Пробивной станок: как выбрать?

В настоящее время существует множество типов Пробивные станки Они доступны на рынке и применимы в широком спектре сценариев. Согласно статистическому анализу, наиболее часто используемыми моделями среди потребителей являются гидравлические прессы с ЧПУ, пневматические пробивные станки, наклонные пробивные станки и станки для глубокой пробивки отверстий. Ниже я подробно расскажу о них, рассматривая принципы работы, конструктивные особенности, преимущества и область применения.

1. Гидравлический пресс

Гидравлический пресс — это тип штамповочного оборудования, использующий технологию ЧПУ в сочетании с гидравлической передачей.

Принцип работы гидравлического пресса:

Принцип работы гидравлической трансмиссии: основан на принципе Паскаля, который гласит, что давление одинаково во всей замкнутой системе. Двигатель приводит в действие масляный насос, а гидравлическое масло из масляного бака подается через электромагнитный клапан в гидравлический цилиндр. Благодаря разной площади поршней в гидравлическом цилиндре, поршень с малой площадью создает меньшую силу, в то время как поршень с большой площадью может создавать большее давление, тем самым приводя в движение ползунок.

Принцип работы ЧПУ: Путем ввода технологических инструкций через систему ЧПУ осуществляется управление такими параметрами, как состояние включения/выключения, расход и давление каждого электромагнитного клапана в гидравлической системе, что позволяет точно контролировать скорость перемещения, ход, давление и время удержания ползунка, обеспечивая автоматизацию и высокоточное управление процессом штамповки.

Структурный состав гидравлического пресса с ЧПУ:

Конструкция корпуса: В основном существует два типа: закрытый и открытый. Закрытый корпус обладает хорошей жесткостью и способен выдерживать большие ударные нагрузки, что делает его подходящим для крупномасштабной обработки заготовок и высокоточной штамповки; открытый корпус удобен в эксплуатации, так как имеет три открытые стороны, что облегчает установку пресс-форм и отладку, и часто используется для обработки мелких деталей.

Гидравлическая система: Она состоит из таких компонентов, как масляный насос, масляный бак, гидравлический цилиндр, электромагнитный клапан и перепускной клапан. Масляный насос создает давление и подает гидравлическое масло, электромагнитный клапан регулирует направление и скорость потока масла, гидравлический цилиндр преобразует гидравлическую энергию в механическую для перемещения ползунка, а перепускной клапан используется для регулирования и стабилизации давления в системе.

Система ЧПУ: это “мозг” штамповочного станка. Обычно она оснащена промышленным компьютером или специализированным устройством ЧПУ. Она имеет интерфейс взаимодействия человека с компьютером, позволяющий вводить и редактировать программы обработки, управлять различными действиями и параметрами штамповочного станка, а также обеспечивать такие функции, как диагностика неисправностей и оповещение.

Ползунковый элемент: соединен с поршневым штоком гидравлического цилиндра и совершает возвратно-поступательное линейное перемещение под действием привода гидравлической системы. Его нижний конец снабжен верхней матрицей, и он работает совместно с нижней матрицей для осуществления штамповки листового материала. Точность и стабильность движения ползунка напрямую влияют на качество штампованных деталей.

Механизм подачи: К распространенным методам относятся шариковинтовая подача и зубчатая передача. Он приводится в движение сервомотором и позволяет точно контролировать длину, скорость и положение подачи листового материала в соответствии с инструкциями системы ЧПУ, обеспечивая автоматическую подачу.

Преимущества гидравлического пресса с ЧПУ:

Высокая точность обработки: система ЧПУ позволяет точно контролировать положение и давление ползуна, обеспечивая высокую повторяемость позиционирования. Это гарантирует точность размеров и однородность штампованных деталей, а точность обработки может достигать ±0,01 мм и даже выше.

