Liberando o Poder da Prensa Dobradeira: Um Guia Abrangente

Você já se perguntou como a chapa metálica se transforma em formas complexas? Está ansioso para explorar o mundo da metalurgia? Pressione o freio Máquinas e ferramentas versáteis amplamente utilizadas em diversos setores? Não procure mais!

Embarque em uma expedição fascinante enquanto desvendamos as complexidades de máquinas de prensa dobradeira, Vamos mergulhar nos parâmetros técnicos, na classificação e nos avanços evolutivos. Prepare-se para se encantar com o funcionamento interno dos circuitos de transmissão hidráulica e com a arte do controle sincronizado do pistão, enquanto exploramos a fundo para oferecer a você uma compreensão panorâmica dessa maravilha indispensável da conformação de metais.

Prepare-se para uma emocionante jornada de conhecimento, aperte os cintos e prepare-se para uma experiência enriquecedora!

Introdução à poderosa máquina de dobrar prensa

Uma prensa dobradeira é uma máquina poderosa que realiza todo o processo de dobra de chapas metálicas.

A chapa metálica pode ser dobrada em geometrias transversais específicas com um único movimento do pistão.

Ajustando o Pressione o freio A utilização de matrizes e a repetição do processo de dobra permitem obter formas transversais ainda mais complexas.

No âmbito dos equipamentos de forjamento, o máquina de prensa dobradeira Reina absoluta como uma das ferramentas de conformação de metais mais utilizadas. Suas aplicações abrangem diversos setores, incluindo aviação, construção naval, ferrovias, engenharia elétrica, mineração, máquinas de engenharia, metalurgia, indústria automobilística, máquinas agrícolas, indústria leve, instrumentação, têxtil, eletrônica, etc.

Com o progresso da civilização humana e a crescente demanda por materiais de maior qualidade, o setor industrial e as indústrias do cotidiano exigem alta precisão. prensas dobradeiras. Essas máquinas são utilizadas na produção de trens de alta velocidade, energia elétrica, elevadores, decoração, fabricação de máquinas, utensílios de cozinha, produtos de segurança e muito mais.

Parâmetros técnicos vitais da prensa dobradeira

• D – Profundidade da garganta
• E – Luz do dia (distância de um topo ao outro do topo da mesa)
• Curso do pistão – Distância máxima de extensão do cilindro
• Reasonable distance - a vital parameter, refers to the measured expanse spanning from the inner edges of the steadfast left and right columns.
• M – Altura da mesa de trabalho
• b – Altura total do dado inferior
• d – Altura efetiva do punção superior
• k – Altura do dispositivo de fixação do punção superior
• Velocidade do pistão – Descida rápida, alimentação de trabalho, velocidade de retorno

Como escolher a prensa dobradeira adequada: Método geral de cálculo

Fórmula de cálculo:

• P – Força de flexão (em kilonewtons)
• S – Espessura da chapa (em milímetros)
• S – Largura da chapa (em metros)
• V – Largura da abertura da matriz inferior (em milímetros)
• 650 – Coeficiente de cálculo

Observação: A fórmula acima fornece resultados com base em uma chapa de aço comum Q235 com resistência à tração de 450-500 N/mm². Ao dobrar materiais diferentes, a força de flexão é o produto dos resultados acima e de fatores específicos.

Different lower die openings ("V") correspond to various plate thicknesses.

Lembrar: Selecting a larger die opening "V" during bending reduces the required bending force and increases the inner radius of the bent workpiece.

Analisando a classificação das prensas dobradeiras

Ação ascendente Máquina de prensa dobradeira hidráulica É o modelo mais utilizado no mercado atual, sendo o preferido por diversos fabricantes de prensas dobradeiras.

No coração desta máquina reside sua característica definidora: a sincronização impecável e o controle preciso do pistão. Este elemento-chave é fundamental, ditando não apenas a eficiência operacional, mas também a qualidade excepcional do produto final.

Com base nos diferentes métodos de controle do pistão, as prensas dobradeiras podem ser classificadas em dois tipos:

• Máquina de prensa dobradeira síncrona com eixo de torção
• Prensa dobradeira síncrona eletro-hidráulica

Embarcando no Desenvolvimento da Tecnologia Eletro-Hidráulica Proporcional

Durante a última parte da Segunda Guerra Mundial, a velocidade dos caças a jato aumentou continuamente, exigindo sistemas de controle avançados com requisitos mais elevados de velocidade, precisão dinâmica e taxa dinâmica.

