Presse piegatrici CNC
La piegatura della lamiera è il processo di produzione mediante il quale la maggior parte degli involucri, delle scatole elettriche, delle staffe e dei componenti vengono formati mediante l'utilizzo di una macchina nota come pressa piegatrice CNC o pressa piegatrice. Questo articolo tecnico spiega come le aziende di produzione piegano la lamiera utilizzando questi tipi di macchine. Ci auguriamo che dopo aver letto questo articolo tecnico abbiate una migliore comprensione del funzionamento della piegatura della lamiera.
(È possibile utilizzare anche le piegatrici per pannelli, anche se il loro funzionamento esula dallo scopo di questa pagina.)
Piegatura di lamiere
La lamiera viene piegata quando viene forzata tra due utensili dalla pressa piegatrice: un utensile superiore (detto punzone) e un utensile inferiore (detto matrice a V). La pressa piegatrice controlla il movimento del punzone o della matrice e fornisce la forza di pressatura tramite cilindri idraulici o servomotori elettrici. L'angolo di piega è determinato principalmente dalla profondità di penetrazione del punzone nella matrice a V.
Piegatura in aria (piegatura a tre punti): solo i due angoli superiori della matrice a V toccano il materiale e il raggio interno della piegatura è determinato dall'ampiezza dell'apertura della matrice a V e non dal raggio della punta del punzone.
Coniatura o piegatura inferiore: il materiale entra in contatto con l'intera superficie interna della matrice a V e la punta del punzone forma il raggio interno della piega. Richiede una forza molto maggiore rispetto alla piegatura in aria.
Raggio di curvatura in aria
Nella piegatura in aria, il raggio interno è determinato principalmente dall'apertura a V della matrice o dalla larghezza a V. Per qualsiasi materiale, è preferibile utilizzare la massima apertura pratica della matrice per ridurre al minimo la forza richiesta, il che si traduce in un raggio maggiore. Spesso è preferibile un raggio più piccolo e una buona regola pratica è quella di utilizzare un raggio interno minimo pari allo spessore del materiale. Le matrici sono prodotte in dimensioni specifiche e questo limita la scelta dei raggi per un particolare materiale. Per questo motivo, in fase di progettazione, è necessario prevedere tolleranze generose sui raggi di piegatura interni (in genere almeno +/- 30% della dimensione richiesta).
Lunghezza della curva / Lunghezza della flangia
La lunghezza di piegatura o la lunghezza della flangia sono determinate dalla posizione del fermo posteriore o del fermo a dito, mostrato in nero nelle nostre immagini, contro il quale i componenti vengono posizionati prima di ogni operazione di piegatura. Sulle nostre presse piegatrici, i fermi sono motorizzati e la loro posizione è controllata dal programma CNC, consentendo di ottenere diverse lunghezze di piegatura all'interno dello stesso ciclo di programma.
A seconda della larghezza del premi il frenoÈ possibile configurare più stazioni di attrezzaggio diverse in modo che un componente che richiede diverse configurazioni di attrezzaggio possa essere piegato completamente durante un'unica esecuzione del programma. Ognuna delle nostre presse piegatrici è dotata di due battute posteriori, ma con diverse capacità di movimento delle battute posteriori; le nostre macchine più performanti sono in grado di avere movimenti indipendenti su tutti e 3 gli assi, consentendo la massima flessibilità.
Progettazione e complessità delle parti di piegatura della lamiera
I componenti variano in complessità, da parti con una sola piega a parti con più pieghe e flange di diverse lunghezze. Le moderne presse piegatrici sono dotate di battute posteriori regolabili, azionate da servomotori, contro le quali i componenti vengono spinti manualmente o tramite manipolatori robotici. Più la battuta posteriore è vicina all'utensile, più corta sarà la flangia risultante e viceversa.
Sui pezzi complessi, i fermi posteriori si regolano dopo ogni piegatura alla distanza corrispondente richiesta per la piega successiva. Il movimento dei fermi posteriori e degli utensili della pressa piegatrice è sincronizzato da un controllo CNC. I programmi CNC possono essere generati online sull'interfaccia utente della macchina o tramite un software di programmazione offline (o CADCAM).
