Die Evolution des Präzisionsbiegens

Die Evolution des Präzisionsbiegens

Präzision mit einer mechanischen Presse

  In den letzten drei Jahrzehnten, als sich die Abkantpressentechnologie entwickelte, entwickelte sich das Präzisionsbiegen mit. In den frühen 70er Jahren war das Durchschlagen mit einer mechanischen Abkantpresse die einzige Möglichkeit, eine Biegung von ± 1 Grad zu erreichen. Diese Bremsen waren die einfachsten und kugelsichersten Maschinen auf dem Markt. Zwar waren hydraulische Pressen aufgetaucht, ihre Stößel konnten sich jedoch nur um ± 0,004 Zoll oder mehr wiederholen, was für ein Präzisionsbiegen zu ungenau war.

  Denken Sie an die Bewegung der mechanischen Abkantpresse, die sich darauf bezieht, dass der Arm eines Boxers einen Schlag wirft. Wenn der Arm nur halb ausgestreckt und am Ellbogen gebeugt ist, kann er leicht bewegt werden. Wenn sich der Arm jedoch mit ausgestrecktem Ellbogen ganz nach außen erstreckt, ist es für jemanden unglaublich schwer, die Faust zurückzudrücken und den Ellbogen zu entriegeln - das ist der Hebeleffekt. Wenn diese Faust vollständig ausgestreckt ist, kann sie mit gewaltiger Kraft nach vorne pflügen.

  Gleiches gilt für eine mechanische Abkantpresse. Betrachten Sie einen 90-Tonnen-Maschinenboden mit Durchdringung. Es produziert 90 Tonnen am unteren Rand des Hubs, und wenn es vollständig ausgefahren ist, dringt der Stempel ein paar Tausendstel Zoll in das Metall ein, baut die Tonnage auf und produziert oft 50 Prozent mehr Leistung; So kann eine 90-Tonnen-Abkantpresse 135 Tonnen aufbringen.

  Aus diesem Grund bauten die Konstrukteure die Rahmen und Lager dieser Maschinen, um dieser zusätzlichen Tonnage standzuhalten. Die Genauigkeit bestand darin, dass der Stempel vollständig ausgefahren wurde, wodurch ein "starrer Stapel" entstand. von Elementen, von der Kurbelwelle bis zum Exzenter, zur Schraube, zum Stempel, zum Stempel, zum Material, zur Matrize - so starr wie ein ausgestreckter Arm des Boxers.

  Mechanische Pressen erforderten enormes Können. Ohne Hydraulik oder CNC zur Unterstützung lernte ein Bediener, die Kupplung der Maschine mit Präzision zu rutschen. Es war fast eine Kunst. Wenn er die Kupplung unsachgemäß verrutschte, konnte er den Stößel zu schnell absenken, was zu einem gefährlichen Zustand für ihn sowie zu einem schlechten Teil führen würde. Wenn er zulässt, dass der Stößel zu weit herunterfährt, kann er schwere Maschinenschäden verursachen, Lager und Schrauben zerstören und möglicherweise sogar eine Seitenplatte zerbrechen. Zur gleichen Zeit hatten diese Bremsen planierte Werkzeuge, was bedeutete, dass die Spitze-zu-Schulter-Höhe an einem Ende des Werkzeugs einige Tausendstel Zoll länger sein konnte als das andere Ende. Die Bediener mussten die Höhe des Kolbens genau einstellen, um eine genaue Biegung zu erreichen, und mussten oft Teile des Würfels abschneiden.

