Координатная пробивка металла - операция, которая позволяет проделывать в листовой заготовке отверстия различных форм и размеров по заданным координатам. К этой технологии часто прибегают, когда нужно создать партию однотипных изделий (обычно актуально в серийном и крупносерийном производстве).
Виды операций по координатной пробивке листового металла в компании «АМП»
- Разъединительная или формоизменяющая штамповка. Первая подразумевает разделение заготовки по заданному контуру, вторая - перемещение листа без разъединения.
- Пробивка. Подразумевает создание в металле сквозных отверстий по формам и размерам заказчика.
- Перфорация. Операция, аналогичная пробивке, но отличающаяся от нее высокой плотностью расположения отверстий на заготовке.
Возможности по координатной пробивке в «АМП»
В нашей компании перечисленные выше операции выполняются на комбинированном координатно- пробивном прессе с угловыми ножницами с ЧПУ Advanced Machinery AMPS. Это современное, профессиональное оборудование с широкими возможностями в обработке различных металлов:
- возможно совмещение штамповки и резки гильотиной в одну операцию;
- организация потока заготовок на протяжении всего цикла работы оборудования (вплоть до готовой детали) без переналадок в процессе его работы;
- заготовки надежно защищены от повреждений благодаря системе контроля зажимов;
- автоматическая подача материала и сортировка.
Ограничения в работе пресса
- Максимальный размер листа - 125х250 см, (300см).;
- Длина реза - 80х125 см.;
- Максимальный вес заготовки - 150 кг.;
- Максимальная толщина заготовки стали — 0,4 см;
- Максимальная толщина заготовки алюминия — 0,5 см;
- Минимальная толщина заготовки - 0,05 см.
Стоимость координатной пробивки в компании «АМП»
Цены операций рассчитываются, исходя из времени работы оборудования. Так, тариф за час - 3 тысячи рублей (с учетом НДС). Он действует для заказов, при которых время работы станка составляет от 24 часов. В остальных случаях стоимость услуги рассчитывается в отдельном порядке.
Пробивка отверстий в металле
К атегория:
Сборка металлоконструкций
Пробивка отверстий в металле
Пробивка (продавливание) отверстий допускается для малоуглеродистой стали толщиной до 25 мм, низколегированной стали до 20 мм, высокопрочной стали до 12 мм включительно при температуре не ниже 0 °С. Отверстия, образованные пробивкой, имеют конусность и заусенцы, а также худшие механические свойства стали в зоне, прилегающей к отверстию. Поэтому в деталях, предназначенных для клепаных конструкций, работающих на динамическую нагрузку, а также деталях, требующих высокой точности расположения, отверстия пробивать не разрешается.
Для пробивки отверстий используют дыропробивные (эксцентриковые) комбинированные и кривошипные прессы.
Дыропробивной пресс типа К-2130 предназначен для пробивки отверстий в листовом, сортовом и фасонном прокате. Пресс состоит из С-образной стальной станины, имеющей в нижней части стол для крепления подушки с матрицей. В верхней части станины расположены направляющие, по которым двигается ползун. К нему прикреплен пуансонодержатель с пуансоном. Ползун включают на рабочий ход рукояткой включения пуансона или нажимом на ножную педаль. Пресс может работать на одиночных и непрерывных ходах.
Дыропробивной пресс К-2130 усилием 1000 кН - эксцентриковый и одноштемпельный, т. е. здесь сможет быть установлен один пуансон (штемпель) и, следовательно, за один ход можно пробить одно отверстие. В некоторых случаях применяют двухштемпель-ные и многоштемпельные прессы, предназначенные для одновременной пробивки двух и более отверстий. В этом случае пуансоны (штемпеля) располагаются в одной плоскости параллельно фронту пресса, на расстоянии 80…100 мм один от другого.
В качестве многоштемпельных применяют кривошипные прессы усилием 1600. . .8000 кН, так как эксцентриковые дыропробивные прессы выпускаются усилием 0,8… 1 МН, что обеспечивает пробивку за один ход только одного отверстия.