Capacità della pressa piegatrice CNC
La forza massima fornita dalla pressa piegatrice determina la lunghezza massima di piegatura per una combinazione di spessore della lamiera, raggio di piegatura e angolo di piegatura. La forza necessaria per piegare la lamiera aumenta con la lunghezza di piegatura, l'angolo di piegatura esterno e lo spessore della lamiera, e diminuisce con l'aumentare del raggio di piegatura. Le presse piegatrici Hydram hanno capacità variabili e sono disponibili una lunghezza di piegatura massima di 4 metri e una forza massima di 250 tonnellate. La tabella seguente illustra alcuni esempi tipici di piegature a 90 gradi utilizzando la piegatura in aria (non la coniatura).
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Utensili per presse piegatrici CNC
Sono disponibili diversi utensili per presse piegatrici adatti a diverse operazioni di piegatura della lamiera. Le caratteristiche degli utensili superiori e inferiori variano a seconda delle esigenze del componente in lamiera.
Strumenti per la piegatura di lamiere spesse
I metalli più spessi vengono generalmente lavorati con un raggio di curvatura più ampio, e questo può essere ottenuto aumentando il raggio dell'utensile superiore e la distanza attraverso l'apertura della matrice a V o la larghezza della V.
Utensili per piegare la lamiera ad angoli acuti
I componenti che richiedono un angolo di piegatura acuto richiedono utensili di "sovrapiegatura". In questo caso, sia l'utensile superiore che quello inferiore hanno un angolo più acuto.
Strumenti per piegatura lamiera con gioco ridotto
I componenti che presentano più di una piega richiedono spesso utensili speciali per garantire il gioco necessario alle flange esistenti. Senza questo gioco, il componente entrerebbe in collisione con l'utensile prima del completamento della successiva operazione di piegatura. Questo tipo di utensile è spesso definito "a collo di cigno".
Morsetti modificati
Per garantire spazio libero in casi estremi, l'utensile superiore può essere sospeso alla trave della pressa piegatrice utilizzando morsetti modificati. Questi morsetti estesi offrono uno spazio libero molto maggiore per flange di grandi dimensioni, a condizione che la pressa piegatrice abbia una corsa sufficiente per accogliere l'altezza complessiva dell'utensile.
Sviluppo di lamiere piegate
Dimensioni del pezzo grezzo – tolleranza di piegatura
Quando si progettano componenti in lamiera con pieghe o piegature, è necessario creare un modello piatto o uno sviluppo del pezzo grezzo. Questo sviluppo viene quindi tagliato al laser o punzonato a controllo numerico prima di arrivare alla pressa piegatrice per la piegatura. Nella creazione dello sviluppo del pezzo grezzo, è importante che il progetto tenga conto del raggio di piega formato dagli utensili della pressa piegatrice. Il raggio di piega ha l'effetto di ridurre le dimensioni dello sviluppo del pezzo grezzo. Maggiore è il raggio, più piccolo è il pezzo grezzo, come mostrato nell'esempio a lato. I calcoli di progettazione necessari per lo sviluppo del pezzo grezzo in lamiera sono denominati calcolo della "tolleranza di piega".
Considerazione del raggio di curvatura
Il raggio di piegatura varia in base allo spessore del materiale e all'utensile utilizzato per piegarlo, e ogni subappaltatore avrà le proprie preferenze in materia di utensili, il che significa che diversi subappaltatori potrebbero utilizzare sviluppi del grezzo diversi. È quindi essenziale che il progettista o l'ingegnere di produzione sappia quali utensili verranno utilizzati per piegare il materiale e che comprendano bene l'effetto che questo ha sul raggio di piegatura e sulle dimensioni dello sviluppo del grezzo risultante. Allo stesso modo, per garantire la precisione del componente piegato, l'operatore della pressa piegatrice deve conoscere il raggio con cui è stato progettato il pezzo, in modo da poter scegliere l'utensile corretto.
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