Em 1940, o primeiro sistema servo eletro-hidráulico fez sua aparição em aeronaves. A década de 1960 testemunhou o desenvolvimento de vários tipos de servoválvulas eletro-hidráulicas, marcando a maturidade da tecnologia servo eletro-hidráulica.

Contudo, à medida que se aproximava o final da década de 1960, a demanda por tecnologia servo-hidráulica na engenharia civil experimentou um aumento sem precedentes. Entretanto, as servoválvulas eletro-hidráulicas tradicionais impunham requisitos rigorosos ao fluido e consumiam energia substancial, resultando em altos custos de fabricação e manutenção.

Em resposta às exigências prementes da engenharia e à busca por tecnologia de controle servo eletro-hidráulico confiável, a década de 1970 testemunhou uma era de notáveis avanços na tecnologia de controle proporcional eletro-hidráulico. Concomitantemente, o campo da tecnologia de controle servo industrial passou por uma profunda transformação.

A tecnologia eletro-hidráulica proporcional combina perfeitamente a transmissão de potência hidráulica com a flexibilidade e a precisão do controle eletrônico. Com o avanço da tecnologia de controle numérico e a disponibilidade de componentes hidráulicos confiáveis e balanceados, a tecnologia de controle eletro-hidráulico proporcional tornou-se amplamente utilizada. Uma aplicação notável reside no controle síncrono de prensas dobradeiras.

Explorando os fundamentos dos circuitos de transmissão hidráulica

A base da transmissão hidráulica reside em Pascal's principle.

A pressão permanece igual em todos os pontos de uma cavidade fechada formada por uma bomba de óleo, válvula hidráulica, tubulação e cilindro de óleo.

O sistema hidráulico gera pressão de óleo com base na carga do cilindro hidráulico, ajustando-se de acordo.

Um circuito de transmissão hidráulica normalmente consiste em um tanque de óleo, uma bomba de óleo, um conjunto de válvulas hidráulicas, um cilindro hidráulico e tubulações de conexão.

A bomba de óleo aspira o óleo do tanque, criando um fluxo que impulsiona o movimento do cilindro hidráulico através do conjunto de válvulas hidráulicas.

Controlando a direção e a pressão do fluxo de óleo, o grupo de válvulas hidráulicas garante que o óleo atenda aos requisitos de movimento da máquina-ferramenta.

Liberando o poder da transmissão hidráulica em prensas dobradeiras

A batida do coração de um máquina de prensa dobradeira está dividido em três condições de trabalho distintas, cada uma com seu papel a desempenhar:

• Relâmpago: Essa condição impulsiona o aríete para baixo em alta velocidade.
• Nas trincheiras: Nessa condição de trabalho, o pistão se move para baixo a uma velocidade controlada, completando o processo de dobra.
• Retornar à base: O pistão sobe rapidamente, completando todo o ciclo da máquina.

Essas condições de trabalho são definidas por três pontos específicos que determinam suas posições inicial e final:

• Ponto morto superior: A maior quantidade de RAM.
• Ponto de mudança de velocidade: O pistão passa de uma velocidade de movimento rápido para uma velocidade de trabalho.
• Ponto morto inferior: A menor quantidade de RAM.

Consequentemente, o pistão opera em três velocidades ao longo de seu ciclo:

• Velocidade sem carga: Descendo rapidamente do ápice da imobilidade ao precipício da velocidade no ponto de mudança de velocidade.
• Velocidade de trabalho: Com precisão e controle, o pistão desliza para baixo, do ponto de mudança de velocidade até o ponto morto inferior, dobrando habilmente a peça de trabalho.
• Velocidade de retorno: Ascending rapidly from the depths of the bottom dead center to the zenith of the top dead center, accomplishing a complete revolution of the machine's cycle.

These three speeds and the positions of the specific points can be adjusted using the numerical control system, offering precise control over the machine's operation.

