Come una punzonatrice si comporta come una pressa piegatrice

Nuovi strumenti, progetti di macchine e software rendono possibili forme complesse

Questo pezzo tagliato e formato è stato creato interamente in un unico setup su una punzonatrice. I progressi nella progettazione di utensili e macchine lo hanno reso possibile.

Alcuni evitano di usare gli strumenti di forma su una punzonatrice, specialmente quelli che creano forme alte come le flange, e storicamente hanno buone ragioni per essere timidi. La formatura su vecchie punzonatrici meccaniche creava problemi, principalmente perchédelle regolazioni meccaniche manuali da apportare all'utensileria. Inoltre, un sacco di formatura semplicemente non era possibile, perché le macchine meccaniche erano azionate con un volano, quindi non c'era modo di tenere basso il pistone.

Il tempismo poteva diventare complesso e non era insolito vedere blocchi: strumenti che tiravano su il materiale durante la corsa di ritorno. Spesso non ti davano la forma esatta di cui avevi bisogno. L'idea alla base degli strumenti del modulo era (ed è tuttora)veramente eleganti, perché consentono di eliminare quelle costose operazioni di formatura secondaria. Ma se si verifica regolarmente un arresto anomalo dello strumento durante l'operazione di punzonatura principale, molti di questi risparmi vanno fuori dalla finestra.

Sia le punzonatrici che i loro utensili sono diventati più precisi nel corso degli anni. L'idraulica della punzonatrice ti dà il controllo della posizione dell'utensile, permettendoti di programmare le altezze di hover necessarie per eseguire varie operazioni di formatura.

Poiché i punzoni non devono più eseguire una corsa di ritorno completa, è possibile eseguire forme complesse, sia con uno strumento a ruota, uno strumento a cerniera, uno strumento di piegatura o qualsiasi altra cosa, in modo molto più affidabile (vedere Figure 1 e 2). Ad esempio, un pugnola pressa può far scendere uno strumento ruota nella posizione esatta necessaria per formare le nervature, e puoi usare strumenti a rullo che ti consentono di creare svasature intorno ai fori o altrove all'altezza esatta di cui hai bisogno.

Il passaggio dalle punzonatrici meccaniche a quelle idrauliche è avvenuto anni fa, ma due recenti innovazioni hanno affrontato alcune sfide rimanenti. Uno riguarda la programmazione, mentre l'altro riguarda la produzione di forme superiori, comeflange alte più di un pollice o due. Oggi le punzonatrici possono realizzare piegature nella lamiera che fino a poco tempo fa solo una pressa piegatrice poteva produrre.

Nuovi modelli di punzonatrice

Per formare su una punzonatrice a torretta convenzionale, potresti avere un gioco di soli 0,984 pollici o anche meno. Una parte di quello spazio è occupata dalla matrice, che solleva leggermente il materiale, e quindi si ha lo spessore del materiale. Alcunigli strumenti consentono di utilizzare una parte significativa di tale spazio, ma di norma è possibile eseguire forme in modo affidabile in uno spazio che rappresenta solo il 50 percento del gioco totale meno lo spessore del materiale. Non è molto.

I nuovi modelli di punzonatrici, tuttavia, hanno spazi che tengono conto della formatura. Alcuni sistemi lasciano spazio fino a 3 pollici di spazio di formatura dallo stampo inferiore al punzone superiore. Ciò consente una formatura e una piegatura significative, comeflange alte fino a 3 pollici. E se la flangia è piegata a meno di 90 gradi complementari (come mostrato nella Figura 1), le dimensioni della flangia possono essere anche più lunghe.

Queste presse non hanno la tradizionale configurazione della torretta, ma utilizzano invece quello che è noto come un design di cambio utensile. In un design a torretta standard, il foglio scorre tra le torrette superiore e inferiore. Ciò offre ovviamente un cambio rapido degli utensili—ecco perché sono state inventate le torrette, ma allo stesso tempo il design limita intrinsecamente lo spazio, il che in alcuni casi causa problemi con l'interferenza tra le parti. È solo la natura della bestia.