В мастерских и на заводах малой мощности для пробивки отверстий применяют комбинированные пресс-ножницы, которые могут пробивать отверстия и резать фасонный прокат.
Для пробивки отверстий деталь укладывают между пуансоном и матрицей. При включении пресса пуансон опускается вниз и прижимает деталь к матрице. Матрица закрепляется в подушке пресса неподвижно. Под давлением пуансона в детали возникают сжимающие и скалывающие напряжения, сконцентрированные по периметру режущих кромок пуансона и матрицы. Пуансон, преодолевая сопротивление, проникает в глубь толщины стали, выдавливая ее в отверстие матрицы. Величина проникновения пуансона в сталь с содержанием углерода 0,2% до полного скалывания составляет 40 % толщины стали.
Пуансон (штемпель) состоит из рабочей и хвостовой части, служащей для закрепления пуансона в пуансонодержателе пресса, вместе с которым он совершает возвратно-поступательное движение. Диаметр рабочей грани пуансона должен быть больше пробиваемой стали не менее чем на 2 мм. Диаметр режущей грани пуансона принимается равным номинальному размеру отверстия, а диаметр отверстия в матрице больше диаметра пуансона на величину зазора. Зазор, мм, для пробиваемой стали толщиной 4.. .8 мм составляет 0,7, толщиной 9. ..12 мм-1,2; 13… …17 мм-2; 18…19 мм-2,6; 20. ..21 мм - 2,65; 22.. .25 мм-3,6.
Рис. 1. Дыропробивной пресс: 1 - станина, 2 - подушка. 3 - пуансонодержатель, 4 - рукоятка включения
Пуансоны изготовляют с конусом на конце и без конуса. Пуансон без конуса применяют при пробивке отверстий без наметки по шаблонам. При пробивке отверстий по кернам конус пуансона входит в конусное углубление глубиной 2…3 мм, образованное при разметке или наметке на поверхности обрабатываемой стали кернером, закрепляет конец пуансона и повышает его устойчивость под действием сил продавливания. Чтобы уменьшить силы трения пуансона о стенку отверстия при пробивке, его рабочую часть делают конической и шлифуют с торца и по конической поверхности, образуя этим режущую кромку,
При пробивке отверстий очень важно, чтобы инструмент работал без поломок и в-ыкрашивания режущих кромок. Это зависит от качества стали, применяемой для изготовления инструмента, качества изготовления инструмента, термической обработки и марки пробиваемой стали.
Матрицы и штемпеля изготовляют из легированной инструментальной стали марок 5ХВ2С и Х12М или из инструментальной углеродистой марок У8А и У9А.
В зависимости от профиля стали, толщины, размеров и массы детали, серийности, требуемой точности, количества отверстий и их расположения отверстия пробивают по шаблону, наметке с применением приспособлений или специальных установок.
В листовых деталях площадью до 0,5 м2 и массой до 20 кг отверстия пробивают но шаблону на одноштемпельном прессе. Прессовщик накладывает шаблон на деталь, подает ее на стол пресса, совмещает отверстие на шаблоне со штемпелем пресса, пробивает отверстие в детали, передвигает ее и шаблон, снимает шаблон с детали, убирает деталь и укладывает ее в штабель или контейнер. В уголках длиной до 1 м и массой до 20 кг отверстия пробивают по шаблонам в такой же последовательности.
В листовых деталях площадью до 0,5 м2 и уголках длиной до 1 м отверстия пробивают по наметке на одноштемпельных прессах в такой последовательности. Прессовщик подает деталь на стол пресса, устанавливает деталь под штемпелем, совмещая острие штемпеля с керном на детали, пробивает отверстие в детали и передвигает ее для пробивки следующих отверстий. Затем снимает деталь с пресса и укладывает в штабель или контейнер. Работает прессовщик сидя.