No caso de um sistema síncrono eletro-hidráulico Prensa dobradeira CNC Na máquina, existe um ponto crítico adicional conhecido como ponto de fixação. Este ponto corresponde à superfície superior da chapa na matriz inferior e é calculado automaticamente pelo sistema de controle numérico. A dobra da peça começa a partir deste ponto.

O óleo hidráulico serve como meio de transmissão para sistemas hidráulicos, impactando diretamente o desempenho e a vida útil da máquina. Em particular, o CNC Síncrono Eletro-Hidráulico Máquina de prensa dobradeira Possui uma servoválvula proporcional, exigindo óleo hidráulico de qualidade ainda superior ao de outras dobradeiras. Recomenda-se aos usuários que filtrem o óleo hidráulico pelo menos uma vez por ano.

Princípios de sincronização em diferentes prensas dobradeiras

A tecnologia de controle de sincronização forçada do eixo de torção assume o papel principal na operação do pistão em uma máquina de dobra.

The synchronous shaft is situated on the left and right panels of the machine's frame interconnected with the ram through a connecting rod.

While in action, any discrepancy in speed between the two ends of the ram sets in motion a captivating twist along the synchronous shaft facilitated by the interconnecting rod. The rigid synchronous shaft exerts a counterforce, reducing the ram's rate and ensuring synchronized movement (Y1, Y2) while maintaining a parallel alignment with the worktable.

Attaining impeccable precision in ram positioning is made possible through the innovative application of Rigid Positioning Control Technology. This innovative approach incorporates mechanical stops cleverly integrated within the left and right oil cylinders. These stops halt the downward movement of the piston rod upon contact with the automatic stop's locating surface, thereby controlling the final stroke position of the oil cylinder.

Ajustando-se de forma síncrona os batentes mecânicos dos cilindros de óleo esquerdo e direito por meio da biela, controla-se o estado de paralelismo relativo dos pistões (Y1, Y2) em relação à mesa de trabalho.

Em contraste, o Prensa dobradeira CNC servo-hidráulica utilizes two oil cylinders to drive the ram's up and down movement during bending. Achieving synchronization between the two cylinders and accurate positioning of the bottom dead center is paramount.

O Prensa dobradeira CNC servo-hidráulica O sistema CNC é utilizado para controlar com precisão a sincronização dos dois cilindros hidráulicos e garantir o posicionamento exato no ponto morto inferior. Isso assegura um movimento suave do pistão e um alinhamento preciso no ponto morto inferior.

Uninterrupted monitoring of the ram's position is accomplished by meticulously employing grating rulers on either side of the machine, ensuring precise and real-time feedback to the CNC system. The numerical control system compares the feedback data from the two grating rulers and adjusts the proportional servo valve in the synchronous valve groups. This control mechanism regulates the valve's opening size and the oil intake of the oil cylinder, maintaining the ram's operation within an acceptable error range. Consequently, the rams (Y1, Y2) run in sync and maintain a parallel alignment with the worktable.

Additionally, the numerical control system compares the feedback data from the grating ruler with the system's set bottom dead center position, ensuring accurate alignment at the bottom dead center.

O Prensa dobradeira CNC servo-hidráulica utilizes a complete closed-loop electro-hydraulic servo control technology for synchronization, with the ram's position signal fed back to the numerical control system via the grating rulers on both sides. The numerical control system then adjusts the synchronous valve's opening size and oil intake of the oil cylinder, ensuring synchronized movement (Y1, Y2) and parallel alignment with the worktable.

Diagrama esquemático síncrono de uma prensa dobradeira hidráulica CNC eletro-hidráulica síncrona.

Caso ocorram erros de posicionamento em ambos os lados do pistão, o sistema de controle numérico envia instruções de correção às duas válvulas síncronas para manter o alinhamento paralelo do pistão com a mesa de trabalho.

O diagrama ilustra os componentes do sistema síncrono na máquina de prensa dobradeira, abrangendo principalmente o controle do óleo hidráulico e a transmissão do sinal elétrico.

The pressure oil is regulated by the two synchronous valve groups, entering the oil cylinders to drive the synchronized movement of the ram. Unceasing vigilance is maintained over the ram's position through the vigilant gaze of grating rulers adorning both sides, diligently relaying this vital information to the CNC system.