Hydraulik steht im Mittelpunkt

Hydromechanische Pressen waren der nächste Schritt in der Genauigkeit. Sie wurden in den späten 70er und frühen 80er Jahren eingeführt und stellten die ersten Systeme dar, bei denen Hydraulik eingesetzt wurde, um eine Wiederholgenauigkeit des Kolbens von ± 0,001 Zoll zu erreichen. Eine in den 70er Jahren eingeführte Konstruktion ersetzte Kupplung und Bremse durch Hydraulikzylinder. Diese Konstruktion beseitigte die Notwendigkeit eines erfahrenen Bedieners, da keine Kupplung rutschen musste. Es hatte die ausgezeichnete Prägefähigkeit, wobei der Hebeleffekt an der Unterseite bis zu 50 Prozent mehr Tonnage erzeugte. Die Wiederholgenauigkeit des Stempels wurde dadurch jedoch nicht verbessert.

  Eine andere Konstruktion verwendete einen Kipphebel, ähnlich einer Wippe, wobei der Hydraulikzylinder an einem Ende und der Stößel am anderen Ende angebracht war. Wenn Sie den Zylinder dreimal vom Drehpunkt entfernt positionieren, wird der Multiplikatoreffekt erzeugt. Um 90 Tonnen Biegekraft zu erzeugen, musste der Zylinder nur 30 Tonnen Kraft erzeugen. Noch wichtiger ist, wenn der Zylinder innerhalb von 0,003 Zoll stehen bleiben könnte, könnte der Stößel innerhalb von 0,001 Zoll stehen bleiben. Diese Konstruktion war der erste wirkliche Durchbruch bei der Erhöhung der Genauigkeit einer hydraulischen Abkantpresse. Die Hydraulikmotoren ermöglichten eine bessere Kontrolle des Kolbens, während die mechanischen Verbindungen für die Genauigkeit sorgten. Andere hydromechanische Designs folgten, und das Design ist aufgrund seiner Einfachheit und seines Preises immer noch sehr beliebt.

  In den frühen achtziger Jahren konnte ein mechanischer Bremsbelag mit Durchdringung und Luftbiegung mit einer hydromechanischen Maschine, während er für die Zeit genaue Biegungen produzierte, immer noch nur ± 0,001 Zoll erreichen. Ram Wiederholgenauigkeit. Servoventile durchbrachen diese Wiederholbarkeitsbarriere. Bei einer hydraulischen Maschine könnten diese Ventile den Ölfluss zum Hydraulikzylinder genau dosieren und selbst einstellen. Es war, als würden Maschinenbauer diesen hydraulischen Ventilen ein Gehirn geben. Diese Ventile waren zunächst sehr teuer und empfindlich gegen Schmutz und Öl. Schließlich konnte ein hydraulisches System - eine besser kontrollierbare, sicherere Maschine - das heute als Präzisionsluftbiegung geltende System mit ± 0,0004 Zoll erreichen. oder bessere RAM-Wiederholgenauigkeit.

  Als nächstes - und was letztendlich das Präzisionsbiegen an seinen heutigen Stand gebracht hat - ist die fortschrittliche numerische Steuerung. Mit besseren Steuerungen haben die Hersteller das Gehirn von den Ventilventilen auf die Steuerung übertragen. Proportionalventile ersetzten Servoventile. Dank ihres stetig steigenden Anspruchs an Raffinesse und Verarbeitungsleistung können High-End-CNCs bis ins kleinste Detail überwachen und Mikrometer messen.

  Heutige Präzisionsbremsen bieten eine intelligente Überwachung, um Rückfederung, Durchbiegung und Materialabweichungen zu berücksichtigen. Einige Techniken basieren auf Biegungsdatenbanken, die theoretisch vorhersagen, was geschehen wird, und sie vor dem Biegen anpassen. Die meisten bieten Geräte an, die es den Herstellern ermöglichen, während des Biegevorgangs innerhalb der Abkantpresse (unter Verwendung von Drucksensoren) oder außerhalb (mit Lasertracking-Geräten) zu formen, zu messen und dann einzustellen.

Servo- oder elektrohydraulische Systeme und andere Hybride sind für Präzisionsarbeit entstanden. Einige Hersteller bieten vollelektrische Servobremsen an, die auf eine teure Wartung und komplexe Hydraulik verzichten und gleichzeitig die Kontrolle und Genauigkeit behalten.