Рис. 2. Схема пробивки отверстий: 1 - гайка для крепления пуансона, 2 - пуансон, 3 - конус, 4 - обрабатываемая сталь, 5 - плоскость скалывания. 6 - матрица, 7 - подушка, 8 - конусное углубление
Для пробивки отверстий по наметке в уголках большой длины, чтобы поддерживать и перемещать уголки, пресс оснащают с обеих сторон дисковыми роликами. Ролики устанавливают на стойках на расстоянии 1000… 1500 мм один от другого. Со стороны подачи уголков находится загрузочный стол, уровень которого немного выше уровня роликов. На загрузочный стол подают мостовым краном партию уголков, которые прессовщик и его помощник по одному укладывают полкой без отверстий между дисками роликов. Уголок легко перемещается по роликам, прессовщиком, который поочередно наводит и совмещает намеченные отверстия с конусом штемпеля. После продавливания отверстий уголок снимают мостовым краном и укладывают на прокладки в штабель.
Для продавливания отверстий во второй толке ‘пачку уголков с отверстиями возвращают на загрузочный стол и продавливают отверстия тем же способом, что и в первой полке.
При организации рабочего места для пробивки отверстий руководствуются следующими правилами.
Контейнеры с мелкими деталями устанавливают вблизи рабочего места со стороны, противоположной рукояткам управления. Площадки для складирования заготовок располагают у подающих роликовых конвейеров или столов, а готовых деталей - у приемных конвейеров или столов.
Перед началом работы проверяют пресс на холостом ходу, смазывают его, регулируют местное освешение так итобм свет не ослеплял прессовщика. Детали укладывают строго горизонтально к плоскости матрицы без перекосов и перегибов, особенно за этим следят при пробивке отверстий в больших листовых деталях, поддерживаемых с помощью мостовых кранов.
Сухарь пресса включают всегда полностью во избежание его обратного выталкивания. Чтобы пуансон не ломался, он должен входить в матрицу без перекосов. Шаблон для пробивки отверстий прикрепляют кляммерами, чтобы не повредить руки. После окончания работы и выключения пресса убирают рабочее место.
Рис. 3. Схема организации рабочего места при пробивке отверстий: 1,4 - дисковые ролики, 2 - загрузочный стол. 3 - дыропробивной пресс, 5 - штабель, 6 - прессовщик
Пробой отверстий и перфорация материала в виде листа или труб - это довольно востребованная операция. На сегодня существует несколько вариантов ее выполнения, которые отличаются друг от друга применяемым оборудованием, от которых зависит качество и параметры точности.
Сверление отверстий производят на сверлильных, фрезерных или токарных станках. В качестве рабочего инструмента применяют сверла. Для окончательного формования отверстия используют зенкера, цековки, развертки. С их помощью устраняют овалы, формируют фаски, повышают точность отверстия и чистоту поверхности.
Для пробивания отверстий в металле используют разные прессы - пневматические, гидравлические и пр. Усилия, развиваемые для эффективной работы штампа, состоящего из двух деталей (пуансона и матрицы), составляют от нескольких килограмм, до сотен, а то и тысяч тонн.
Нередко в производстве для получения отверстий применяют комбинированные пресс - ножницы.
Это устройство состоит из нескольких механизмов, которые позволяют обрабатывать металлический профиль, к примеру, уголок, резать полосы металла, осуществлять вырубку в форме прямо- или треугольников и, само собой, на этих ножницах устанавливают инструмент для пробивки отверстий в металле. Как правило, он состоит из пуансона и матрицы. Пуансон имеет диаметр пробиваемого отверстия. Матрица имеет в своем теле отверстие, соответствующее размеру пуансона. Через нее происходит удаление отходов вырубки.
Следует отметить, что вышеперечисленные способы получения отверстий не отличаются высокой производительности, особенно, в условиях крупносерийного или массового производства. Появление автоматизированного оборудования позволяет устранить эту проблему.
Использование оборудования, работающего под управлением системы ЧПУ привело к снижению трудоемкости производственных процессов, соответственно это положительно отражается на стоимости готового изделия.
Дело в том, что управляющая программа, которая вносится перед началом работы, содержит в себе точные данные относительно расположения отверстий на листе.