Nella punzonatrice con cambio utensile, il carosello inferiore si trova sotto la tavola delle spazzole e gli stampi emergono e si ritraggono attraverso uno scivolo dello stampo secondo necessità tra e durante le operazioni. Ciò significa che le matrici si spostano verso il basso e fuori mano, il chepuò essere importante per molte operazioni di formatura. Ad esempio, la formazione di una feritoia comporta una matrice inferiore alta, che può graffiare il materiale mentre viene spostato sul tavolo. Il cambio utensile impedisce che ciò accada permettendo allo stampo di farlospostati verso il basso e spostati tra i colpi.

Come funzionano gli strumenti di piegatura della punzonatrice

Tutto ciò apre la porta a più possibilità di formatura, e non solo per nervature, feritoie e altre forme corte, ma anche per il tipo di flange alte che normalmente si formerebbero su una pressa piegatrice (vedere Figura 3). Il pugno di piegatura e morire in aLe punzonatrici sono un ibrido tra una pannellatrice e una pressa piegatrice, mescolate con alcune caratteristiche uniche. Il punzone assomiglia un po 'a uno strumento di fissaggio in miniatura su una pannellatrice, mentre lo stampo ha una geometria a V come quella che troveresti su unmatrice della pressa piegatrice (vedere la Figura 4).

Il corpo del dado assomiglia un po 'a un Pac-Man rivolto verso l'alto e in realtà ruota durante la curva. Questa rotazione piega il pezzo in lavorazione contro un punzone superiore fisso e il grado di rotazione dello stampo determina l'angolo di piegatura (vedere la Figura5). I raggi che è possibile ottenere dipendono dal design della matrice a V, che può essere determinato al momento dell'ordine dell'utensile dal produttore. Oppure, se è necessario ottenere un certo raggio, ad esempio per una curva a raggio profondo, lo stampo ruota a una certagradi per urtare il metallo mentre il pezzo si sposta progressivamente in avanti. È bump bending, stile punch press.

figura 2

La capacità di controllare il movimento del pistone del punzone ha aperto la porta a più possibilità di formatura sulla punzonatrice.

Le tolleranze sono estremamente strette, sia nella precisione di posizionamento della macchina che nella precisione di lavorazione dell'utensile, simili alle tolleranze disponibili su una moderna pressa piegatrice con utensili di precisione. Anche gli operatori della stampa possono inserirecambiamenti di spessore. Supponiamo che un lotto di materiale si trovi all'estremità inferiore della finestra di tolleranza dello spessore, mentre il lotto successivo si trova all'estremità superiore, ad esempio 0,055 pollici per un lotto e 0,061 pollici per un altro lotto. Questo può fare la differenzanell'angolo di piega, ma fintanto che l'operatore controlla lo spessore della lamiera e apporta la modifica dei parametri nel programma, la macchina può tenerne conto. Viene apportata una modifica al codice del programma (di solito nella riga G06) che indica la ramfino a che punto scendere prima che esegua le sue operazioni.

Oltre al 3-in. limitazione di altezza, ci sono altri vincoli da considerare. A differenza di un operatore della pressa piegatrice, una punzonatrice non può capovolgere una parte, quindi una parte con piegature sia positive che negative può creare problemi. Inoltre, l'angolo dila curvatura è solitamente limitata a 90 gradi o meno; curve acute maggiori di 90 gradi complementari non sono pratiche, per la maggior parte (a seconda dell'attrezzatura che hai). E a causa delle limitazioni di tonnellaggio, il materiale può essere solo cosìdi spessore. Questo varia a seconda della punzonatrice e degli utensili, ma in genere è fino a circa 0,118 pollici.

Strategie di programmazione

Quando ti pieghi su una punzonatrice, le tue opzioni di programmazione abbondano. Tradizionalmente, si programma la sequenza di formatura in un punto in cui non interferirà con nessun'altra parte. Questo di solito significa che ti stai formando vicino alla fine di un nidosequenza di punzonatura, dopo che la maggior parte o tutta la punzonatura della parte piatta è stata completata.