Die Bedeutung von Werkzeugen

  Egal wie genau die Maschine ist, sie würde ohne genaue Werkzeuge nichts zur Verbesserung der Genauigkeit beitragen. Bodenwerkzeuge mit Toleranzen von ± 0,0008 Zoll bleiben eine Voraussetzung für das präzise Luftbiegen einer Abkantpresse. Die Werkzeuge erzeugen nicht nur eine hohe Genauigkeit, sondern auch Technologien wie das hydraulische Spannen mit Druckknopfposition erleichtern das Einrichten, was besonders für gering qualifizierte Arbeitskräfte von Nutzen ist.

Balance-Technologie und Geschicklichkeit

  In der Vergangenheit waren für das Präzisionsbiegen drei Hauptelemente erforderlich: die Fähigkeit des Bedieners, die Wiederholbarkeit des Kolbens und eine Steuerung, mit der diese Wiederholbarkeit gemessen werden kann. Die letzten beiden haben es heute möglich gemacht, einen relativ gering qualifizierten Bediener beim Präzisionsbiegen sehr schnell auf Hochtouren zu bringen.

  Unabhängig von der Technologie müssen Metallverarbeiter die Technologie jedoch immer an ihre Geschäftsanforderungen anpassen. Wenn zum Beispiel ein Geschäft ein Winkelmessgerät an einer Abkantpresse platziert, kann dies die vorhersagbare Qualität verbessern, aber zu welchen Kosten? Je nach Technologie können solche Messgeräte die Verweildauer des Kolbens verlängern. Die Operation dauert länger und kostet daher mehr.

  Stellen Sie sich eine Beleuchtungskörperanwendung vor, die eine High-End-Abkantpresse mit Echtzeitmessung und eine Bremse am unteren Ende verwendet, die beide die Biegung innerhalb der Toleranzen erzeugen können. Ein Test kann ergeben, dass ein Teil in 45 Sekunden an der unteren Bremse hergestellt werden kann. Die Bremse der oberen Bremse dauert aufgrund ihres Verweilkolbens 60 Sekunden. Das ist deutlich langsamer. Zwar erfordert die untere Bremse unter Umständen mehr Geschicklichkeit beim Einrichten und Betrieb - was ein echtes Hindernis sein kann, insbesondere wenn es einem Geschäft schwer fällt, fähige Personen zu finden -, aber wenn die Mitarbeiter im Fertigungsbereich über grundlegende Fähigkeiten verfügen, das untere Ende Technologie kann eine gute Passform sein.

  Letztendlich geht es darum, eine vorhersagbare Qualität zu vorhersehbaren Kosten zu erzielen, die den Bedürfnissen der Märkte entspricht, die ein Shop bedient. Im Laufe der Jahrzehnte hat sich diese Tatsache nie geändert.

Variablen, die das Präzisionsluftbiegen beeinflussen

Die Genauigkeit der endgültigen Luftkurve bei einer hydraulischen Abkantpresse hängt von den folgenden Variablen ab:

Maschinenvariablen:

●Ram Wiederholgenauigkeit der Abkantpresse

● Durchbiegung von Bett und Stößel

● Durchbiegung der Seitengehäuse

● Die Reaktionszeit des Abfüllsystems und der Ventile

● Umgebungs- und Öltemperaturen

● Zeit, zu der das Material unter Last gehalten wird

Werkzeugvariablen:

●Maßtoleranz von Stempel, Matrize und Matrizenhalter

● Korrekter Sitz und Ausrichtung der Werkzeuge

● Abnutzung von Stempel und Matrize

Materialvariablen:

●Homogenität des Materials, insbesondere der Streckgrenze

● Dicke des Materials

● Kornrichtung des Materials beim Umformen

● Materialschutzschichten

● Oberflächenhärte

● Rücksprung