Как выбрать листогиб и матрицы для мастерской: тоннаж, длина стола, оси и инструмент

Сначала список деталей, потом каталог

Продавцы начинают с модели, технолог начинает с чертежей. Перепишите всё, что гнёте или собираетесь гнуть, и по каждой строке посчитайте усилие: формула, допущения и все поправки на материал разобраны в статье про усилие листогиба. Ниже условная мастерская, которая делает щитовые корпуса, кронштейны и вентиляционные элементы. Допущения: воздушная гибка 90°, Ст3 с σв 450 МПа, нержавейка 304 с 650 МПа, алюминий средней прочности с 250 МПа, ручей около 8 толщин из стандартного ряда.

Определяющими оказываются две строки: нержавейка 2 мм на 2,5 м и сталь 3 мм на 2,5 м. С запасом 25 % это 73–74 тс, значит, пресс на 80 т. Кронштейн из 4 мм выглядит самым «толстым», но из-за длины 600 мм вообще не определяет выбор: усилие 19,5 тс, зато нагрузка на метр инструмента 32,6 тс/м, и её надо сверить с паспортом матрицы.

Самая длинная деталь 2500 мм. Продавцы советуют брать стол с запасом 10–20 % либо на 200–300 мм длиннее детали, чтобы сегменты инструмента встали без упора в стойки. В стандартном ряду (2000, 2500, 3200, 4100, 6000 мм) под нашу задачу это 3200 мм. Но 80-тонный пресс на таком столе по силе потянет сталь 3 мм всего на 2,7 м с запасом, так что для заготовок длиннее 2,7 м придётся смотреть 100 т.

Ручной листогиб или пресс

Ручной листогиб с поворотной балкой работает иначе, чем пресс: лист зажат между планкой и столом, а оператор поворачивает щеку и загибает кромку. В каталогах российских продавцов у модели длиной 2500 мм указана толщина до 1,5 мм, наименьший радиус 2,5 мм, угол гиба до 135° и встроенный угломер. У другой модели каталога толщина 2,5 мм, но длина 1000 мм: чем длиннее листогиб, тем тоньше лист, и это прямое следствие силы, которую можно приложить рукой.

Если вся номенклатура укладывается в 1,5 мм, ручной станок оправдан. Детали из 2–3 мм, нержавейка и серии с повторяемым углом требуют пресса.

Привод: гидравлика, электромеханика, серво, гибрид

Гидравлические прессы с ЧПУ остаются самыми распространёнными: усилие у них перекрывает большинство задач цеха. Электрические и серво-электрические модели (у Durma это, например, серии DP-EP и DP-EPX) обходятся без масла и тише, но в обзорах продавцов их предельное усилие названо ниже гидравлики: до 200–400 т против 1000 т и выше у гидравлики и гибрида. Это ориентир продавцов: перед выбором сверяйте тоннаж и длину стола конкретной модели.

Для нашего набора деталей, где максимум 74 тс и стол 3200 мм, подходят все три типа. Границы хорошо видны на линейке одного производителя: у Wattsan электрические прессы SB идут на 30–80 тонн при длине гиба до 2500 мм, а гидравлические HB и M с ЧПУ Delem или ESA доходят до 200 тонн при столах 2500 и 3200 мм. Выбор делают по цене, сервису в регионе и загрузке: по обзорам продавцов, экономия серво и гибрида окупается при большом сменном фонде. Грубую оценку даёт калькулятор окупаемости станка и расчёт стоимости нормо-часа.

Стол, стойки, зев и ход

Эти размеры задают, какую деталь вообще можно положить в пресс.

• Длина стола должна перекрывать самую длинную заготовку с запасом.
• Расстояние между стойками критично для крупных коробчатых деталей и деталей с высокими бортами: борт, выходящий за линию гиба, не должен упираться в станину.
• Зев (глубина от оси пуансона до станины) определяет, насколько далеко за линию гиба может уходить заготовка. Часть детали, которая длиннее зева, упрётся в станину.
• Ход и открытая высота задают высоту готового профиля: у короба с бортом 100 мм пуансон должен подниматься выше борта.

Оси заднего упора

Задний упор ставит лист так, чтобы полка получилась нужного размера. По определению Durma, число осей описывает, сколько движений ползуна и упора ведёт ЧПУ.

Y1 и Y2 — левый и правый цилиндры, X — упор вперёд-назад, R — вверх-вниз, Z1 и Z2 — боковое движение левого и правого пальцев.

