготовитель пресса предупреждает: страдает точность угла, могут пострадать инструмент и пресс, это опасно.
• В руководстве к одному из прессов советуют брать раскрытие побольше: широкая матрица меньше чувствительна к разбросу толщины листа и к прогибам.

Значения из таблицы изготовителя инструмента для воздушной гибки мягкой стали на 90°:

Минимальная полка

Пока идёт гиб, край полки скользит по плечу матрицы к ручью. Если полка короткая, к концу хода она соскальзывает в ручей: угол не получается, деталь перекашивает. Минимальная полка зависит от раскрытия V.

Для гиба на 90° выходит около 0,71·V. В таблице изготовителя инструмента — 0,72·V, в рекомендации изготовителя пресса — около 0,77·V. Пример: лист 2 мм, матрица V16, полка по таблице — не меньше 11,5 мм. Полку 10 мм на этой матрице не согнуть: нужна матрица уже — с другим радиусом и пересчётом развёртки. Решает это технолог.

Пуансоны

Пуансон — верхний инструмент. Профиль выбирают по форме детали и по толщине.

• Прямой пуансон — для обычных гибов, самый прочный. Изготовитель пресса для листа 4,75–12,7 мм советует прямой пуансон с радиусом около 3 мм; для листа толще 12,7 мм радиус пуансона уточняют у поставщика металла.
• Пуансон «гусиная шея» — с выемкой в теле. В выемку уходит уже согнутая обратная полка, которая иначе упёрлась бы в пуансон. По рекомендации изготовителя пресса, он нужен, когда короткая обратная полка длиннее участка между гибами. Коллизии разобраны в уроке о порядке гибов.
• Острый пуансон — с углом меньше 90°, например 30°. Нужен для гибов острее 90° и для подготовки к загибке кромки. Его советуют для тонкого листа, до 4,75 мм.

Чем тоньше и изогнутее пуансон, тем меньше нагрузки он выдерживает. В каталоге одного изготовителя для пуансонов одной высоты указано: стандартный — 1000 кН/м, «гусиная шея» — 700 кН/м, острый 30° — 450 кН/м. Перед гибкой толстого листа таким пуансоном проверьте нагрузку.

Матрицы

• Одноручьевая матрица — один ручей, одно раскрытие V.
• Многоручьевая матрица — несколько ручьёв разного раскрытия на одном бруске; бывают двухручьевые, которые переворачивают на другую сторону. Перед гибом проверьте, что работает нужный ручей, а соседние плечи не мешают полке.
• Есть и особые матрицы: для загибки кромок, для Z-образного гиба, радиусные. У каждой свои нагрузки — по каталогу.

У матриц для воздушной гибки угол ручья острее угла детали: так на одной матрице получают разные углы с перегибом. Изготовитель инструмента приводит пример: гиб на 90° делают матрицей 86°. Матрицы с более тупым углом выдерживают большую нагрузку.

Крепление и сегменты

Пуансон держат зажимы ползуна, матрицу — державка на столе. Систем крепления несколько, и инструмент должен подходить к системе вашего пресса. В одних системах нагрузка от пуансона идёт через верх хвостовика, в других — через плечики. Отсюда правило из руководства к одному из прессов: плечики инструмента должны плотно прилегать к ползуну и державке — его проверяют щупом.

Инструмент делают цельной длины и сегментированным: короткие секции собирают на нужную длину гиба. В каталоге одного изготовителя набор пуансона на 800 мм собирают из секций 10, 15, 15, 20, 40, 50, 150 и 300 мм и двух крайних по 100 мм — с выступами-«ушами». Сегменты нужны, когда у детали уже есть отогнутые борта и пуансон должен пройти между ними.

У сегментов с «ушами» допустимая нагрузка своя и в каталоге указана отдельно; в каталоге одного изготовителя у большинства пуансонов она ниже основной, иногда в несколько раз. Короткие секции, как напоминает руководство пресса, должны иметь достаточную площадь плечиков, иначе вдавятся в ползун или державку.

Нагрузка на инструмент и маркировка

У каждого инструмента есть допустимая нагрузка — в кН/м или т/м. Её выбивают или наносят лазером на инструмент вместе с номером, углом, радиусом или раскрытием V и длиной — в том числе на секциях.

Главное правило: маркировка дана на метр длины. Изготовитель прессов поясняет: на участке 500 мм допустимое усилие вдвое меньше указанного. Пример из материалов изготовителя инструмента: если сегмент рассчитан на 1000 кН/м, сегмент длиной 100 мм выдержит 100 кН. Предел может задать и не сам инструмент, а державка или пресс. Как сравнить с ними усилие гиба — в уроке об усилии.

Уход за инструментом

По руководству к одному из прессов:

• Перед каждой работой инструмент осматривают: нет ли сколов, трещин, износа. Изношенную матрицу программой не компенсировать, и работать с ней опасно.
• Инструмент протирают чистой ветошью, поверхности ползуна и державки чистят перед установкой. После снятия инструмент очищают щёткой и протирают.
• После смены инструмента и после простоя проверяют, что пуансон и матрица стоят соосно. Несоосность даёт сколы, а осколки летят.
• Тяжёлый инструмент (в руководстве — тяжелее 23 кг) переносят подъёмником, стропят так, чтобы не забить рабочие кромки.
• Заусенцы на заготовке снимают или кладут лист заусенцем вверх — гиб получается стабильнее.

Что проверить перед гибкой

• Способ гибки и инструмент — по карте наладки; раскрытие V соответствует толщине, не уже 5·s.
• Полка детали не короче минимальной для этой матрицы.
• Пуансон подходит по форме детали: обратная полка не упрётся в тело.
• Нагрузка гиба на метр не больше маркировки пуансона, матрицы и сегментов.
• Инструмент чистый, без сколов, плечики прилегают, пуансон и матрица соосны.