Например, револьверный пробивной станок оснащают барабаном, на котором установлены пуансоны (инструмент для пробивки отверстий в металле) обладающие разными размерами и формами. При работе, программа автоматически выбирает необходимый инструмент. Такое инженерное решение позволяет менять инструмент не, останавливая работу станка, и повышать скорость получения готового изделия. На оборудовании этого типа, возможно, получение до 1 500 отверстий в минуту.
Получение готового изделия состоит из нескольких операций. Первая заключается в укладке листа металла на рабочий стол. Для закрепления ее на нем применяют зажимы разного типа.
После того как установлен и закреплен оператор запускает управляющую программу. После этого начинается перемещение заготовки. По координатам, заданным в программе, в необходимой точке, происходит опускание прижимного устройства, фиксирующего лист в нужном месте. После прижима происходит удар, наносимый пробойником (пуансоном).
На инструментальном барабане может быть установлен поворотный инструмент, который существенно расширяет возможности станка и позволяет выполнять резку контуров сложных форм.
Пресс для пробивки отверстий в металле позволяют выполнять, кроме пробоя, следующие операции:
- пулевка - выдавливание, получение кромок разной направленности;
- формовка;
- неокончательная пробивка.
Такой способ получения отверстий подразумевает то, что отверстия будут получены в определенном последовательности. Эта операция может быть использована при изготовлении как простых деталей, так и довольно сложных металлоконструкций. Такая обработка листового металла требует от оборудования и управляющей программы высокой точности, так как ошибки в настройке и программном коде могут привести к получению некондиционной продукции.
Пробивка металла, как технологическая операция существует довольно давно, но в последние годы, благодаря появлению систем с числовым программным обеспечение, она существенно видоизменилась. Так, современное оборудование позволяет выполнять операции по пробою отверстий с точность их размещения до 0,05 мм. Координатно пробивное оборудование позволяет обрабатывать стали разных марок толщиной от 0,5 до 8 - 10 мм.
Координатная пробивка металлического листа используется при производстве деталей корпусов, крепежных комплектов и пр. Для получения набора отверстий применяют серию ударов пуансона по листу. Порядок пробоя заносится в управляющую компьютерную программу. Кстати, использование компьютерных программ и соответствующего инструмента для пробивки отверстий в металле гарантирует качество готовых изделий.
Применение координатно - пробойных прессов для пробивки отверстий в металле обеспечивает многократное повышение скорости производства и поэтому его применяют для крупносерийного и массового производства деталей из металлического листа.
Недостатки технологии
Надо помнить о том, что качество получаемой продукции напрямую зависит от нескольких факторов, среди них которых - качество инструмента, настройки оборудования, добротности программного обеспечения, применяемого для создания управляющей программы.
Но надо отметить, что в принципе, вне зависимости от способа получения группы отверстий, дефекты при ручной пробивке и автоматизированной одинаковы.
Смещение отверстий
Чаще всего при изготовлении группы отверстий можно встретить такой дефект, как смещение отверстий относительно друг друга или сторон листа. Этот дефект, может проявиться из-за ошибок в программе, неправильных настроек станка и пр.
Заусенцы
Этот дефект появляется вследствие того, что неправильно подобраны размеры пуансона и матрицы. Кроме того, заусенцы появляются в результате некачественной заточки инструмента.
Борозды
Нередки случаи появления бород на поверхности отверстия вдоль его оси. Они вызваны наличием дефектов поверхности пуансона.
Трещины
Образование трещин на кромках пробиваемых отверстий вызвано тем, что их диаметр близок по размеру к толщине листа.
Расчет необходимого усилия пробивки
Процесс вырубки металла характеризуется тем, что в ходе этого процесса появляется довольно сложная схема нагрузки, которая концентрируется в районе места взаимодействия пуансона, прорубаемого материала и матрицы.
Пуансон изготавливают таким образом, что он входит в материал не всем своим торцем, а только внешней кольцевой частью. Ответное воздействие возникает со стороны матрицы. Причем давление, возникающее в зоне взаимодействия этих трех компонентов, распределяется неравномерно.