Durma отдельно предупреждает: терминология не стандартизирована. Одни продавцы считают в «4 осях» Y1, Y2, X, R, другие — четыре движения самого упора (X, R, Z1, Z2) без ползуна. Поэтому в коммерческом предложении просите построчный список: название оси, что она двигает, ход, программируется ли с пульта. Для нашей мастерской, где корпуса с разной высотой полок гнутся в несколько приёмов, хватит четырёх осей: R убирает ручную подстройку высоты упора. Z1 и Z2 нужны, когда в одном заказе много асимметричных деталей.

Прогиб стола и бомбирование

Под нагрузкой траверса и стол прогибаются, и в середине зазор между пуансоном и матрицей больше, чем по краям. Деталь получается с углом, который в середине больше, чем у краёв. Чем длиннее стол и толще металл, тем заметнее эффект.

От него защищает бомбирование (компенсация прогиба). Механическая клиновая система проще и надёжнее, но настраивается до гибки и не корректируется на ходу. Гидравлическая корректирует форму нижней балки по команде ЧПУ и точнее, но дороже. Для столов длиннее примерно 2 м продавцы считают компенсацию обязательной (ориентир продавцов). В нашем примере стол 3200 мм, и бомбирование нужно, а механическое или гидравлическое, решает допуск по углу и серийность.

Инструмент: матрицы и пуансоны

Инструмент стоит отдельных денег и определяет, какие детали вы реально согнёте. Ширина ручья по Durma берётся как 6–10 толщин. Для нашей номенклатуры достаточно четырёх ручьёв:

Радиус считан как 16 % от ручья для стали, минимальная полка по геометрии матрицы. Ручьи перекрывают диапазон без дыр: от 1,2 мм (V12) до 5,3 мм (V32).

Угол инструмента определяет, что можно согнуть. Для воздушной гибки Wila предлагает стандартные матрицы с углом ручья 86° и 80°, чтобы оставить место для пружинения, и советует острый носик пуансона для максимальной универсальности (в её примере сочетание пуансона 28° и матрицы 86° даёт 90° с запасом на пружинение 2–4° у мягкой и нержавеющей стали). Чем острее угол, тем универсальнее инструмент, но ниже допустимая нагрузка. Если у детали косые полки или вырезы у линии гиба, в ручье 86° остаётся мало места для выпучивания металла: такие детали проверяют по симуляции или подбирают угол ручья отдельно. Радиус носика пуансона по Durma не меньше 0,63 толщины: для 4 мм это 2,5 мм.

Пуансон «гусиная шея» даёт свободу гнуть короба с высокими бортами, но его нагрузка ниже, чем у прямого, и острые углы им не согнуть. Высота инструмента определяет, какие профили пройдут: Wila замечает, что высокий инструмент даёт больше свободы, но стоит дороже, а верхний инструмент весом свыше 12,5 кг меняют только горизонтально. Длину набирают из сегментов: у Wila это сегменты до 515 мм, наборы с 20 мм, шаг 5 мм. По обзору продавцов, оснастка может стоить 20–50 % цены станка, так что бюджет на инструмент закладывают сразу.

Царапины на нержавейке при гибке снимает тонкая полиуретановая плёнка на матрице, а сама матрица должна быть без забоин на кромках: любая зазубрина переносится на деталь.

Развёртки, радиус и пружинение под эти ручьи считаются отдельно: статья про радиус гибки и K-фактор и калькулятор развёртки.

Проверка при приёмке

Что чаще всего идёт не так

• Тоннаж взяли по самой толстой детали. Определять может длинная тонкая нержавейка.
• Сравнили машины по числу осей. Одинаковая цифра у двух продавцов — разные движения.
• Купили пресс без комплекта ручьёв. Через месяц выясняется, что на 1,5 мм нет ручья V12, а на 4 мм нет V32.
• Не проверили нагрузку на инструмент. Короткие гибы из толстого металла ломают сегменты на машине с огромным запасом по усилию.
• Не выяснили, кто запускает пресс. Пусконаладку и обучение оператора обсуждают до оплаты: у продавцов с собственным сервисом, вроде Lasercut, пресс настраивают штатные инженеры, а у перекупщика это нередко разовый нанятый мастер, которого потом не найти.

Идеи изделий, которые проходят на таком оборудовании, есть в базе идей: почтовый ящик из металла и металлические кашпо гнут в основном на 1,5–3 мм. Как проектировать деталь так, чтобы цех не переделывал, описано в статье о деталях из листового металла.