Точность регулирования давления: Гидравлическая система обеспечивает стабильное и точно регулируемое давление. Она позволяет устанавливать и регулировать давление штамповки в определенном диапазоне в зависимости от обрабатываемых материалов и технологических требований, удовлетворяя потребности различных процессов штамповки.

Регулируемая скорость перемещения: скорость опускания, скорость прессования и скорость возврата скользящего блока можно гибко регулировать с помощью системы ЧПУ. Это не только повышает эффективность производства, но и позволяет удовлетворить скоростные требования некоторых специальных процессов.

Высокая степень автоматизации: система включает в себя автоматическую подачу материала, автоматическую смену пресс-форм и автоматический подсчет, что позволяет осуществлять автоматизированное производство без участия человека. Это не только повышает эффективность производства, но и снижает трудозатраты и физическую нагрузку, а также минимизирует влияние человеческого фактора на качество продукции.

Длительный срок службы пресс-формы: Благодаря точному контролю силы прессования и точности движений, воздействие и износ пресс-формы минимальны, что помогает продлить срок ее службы и снизить затраты на замену и техническое обслуживание пресс-форм.

Области применения гидравлических прессов с ЧПУ:

Автомобильное производство: включает в себя штамповку кузовных панелей, компонентов шасси, деталей двигателя и т. д., таких как двери, крышки двигателя, продольные балки рамы, шатуны и т. д. Это позволяет удовлетворить требования к крупномасштабному и высокоточному производству автомобильных компонентов.

Электроприборы: Возможно изготовление таких компонентов, как корпуса, экранирующие крышки, радиаторы и разъемы для электронных устройств. Это соответствует тенденции к уменьшению толщины и точности электронных компонентов. Примеры включают корпуса мобильных телефонов, компьютерные шасси и сердечники трансформаторов.

Изделия из металлоконструкций: Широко используются в металлообрабатывающей промышленности, например, для обработки различных компонентов, таких как дверные замки, петли, ручки, посуда, кухонные принадлежности и т. д. Это позволяет реализовывать сложные формы и процессы штамповки, тем самым повышая эффективность производства и качество продукции.

Аэрокосмическая отрасль: Этот станок используется для обработки компонентов в аэрокосмической сфере, таких как крылья самолетов, конструктивные элементы фюзеляжа, лопатки двигателей и т. д. Точность обработки и качество материалов в этой области чрезвычайно высоки. Гидравлические штамповочные станки с ЧПУ могут удовлетворить эти жесткие требования к обработке.

Производство бытовой техники: Для таких компонентов, как корпуса, внутренние полости и опоры бытовой техники, например, холодильников, кондиционеров и стиральных машин, процесс штамповки и формовки позволяет осуществлять крупномасштабное автоматизированное производство, обеспечивая стабильное качество продукции.

2. Пневматический штамповочный станок

Пневматический пробивной станок — это устройство, использующее сжатый воздух в качестве источника энергии и приводимое в движение пневматической системой для выполнения пробивки через ползунок. Его рабочий процесс основан на преобразовании “энергии давления воздуха → механической энергии”. Пневматические пробивные станки широко используются в сценариях пробивки легких материалов благодаря своему малому весу, высокой эффективности и низкой стоимости. По сравнению с механическими и гидравлическими пробивными станками, пневматические пробивные станки обладают уникальными преимуществами, такими как высокая скорость и низкое энергопотребление, но также имеют определенные ограничения. Например, усилие пробивки относительно невелико (обычно не превышает 100 тонн), а стабильность давления зависит от колебаний источника воздуха. Они не подходят для пробивки тяжелых листовых материалов и материалов высокой прочности.

Существует три типа пневматических пробивных станков:

Ручной пневматический перфоратор: требует ручной подачи материала и нажатия ножной педали для запуска, подходит для простых и мелкосерийных операций (например, пробивки отверстий в металлических деталях);

Полуавтоматический пневматический пробивной станок: оснащен автоматическим механизмом подачи (например, роликовой подачей, механическим ручным механизмом), требует только ручной загрузки, что обеспечивает более высокую эффективность.