Другими словами, в процессе вырубки возникает пара сил, которые формируют круговой изгибающий момент. Под его воздействием лист изгибается. В результате этого изгиба зарождается давление, которое оказывает воздействие на пуансон, и на кромку матрицы. Кроме этого, необходимо учитывать и то, что под действием сил трения появляются касательные усилия.
Как видно из выше сказанного, при пробивке возникает неоднородное силовое поле. Поэтому, при проведении расчетов применяют условную величину - сопротивление срезу.
В результате, проведенных исследований, сопротивление зависит не столько от свойств металла, но и от уровня наклепа, толщины вырубки, зазоров в паре пуансон/матрица и скорости процесса вырубки.
Пробивка отверстий в металле осуществляется посредством координатного пробивного пресса — современного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) и высокоточными позиционирующими механизмами.
Пробивка отверстий в металле производится следующим образом. Заготовка укладывается на стол пресса и жестко захватывается специальными зажимами. Лист перемещается в определенную позицию под револьвер, в который установлен пробивной инструмент. Его нижняя часть называется матрица, верхняя часть, пуансон, включает в себя прижимное кольцо — съемник. Съемник плотно прижимает лист к матрице, после чего происходит пробивка — пуансон выполняет в нем отверстие. Затем, под действием мощных возвратных пружин, он возвращается в исходное положение. Количество инструментов в револьвере может быть достаточно велико (до 32-х) , что позволяет очень быстро пробивать на одном листе отверстия различных размеров и форм. Индексный (поворотный) инструмент, который может быть установлен в револьвер, значительно расширяет возможности по пробивке некруглых отверстий и различных контуров.
Пробивка отверстий в металле как технология обладает несколькими важными преимуществами. Прежде всего, она позволяет обрабатывать металлический лист или изделие любой геометрии с высочайшей точностью — до 0,05 мм. Также металлопробивной станок отличается очень высокой производительностью. Пробивка на наиболее современном оборудовании данного типа производится со скоростью до 1500 ударов в минуту. Помимо перфорации, координатные пробивные прессы позволяют выполнять следующие виды операций:
- неполная пробивка;
- формовка;
- пуклевка.
Оборудование для пробивки отверстий в металле, предлагаемое компанией «Абамет»
Для таких операций, как пробивка отверстий в металле, компания «Абамет» предлагает высокотехнологичное оборудование торговой марки Abamet . Оно конструируется и изготавливается с учетом последних тенденций и достижений в металлообрабатывающей отрасли и станкостроении.
Гидравлические и электромеханические координатно-револьверные и комбинированные пробивные прессы с ЧПУ Abamet сочетают в себе высокую производительность, низкий уровень энергопотребления и неприхотливость в техническом обслуживании. Также данное оборудование обладает следующими достоинствами.
- Жесткая О-образная станина в процессе изготовления дважды подвергается вибрационной обработке для полного снятия внутренних напряжений, затем обрабатывается целиком на высокоточном крупногабаритном обрабатывающем центре, что в итоге обеспечивает высокую точность станка.
- Верхняя и нижняя плиты револьвера обрабатываются совместно, что позволяет обеспечить соосную работу пуансона и матрицы, значительно увеличить срок службы инструмента и повысить точность обработки деталей.
- Современные и надежные комплектующие немецких и японских производителей для пневматической и электрической систем обеспечивают высокую надежность и точность всего станка.
- Щеточный стол с подъемными пневматическими шариковыми поддержками листа уменьшает уровень шума во время перемещения листа, защищает поверхность листа от повреждений и царапин, а также снижает риск деформации листа.
- Станок оснащен функцией автоматической защиты зажимов от попадания в зону пробивки, что позволяет избегать повреждения инструмента и зажимов.
- Система поворота индексного инструмента предназначена для одновременного поворота пуансона и матрицы по командам системы ЧПУ. Система выполнена с применением прецизионных червячных редукторов, что обеспечивает высокую точность угла поворота инструмента.
Менеджеры компании «Абамет» подробно расскажут вам о возможностях оборудования Abamet , его особенностях и технологии пробивки листового металла. На все координатно-пробивные прессы с ЧПУ Abamet предоставляется официальная гарантия 24 месяца без ограничения времени эксплуатации.