Harnessing the power of advanced algorithms and computational prowess, the CNC system meticulously scrutinizes and computes the gathered data, orchestrating precise control over the two synchronous valve groups through the adept servo amplifier. Furthermore, the feedback signal emanating from the proportional servo valve's spool position is meticulously received, analyzed, and integrated into a dynamic closed-loop control system, perpetuating seamless synchronization and unwavering precision.

Throughout the ram's movement, the numerical control system sets parameters according to the program. It dynamically controls the synchronous valve group using the grating ruler's feedback and the proportional servo valve's spool position feedback, achieving synchronized operation and accurate positioning at the bottom dead center.

Assim, o sistema eletro-hidráulico síncrono Máquina de prensa dobradeira CNC's synchronization control system predominantly consists of the CNC system, grating ruler, and proportional valve.

Conforme ilustrado acima, o princípio de flexão do Prensa dobradeira síncrona eletro-hidráulica É semelhante ao de uma prensa dobradeira padrão. Com extrema precisão, o primeiro método regula o ângulo de dobra desejado, modulando habilmente a profundidade de prensagem da chapa dentro da cavidade da matriz inferior, seja através da manobra precisa do punção superior ou moldando a peça de trabalho para corresponder ao ângulo da matriz.

The critical difference lies in the ram's control mode, governed by the numerical control system through the electro-hydraulic proportional valve and feedback from the grating ruler. This establishes a complete closed-loop, digital control mode for precise bending depth.

Diferenciando os dois modos de sincronização em prensas dobradeiras

A prensa dobradeira convencional depende de um tubo de torque para garantir o movimento síncrono do pistão. Em contraste, a máquina de prensa dobradeira eletro-hidráulica A sincronização é alcançada através do equilíbrio do circuito de óleo hidráulico.

A prensa dobradeira de eixo de torção opera em um sistema de controle de malha aberta, enquanto a prensa dobradeira eletro-hidráulica Emprega controle em malha fechada.

Vantagens da prensa dobradeira síncrona eletro-hidráulica

A prensa dobradeira eletro-hidráulica apresenta diversas vantagens distintas:

1. Controle totalmente em circuito fechado: The system enables continuous monitoring and management of the cylinder's stroke. If the cylinder begins to tilt, the system issues prompt commands based on the readings from scales positioned on either side of the cylinder. These commands, in turn, adjust the proportional valves to maintain synchronization between the cylinders.
2. Carga diferencial: Uma façanha notável é realizada dentro do máquina de prensa dobradeira eletro-hidráulicaUm cilindro suporta bravamente a carga máxima enquanto seu equivalente opera com eficiência em um estado pressurizado sem carga e com pressão zero.
3. Flexibilidade nos ângulos de curvatura: The electro-hydraulic synchronization system allows the ram to tilt at various angles, facilitating bending workpieces at different angles - an advantage not in traditional press brake machines.
4. Regulação automática de pressão: O sistema ajusta automaticamente a pressão em cada condição de operação utilizando a válvula de pressão proporcional com base nos parâmetros do sistema.
5. Transição de velocidade suave: O máquina de prensa dobradeira eletro-hidráulica Transições de velocidade rápida para lenta, reduzindo o impacto hidráulico e aumentando a estabilidade do sistema.
6. Posicionamento preciso do cilindro: The electro-hydraulic press brake machine's precise control of the cylinder position enables bending with the same die at different angles, making it an exceptionally versatile machine tool.
7. Automação e redução de erros: Aproveitando o poder do controle automatizado, todo o processo se transforma, deixando para trás os erros associados à intervenção humana. Cada condição de trabalho torna-se uma entidade maleável, capaz de ser meticulosamente ajustada e corrigida com perfeição através da manipulação cuidadosa dos parâmetros CNC.

Em conclusão, o máquina de prensa dobradeira eletro-hidráulica Aprimora a eficiência da produção, aumenta a precisão das peças e transforma o dispositivo em uma ferramenta valiosa para os operadores.

Componentes críticos da prensa dobradeira CNC síncrona eletro-hidráulica

A prensa dobradeira CNC síncrona eletro-hidráulica é composta por três componentes principais:

Sistema de controle elétrico

Este sistema engloba o painel de controle elétrico, o console do sistema de controle numérico e a estação do operador.

