如何找到最適合金屬成型應用的機器?那么,第一件事就是:您希望成型操作完成什么?您要形成一系列零件嗎?您要高產量嗎?您想要一個好的操作員能夠生產出好的零件嗎?參見圖1中的圖表。假設您只能選擇兩個,那么,哪個最重要?壓彎機更傾向于向一系列產品傾斜(圖中的頂部圓圈),而印版輥更向高產量傾斜。如果您有好的操作員,那么兩者都可以制造出準確的零件。


假設您有一個較大的,跨越工件寬度的掃掠半徑,那么,哪種機器最適合這項工作,是印版輥還是折彎機?當然,這取決于零件的幾何形狀以及材料的等級和厚度。零件數量和預算也起作用??紤]一下您當前的能力:哪個過程將增強您的競爭力?

如何找到最適合金屬成型應用的機器?

圖1在決定要完成的成形操作時,請考慮以下三個因素。


做出正確的選擇需要確切地知道印版滾動和折彎制動器可以完成的工作。折彎機不僅可以做90度的彎彎,而且整版紙卷一天可以做的比滾筒紙卷還要多。


變量比比皆是,并且可能很難知道從哪里開始。但是,最重要的是,需要確切地了解每臺機器如何在工件中形成大半徑,以及使之成為可能的控件,工具和軋輥配置(請參見圖2)。


材料強度,厚度和半徑


任何成型項目都需要從材料特性開始,包括屈服強度和抗拉強度,要形成的半徑以及零件的長度??估瓘姸仍礁?,半徑越小,則需要形成的壓力越大。更大的壓力通常意味著更大的撓度,這反過來會改變您的機器要求。


同樣,不要忘記材料特性的變化,包括片材或板材的最小和最大厚度,以及材料屈服強度和拉伸強度的變化。所有這些都會對成型零件產生影響。無論是在折彎機上成型還是在壓輥上成型,機器操作員都知道,當新一批物料撞擊地板時,會發現令人頭痛的事情,他們發現其位于指定厚度范圍的另一端。


材料性能的變化會在任何金屬成形操作中帶來挑戰,尤其是大半徑方面。這與大半徑的形成方式以及回彈的影響有關。除了某些折彎機打底或壓印設置之外,形成較大的半徑會放大回彈和隨材料特性而變化的其他過程變量的影響。您的材料(包括厚度和強度)越一致,成形就越一致。


偏轉和加冕


無論是在折彎機還是在板輥上成型,目的都是在工具或輥接觸工件的任何地方保持平行的壓力線。不幸的是,物理學違背了這一理想,導致了偏轉。折彎機和印版輥都具有凸出方法,這些凸出方法會導致機器變形。當機器偏斜時,從機器一端到另一端所施加的成型壓力不是恒定的。


折彎機和印版輥在其側架上的剛度最高,而在中部的剛度最低。如果機器沒有加冠的方法,則工件將迫使彎曲區域的中部彎曲。


加冕抵消了這種影響。在折彎機中,這是通過使用諸如在折彎機床下方策略性地放置楔塊之類的裝置來實現的,該裝置在成型周期中在加載之前改變前冠。其他冠冕系統使用液壓系統(請參見圖3)。


在厚板輥中,凸面在輥中(請參見圖4)。冠狀輥的直徑在中間略大,并且細微的“凸起”抵消了撓度。


由于輥筒本身內置有凸凹度,因此平板輥針對特定厚度范圍(通常是機器標稱容量的75%)的最佳凸凹度而設計。標稱軋制能力具有0.75英寸的最佳凸度。厚板,但對于0.25英寸厚的材料,可能會出現過度的凸度(即,在卷筒中間的凸起太大)。過度的隆起會在中間過度擠壓工件,從而產生沙漏形狀。相反,不充分的隆起會導致打磨,其中圓柱直徑在中間大于兩端。相同的效果可以形成具有獨木舟形狀的半徑部分,在中心凸出并且在末端變緊。


為了解決這個問題,某些折彎機和印版滾筒現在提供了動態凸面系統,該系統使用傳感器來檢測壓力并施加所需的補償。對于折彎機,這涉及將楔形件或類似機構在適當的位置以適當的量移動到床下方。在厚板輥上,動態凸面系統可以手動或自動調整輥壓。