A questo punto puoi decidere di piegare tutte le flange in una parte contemporaneamente. Si taglia il profilo, lasciando le linguette collegate al nido per garantire la stabilità del pezzo; piegare la flangia; quindi eseguire la punzonatura finale per tagliare le linguette e rilasciare ilparte in modo che possa scorrere lungo lo scivolo. Questa strategia può funzionare bene se si desidera evacuare la parte formata dal nido il prima possibile per evitare collisioni con gli strumenti.

In alternativa, puoi perforare i profili (meno il materiale per le linguette) su più parti, ad esempio tutte le parti in una riga, formare le pieghe, quindi inviarle tutte lungo lo scivolo con i punzoni finali che tagliano le linguette. Questa strategiariduce il numero di cambi utensile e quindi può ridurre il tempo ciclo, ma funziona solo se non c'è pericolo di interferenza tra le flange e l'attrezzatura.

Le linguette mantengono stabile la parte durante la piegatura, ma dove esattamente si inseriscono quelle linguette, la loro larghezza, quante e come vengono tagliate dipendono dalle geometrie della flangia. Alcuni pezzi possono richiedere solo pochi o anche solo una scheda in una sezione piatta dila parte. Altre volte l'operazione di piegatura stessa può rompere le tabulazioni. Questo può essere utile quando si piega l'urto. Durante tale sequenza, le microtab che tengono la parte in posizione si rompono e, dopo l'ultimo urto, la parte si libera e scivolagiù per lo scivolo.

La programmazione deve anche tenere conto di come esattamente queste parti scorrono lungo lo scivolo. Ad esempio, se una parte grande e pesante con una flangia alta scivola lungo lo scivolo in modo errato, il suo atterraggio potrebbe essere abbastanza ruvido da cambiare i suoi angoli di piegaturaleggermente; oppure può atterrare su altre parti formate con una forza sufficiente per cambiare i loro angoli di piegatura. È possibile superare questi problemi apportando modifiche al programma.

Il software fa la differenza

È possibile programmare manualmente tutte queste variabili, ma può essere complicato e richiedere molto tempo. Ci sono molti dettagli da considerare, incluso il modo in cui ruotare lo strumento di piegatura (il set di strumenti ruota di 360 gradi per allinearsi conle linee di piega programmate); come posizionare e mettere in sequenza tutto per evitare interferenze; e quale larghezza dello strumento di piegatura usare, a seconda dello strumento che hai nella tua libreria e della lunghezza di piega di cui hai bisogno. In casi più difficili,la programmazione manuale potrebbe non essere molto efficiente e in realtà potrebbe richiedere meno tempo per formare le flange sulla pressa piegatrice, soprattutto se quelle parti si dirigono comunque verso il freno per alcune curve rimanenti.

È qui che entra in gioco l'ultimo pezzo del puzzle: un software in grado di automatizzare il compito di determinare le sequenze di punzonatura e piegatura. Con tale software, è possibile alimentare il modello 3-D della parte che si desidera piegare sulla punzonatriceal software, e aprirà il pezzo e suggerirà strategie per punzonarlo e piegarlo, in base agli strumenti disponibili sulla macchina. Il programma offline funziona in modo simile alla programmazione della piegatura offline per le presse piegatrici. Vede il filepunti di interferenza, sa esattamente come deve ruotare lo strumento e lo sequenzia in modo efficiente. In qualità di programmatore, puoi accettare la raccomandazione del software o modificarlo manualmente in base alle tue esigenze.

Più opzioni, maggiore produttività

Oltre alla saldatura, la piegatura rimane uno dei colli di bottiglia più comuni nel fab shop, motivo per cui accorciare o eliminare l'operazione di piegatura ha molto senso. Modificare un disegno in modo che possa essere formato su una punzonatrice, sia esso unL'altezza della flangia leggermente più corta, una posizione di piegatura diversa o qualsiasi altra cosa possono aiutare a ridurre i costi delle parti in modo drammatico.

Una punzonatrice non sarà in grado di formare ogni parte, ovviamente, ma può aiutare ad alleviare il collo di bottiglia di piegatura. Una punzonatrice non è una pressa piegatrice, ma per la giusta applicazione può funzionare come tale.