Máquina principal

The main machine consists of the oil cylinder, hydraulic system, grating ruler position feedback system, ram, frame, and various tools. The hydraulic system's central component incorporates internal gear pumps from Voith in Germany. The main machine also features a range of valves, including filling valves, cartridge valves, lifting valves, proportional relief valves, electromagnetic directional valves, proportional pressure valves, and proportional servo valves.

Mecanismo auxiliar

O mecanismo adicional inclui diversos componentes funcionais que podem ser selecionados com base nas necessidades do usuário. Esses componentes podem incluir um mecanismo de compensação da mesa de trabalho, batente traseiro, dispositivo de fixação rápida da matriz, transportador de material, sistema de controle de temperatura do óleo para resfriamento ou aquecimento, dispositivo de proteção fotoelétrica, sistema de lubrificação centralizada e muito mais.

Batente traseiro da prensa dobradeira

The press brake machine's axes are typically configured according to the workpiece processing requirements.

• Eixo X: Este eixo de movimento mecânico de circuito semi-fechado controla o batente traseiro. Quando equipado com o eixo X1, ele se torna o eixo de controle do dedo esquerdo.
• Eixo R: Este eixo de controle gerencia a elevação vertical do batente traseiro.
• Eixo Z1: Este eixo mecânico controla o movimento lateral dos batentes esquerdos na viga de referência traseira.
• Eixo Z2: Este eixo mecânico controla o movimento lateral dos batentes direitos na viga de apoio traseira.

Precisão na dobra

Erros de ângulo e retilineidade

Análise de tensão e deformação na dobra de chapas metálicas

Analisando erros de retidão

Após o processo de curvatura, a borda da peça curvada apresenta naturalmente uma deflexão, que é medida pela sua deflexão máxima (δ).

Based on stress analysis, the deformation zone experiences tensile stress on the outside and compressive stress on the inside. These opposing forces generate a bending moment necessary to maintain the workpiece's straightness during bending. However, this moment disappears once the bending process concludes, causing the workpiece to deflect upwards.

Quanto mais comprida for a placa de flexão, maior será a deflexão (δ). Da mesma forma, uma placa mais estreita produz uma deflexão mais significativa (δ).

No entanto, a redução do ângulo de curvatura de 150° para 90° diminui a deflexão (δ).

Além disso, à medida que a espessura da placa aumenta, a deflexão (δ) também aumenta proporcionalmente.

Applying pressure to the bending sheet's edge, such as through correction bending or three-point bending, can enhance the workpiece's straightness.

Fatores que influenciam a precisão da dobra

Os principais fatores que afetam a precisão da dobra em um máquina de prensa dobradeira Inclui a rigidez da prensa dobradeira, o modo de dobra e a força de dobra.

Rigidez da prensa dobradeira

Como podemos determinar o índice de rigidez durante o projeto de uma prensa dobradeira?

Deformação por deflexão da máquina de prensa dobradeira

Modo de flexão

Dobra de ar

Dobra em três pontos

Cunhagem

Força de flexão

Como a força de flexão se altera durante o processo de flexão?

Dobra livre com punção de ângulo agudo

As depicted in the accompanying figure, the free-bending mode utilizes Q235 steel, which exhibits ideal elastic-plastic behavior with linear hardening. The material's yield strength (σS) is 250 MPa, and its hardening modulus (tangent modulus) is 1050 MPa.

Os resultados da análise ANSYS são os seguintes:

Curva de força de flexão:

Resultados do método analítico:

Dobra de soco obtuso

A figura em anexo ilustra que a matriz superior apresenta um amplo arco R180 e que o material da chapa é X80. Este material exibe comportamento elastoplástico ideal com endurecimento linear, possuindo uma resistência ao escoamento (σS) de 552 MPa. O módulo de endurecimento (módulo tangente) é de 840 MPa.

Os resultados da análise ANSYS são os seguintes:

Curva de força de flexão:

Princípios de projeto e implementação de uma mesa de trabalho convexa

Durante máquina de prensa dobradeira operation, deformation occurs due to force application at both ends. This force, generated during the bending process, causes deformation in the ram and worktable, resulting in inconsistencies between the workpiece's two ends and its central angle.

O método dos elementos finitos, conhecido por sua rapidez e precisão, é amplamente empregado para analisar a máquina de prensa dobradeira.