無損彎曲


在折彎機領域,氨基甲酸乙酯沖頭和沖模以及氨基甲酸乙酯膠帶可以幫助折彎機產生無損傷的彎曲。在印版軋制領域,可以訂購帶有拋光,精磨輥的印版輥,該輥易于清潔,并且不會像傳統輥那樣頻繁地收集軋機氧化皮。


當然,無劃痕的彎曲需要正確的程序和謹慎的工具處理。精密研磨的輥子已經硬化,但仍然會損壞,因此操作員需要注意它們通過輥子傳送的內容,尤其是在軋制狹窄的工件時,機器將所有壓力集中在很小的區域上。


最小法蘭和彎曲平面


折彎機著眼于最小法蘭長度。使用傳統工具的機器無法完全形成材料邊緣。最小法蘭長度通常確定為模具開口的百分比。本質上,在整個成型周期中,板都必須能夠牢固地放置在模具上。也就是說,增量彎曲(稍后會詳細介紹)通常使用具有狹窄模具開口的尖銳模具,因此最低法蘭要求通常不是問題。此外,特殊的工具集(例如帶有用于測量或旋轉“翼形”模具的內置止動件的柔性聚氨酯模具)可讓您在一次打擊中形成幾乎甚至整個邊緣的半徑。


在某些情況下,首先將板材在稱為“預彎機”的另一臺機器上彎曲,然后將其送入折彎機進行遞增彎曲,該板材實際上在板材的邊緣幾乎沒有平坦。這是一種在厚壁管行業中具有悠久歷史的技術,目前正蔓延到其他領域。這種類型的成形的,有時被稱為突緣,可以用正確的機器和模具。


在中厚板軋制中,您在前緣和后緣都有未彎曲的平面部分。通常很少引起注意,特別是在金屬板和軋制成大直徑的板中。但是它們在那里,并且不可避免,因為壓緊輥需要一個放置材料的地方。


稱為預彎曲的操作可最大程度地減少印版前緣和后緣的平坦部分。在典型設置中,操作員執行到前緣和后緣的彎曲,通常根據應用和材料的不同,留出厚度為材料厚度1.5到2.5倍的未彎曲平面。


對于臨界尺寸的圓柱軋制,操作可能會選擇軋制圓柱體,焊接縱向接縫,將其磨細,然后重新軋制以消除未彎曲的平面。但在大多數情況下,仍會保留較小的彎曲部分。


焊接帶來了另一個問題:焊接電源可能會對附近的印版輥的控制系統造成極大的電氣損壞。確保焊接地面在零件上,而不在機器上。不然的話,可能造成電氣損壞,則有必要投資升級的屏蔽電子系統,以保護印版滾筒的電子設備。


折彎機上的增量彎曲


折彎機無處不在是有原因的:它們用處非常廣泛,并且可以使用各種各樣的機器。它們當然可以彎曲各種角度,無論是張開,銳角還是90度。但是它們也可以形成大半徑的零件,并通過適當的工具甚至可以形成圓柱體和其他復雜形狀。


一些應用程序需要特殊的工具來創建大半徑的彎曲。對于較薄的應用,圓形或較寬的半月形沖頭與柔性氨基甲酸酯模具相匹配,可以將金屬薄板真正地“包裹”在沖頭形狀周圍,只需幾次擊打就可產生較大的掃掠半徑。

如何找到最適合金屬成型應用的機器?

圖2折彎機和彎輥都可以形成大半徑的彎曲。最好的選擇取決于應用程序的要求以及晶圓廠的種類和工作量。


但是,制動器也可以通過常規的空氣彎曲來形成較寬的半徑和圓柱體,在這種情況下,材料靠著后擋料定位,并且半徑沖頭下降到V型模。但是,沖頭并沒有下降到模具空間中以將工件彎曲到特定角度,而是只是將材料稍微“撞”入模具開口中。每次沖程之后,材料都會前進,然后逐漸增加凹凸,這就是為什么有時將其稱為增量彎曲的原因,直到達到預期的曲線。


增量彎曲始于知道彎曲角度和整個彎曲(從一個切點到另一個切點)的弧長。然后,操作員確定在整個彎道上要走多少步或命中。他的擊打次數越多,音高(擊打之間的間距)越窄,彎曲的曲線形式也將越平滑。