Curva convexa de uma prensa dobradeira de 100 toneladas e 3 metros, obtida pelo método dos elementos finitos:

Existem diversos métodos para compensar a deformação por deflexão:

• Mesa de trabalho em forma de sela com compensação de deflexão fixa.
• Compensação de cunha de impacto superior.
• Compensação do cilindro da mesa de trabalho no modo de controle de pressão.
• Pagamento automático da mesa de trabalho no modo de controle de posição.

Compensação do cilindro da mesa de trabalho

A mesa de trabalho apresenta um design de tala de três camadas, incorporando cilindros de óleo compensadores em toda a estrutura.

Quando se aplica pressão aos cilindros de compensação, a tala central da linga de três camadas é empurrada para cima, compensando a deformação.

Compensação mecânica da mesa de trabalho

To control the position, compensation is provided at the corresponding point during bending to counteract the machine's elastic deflection deformation.

A compensação automática é obtida através de um grupo de cunhas com planos inclinados capazes de proporcionar pagamento reverso.

Antes da aplicação da carga de flexão, estado pré-convexo:

Após a aplicação da carga de flexão, o estado real de compensação se altera:

Carregando animação de simulação da mesa de trabalho convexa:

Modo de acionamento da mesa de trabalho convexa:

Sistema de controle elétrico

O sistema de controle elétrico serve como força motriz da máquina-ferramenta, controlando cada ação e função.

Em meio à dança rítmica de um Máquina de prensa dobradeira CNC, the solenoid valve wields authority over the ram's graceful movements and adaptability to shifting working conditions. Serving as the sentinel of control, the electric control system dutifully assumes the responsibility of altering the power dynamics within the solenoid valve, ensuring seamless transitions amidst diverse operational scenarios.

The solenoid valve is the electric system's executing component and the hydraulic system's control component. The electromagnetic valve connects the electro-hydraulic system and the hydraulic system's electrical control.

Para máquinas-ferramenta tradicionais com eixo de torção, a simplicidade reina no sistema de controle elétrico, pois requer apenas o domínio do fluxo de energia para um pequeno número de válvulas solenoides. A complexa sincronização não interfere no processo de operação, permitindo uma estrutura de controle mais direta.

No entanto, no caso de máquinas de prensa dobradeira eletro-hidráulicas, A sincronização dos dois cilindros é controlada por meio de uma servoválvula devido às mudanças no modo de sincronização. O sistema de controle elétrico resolve o desafio do controle síncrono.

Portanto, qualquer máquina de prensa dobradeira servo eletro-hidráulica must be equipped with a numerical control device that continuously detects the ram's position at both ends, calculates the servo valve's opening at each moment, and controls the servo valve amplifier to ensure synchronization during operation. Two proportional servo valves and two grating rulers are essential for detecting and preventing the position on both sides.

Contemple a intrincada sinfonia do sistema de controle elétrico dentro do máquina de prensa dobradeira servo eletro-hidráulica, vividamente representada no seguinte diagrama esquemático.

The schematic diagram focuses solely on the control of the press brake machine's ram.

Sistema de Controle Numérico para Eixo de Torção

Os sistemas CNC padrão para prensas dobradeiras síncronas com eixo de torção incluem:

• E21
• E300P
• DA41T

Sistema de Controle Numérico Eletro-Hidráulico

Reconhecidas pela sua qualidade e confiabilidade excepcionais, as marcas suíças Cybelec e holandesa Delem conquistaram ampla aclamação no setor de sistemas de controle numérico eletro-hidráulicos. Essas marcas renomadas estão na vanguarda, sendo as opções mais adotadas na indústria.

• DA53T
• DA58T
• DA66T
• DA69T

Mergulhe no controle por toque, que se tornou o campeão absoluto entre os sistemas convencionais. Explore as complexidades dessa tecnologia fascinante. visitando a página seguinte, onde um tesouro de informações aguarda sua exploração ávida.

Para concluir

As we conclude this enlightening journey, you now possess a profound comprehension of the press brake's inner workings. Yet, it is essential to acknowledge that the realm of Pressione o freio Máquinas e ferramentas abrigam ainda mais conhecimento. Que estas postagens do blog sirvam como uma fonte de informações valiosas, proporcionando inúmeros benefícios em sua busca pela excelência.