也就是說,增量彎曲中的窄間距會放大誤差。如果90度增量彎曲每2度有45個臺階,并且每個彎曲稍有偏離,那么從小錯誤開始的滾雪球就可能演變成主要缺陷。這是保持一致的過程變量(工具,機器可重復性,材料厚度等)如此重要的原因之一。


模具的選擇與傳統的空氣彎曲完全不同,傳統的空氣彎曲的半徑是模具開口的百分比,而沖頭的穿透深度決定了彎曲角度。凸點通常發生在兩倍于節距寬度的尖銳沖模上,盡管沖模的選擇會因應用而異。無論如何,您的螺距越寬,模具的開度就越大,增量彎曲就變成了“碎屑”,在外半徑上有明顯的彎曲線。


在程序中設置該螺距,從而移動后擋料。在許多應用中,操作員將金屬板推向后擋料,這又將金屬板推到每個凸起處。也就是說,折彎機操作員可以使用一系列的測量策略來碰撞半圓柱體或四分之一圓柱體以及各種復雜的形式,所有這些都可以很容易地在深喉的折彎機上形成(即,模具后面的空間) 。


與板輥不同,具有正確工具,噸位和床身長度的折彎機可以形成非常厚和薄的材料,并形成各種形狀,甚至是圓柱體。實際上,許多制動器無需特殊工具即可完全形成小直徑氣缸。圓柱體撞擊到將近360度,從而為沖頭留出足夠的空間以形成最終的撞擊。如果折彎機具有足夠的打開高度以適應氣缸直徑,則撞錘抬起沖頭,以便操作員卸下工件,然后可以繼續移動到固定裝置,該固定裝置在焊接最終縱向接縫之前將氣缸兩端推到一起。


當然,這僅適用于一定直徑和厚度的圓柱體。根據應用場合,工具和框架的障礙物可能無法使折彎機形成完整的360度液壓缸。在這些情況下,可能需要在各個部分中形成零件并將其焊接在一起。


具有正確工具和測量配置的折彎機甚至可以形成圓錐和圓錐形截面??吹交顒拥闹苿悠魇箞A錐形截面或圓柱體彎曲,這既說明了其主要優點,也說明了其主要缺點。同樣,它的主要優勢是靈活性。它可以形成一個圓錐形部分,然后是需要進行90度彎曲的另一部分,然后是帶有窄邊凸緣的面板。這樣,即使在兩個直的凸緣或其他成型的特征之間,它也可能在板的邊緣上逐漸彎曲,這對于板卷來說是不可能做到的。為了在彎曲順序過程中提供間隙以形成各種零件幾何形狀,制動器可以在整個機架上使用分段工具。那是制版所不能提供的另一個好處。

如何找到最適合金屬成型應用的機器?

圖3帶有不適當預緊凸度的折彎機可能會產生帶有弓形的零件。


制動器可以形成圓錐形截面的事實證明了靈活性,但這樣做時的慢速速度卻顯示出其弱點。甚至看似簡單的增量彎曲也可能是緩慢的過程,并且極其復雜。大多數自動角度測量和補償設備(尺寸測量激光器和其他設計用于常規空氣彎曲的傳感器)都無法檢測到沖頭在材料中形成的每個增量凸起所產生的過輕“角度”中的問題。而且無論間距多么狹窄,剎車都無法滾動;它仍然需要碰撞工件,在其上留下彎曲線。正確的工具可以使這些線條非常微妙,有時在折彎的外表面幾乎看不見,但它們仍然存在。


綜上所述,某些生產環境確實充分利用了制動器的增量彎曲能力。例如,某些特殊的折彎機,具有特殊裝載,工具和計量系統的大型串聯式機器,可以非常有效地形成一個接一個的氣缸。但是整個系統是圍繞產品或產品系列設計的。制定程序,材料一致;前,后,甚至側規保持工件穩定;所有這些元素一起工作以創建有效的,可重復的過程。


當然,這不是典型的車間或高產品組合制造商的標準。如果制動器在大氣缸部分之后形成大氣缸部分,然后綁上橋式起重機以操縱工件,然后由于操作員花費時間設置下一批作業(當然是完全不同的)而處于閑置狀態可能值得仔細檢查。這可能是一個嚴重的瓶頸。如果是的話,正確的印版滾筒可能會有所幫助。


印版底漆


在印版滾筒和折彎機之間進行選擇不是唯一選擇,這主要是由于可用的各種機器類型,包括印版滾筒。厚板軋制機具有不同數量的軋輥和軋輥配置,并且每臺軋輥以不同的方式操縱這些軋輥。一些最常見的板卷機是:


三輥雙頭捏。這些經濟的印版輥往往易于操作。側輥位于同一軸線上的固定頂輥的左側和右側。初始進料點遠端的側輥用作后擋料板,有助于使印版擺正,因此操作員無需助手即可運行機器。


雙頭捏合機可以在成型圓柱體時快速進行預彎曲工作。在單頭捏合機中,只有遠側輥可以執行預彎曲的初始夾緊,這意味著操作員需要先彎曲工件的一端,然后卸下,旋轉和調整板,以便同一輥可以執行第二個彎曲到相反的邊緣。


在雙初始捏合機中,兩個下輥都向固定的上輥移動,以使它們執行初始捏合以進行預彎曲。操作員只需將板裝一次即可。遠底輥執行第一次預彎,然后操作員將物料送入,以便近底輥可以在相對的邊緣進行第二次預彎。然后就可以開始軋輥了。機器的側輥也可以傾斜以進行圓錐滾壓。


四輥機。這些產生最準確,最快的折彎。它們將板牢固地保持在下輥和上輥之間,而側輥垂直移動以產生預期的彎曲度。它們允許快速預彎。同樣,無需去除第二次預彎的材料,板進料可以在任一側進行。每個輥都有一個獨立的軸,從而提高了準確性,并消除了對操作員助手的需要。


錐面軋制相對簡單,側輥傾斜以建立錐角。底輥也可以傾斜以驅動圓錐的主軸。


三輥可變幾何形狀。這些機器可以根據頂輥的尺寸軋制最廣泛的材料厚度和類型。它們適合厚板和中板彎曲。下輥水平移動,而上輥垂直移動,從而導致成型動作,這對于任何熟悉折彎機操作的人來說都是可以識別的。


它們類似折彎機的成型動作使這些可變幾何形狀的機器如此靈活。將下輥視為折彎機上的可變V模。將底輥移得更遠(更寬的V)會減少成型噸數,并使機器成型厚板。將輥子靠在一起移動(窄的V)可以使機器將薄板軋成小直徑。頂輥和側輥也可以傾斜以簡化圓錐彎曲。


一些印版滾筒具有有助于彌合折彎機和印版滾筒之間的間隙的功能。

如何找到最適合金屬成型應用的機器?

圖4凸版軋輥的凸度適用于特定范圍的材料和彎曲半徑。頂部的設置具有過度的凸凹(沙漏效果),中間的凸凹(凸紋)不足,而底部的凸凹效果最佳。


選擇哪一個?


像折彎機一樣,板卷可以綁住橋式起重機。為了釋放起重機,一些軋輥帶有CNC或NC側支撐和高架支撐,它們支撐圓柱體并防止其在軋制過程中因自重而下垂。板輥可與電動裝載臺,進料輸送機和零件頂出器集成在一起,所有這些都可以提高效率,最重要的是,確保操作員安全。


效率和安全成為問題的關鍵,效率尤其取決于制造商的產品組合。再次考慮具有較大掃掠半徑的部分。折彎機(實際上就是柔性機械)很可能會生產零件,但能否高效地制造零件?如果不是這樣,并且如果該部件適合輥的厚度和產生半徑的能力,則平板輥可能是更好的選擇。


當然,所有這些都取決于商店的容量水平和當前負載。管理任何制造操作有點像國際象棋。值得慶幸的是,如果一家商店擁有適合其產品組合的壓彎機和印版滾筒,那么這兩臺機器都可以成為棋盤上最有效的零件。


Kyle Jorgenson是Revolution Machine Tools的首席執行官。


混合制動輥


當形成大半徑彎曲時,折彎機和板輥(輥彎曲)都有其優點和缺點。盡管如此,這兩種機器類型并不是唯一可用的選項。該行業擁有折疊機,面板折彎機和復雜的自動化生產線,這些生產線結合了各種鈑金成型方法。


但是,還有另一種鮮為人知的選擇:折彎機,折彎機和印版輥之間的混合體。機器可以有六個輥,頂部三個,底部三個,它們協同工作以形成所需的半徑或半徑。


本質上,這些混合動力機器將折彎機的穩定性和強度與印版輥的軋制能力結合在一起。它們有助于形成壁厚,直徑更小且比標準印版輥更長的零件。


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