Пневматический штамповочный станок с ЧПУ: в сочетании с системой ЧПУ он позволяет программно управлять ходом ползунка, скоростью и положением подачи, что подходит для точной обработки сложных форм (например, при изготовлении электронных разъемов).

Принцип работы пневматического пробивного станка :

Источник воздуха: Сжатый воздух подается внешним воздушным компрессором. После прохождения через фильтры, редукторы давления и другие пневматические компоненты для обработки, газ очищается, и давление стабилизируется (рабочее давление обычно составляет от 0,4 до 0,6 МПа). Преобразование энергии: Сжатый воздух поступает в цилиндр (в одноцилиндровой или двухцилиндровой конструкции), толкая поршень. Затем, через передаточные механизмы, такие как шатуны и коленчатый вал, линейное движение поршня преобразуется в возвратно-поступательное движение ползунка.

Операция прессования: при опускании ползунка он приводит в движение верхнюю и нижнюю формы, закрывая их и завершая такие процессы, как пробивка, вырубка, гибка и формовка материала; при подъеме ползунок возвращается в исходное положение, используя возвратную силу пружины или цилиндра, подготавливаясь к следующему циклу.

Управление и регулировка: Включение/выключение и направление воздушного потока регулируются электромагнитными клапанами, ножными клапанами или системами ЧПУ, что позволяет запускать, останавливать, регулировать скорость и управлять ходом ползунка.

Конструкция пневматического пробивного станка.:

Рама: В основном изготавливается из чугуна или стали методом сварки, обеспечивая жесткую опору. Она делится на открытый тип (с большим рабочим пространством, подходит для небольших заготовок) и закрытый тип (с большей жесткостью, подходит для несколько больших нагрузок).

Компоненты системы обработки воздуха: фильтр (удаляет воду и примеси), редукционный клапан (стабилизирует давление воздуха), генератор масляного тумана (смазывает пневматические компоненты).

Исполнительные механизмы: Цилиндр (обеспечивает привод, бывает одностороннего и двустороннего действия, цилиндры двустороннего действия могут управлять движением вперед и назад в обоих направлениях).

Компоненты управления: электромагнитный клапан (регулирует направление потока воздуха), реле давления (контролирует давление воздуха, обеспечивает безопасность).

Скользящий блок и основание для установки пресс-формы: Скользящий блок соединен с поршнем цилиндра, на его нижнем конце устанавливается верхняя пресс-форма, а точность перемещения обеспечивается направляющей; на рабочей поверхности стола устанавливается нижняя пресс-форма, высоту которой можно регулировать в соответствии с требованиями.

Устройства управления и безопасности: включают ножную педаль, кнопку запуска двумя руками, кнопку аварийной остановки, защитный кожух и т. д., для предотвращения случайного включения и потенциальных аварийных ситуаций.

Преимущества пневматического штамповочного станка:

Быстрый отклик: пневматическая система запускается быстро, а скорость холостого хода ползунка может достигать 100-300 ходов в минуту, что подходит для мелко- и среднесерийной высокочастотной обработки (например, штамповки электронных компонентов).

Низкое энергопотребление: во время работы потребляется только сжатый воздух, а в режиме ожидания потребление энергии практически отсутствует. Эксплуатационные расходы ниже, чем у гидравлического штамповочного станка.

Простота в эксплуатации: давление штамповки можно регулировать путем изменения давления воздуха (обычно давление штамповки составляет от 1 до 50 тонн, подходит для легкой обработки), не требуется сложная настройка параметров, и даже начинающие могут легко освоить эту технологию.

Высокий уровень безопасности: при перегрузке сжатый воздух автоматически сбрасывает давление, предотвращая повреждение оборудования или пресс-форм; в сочетании с фотоэлектрическим защитным устройством это позволяет эффективно предотвращать травмы на рабочем месте.

Простота обслуживания: пневматические компоненты имеют простую конструкцию и низкий уровень отказов. Ежедневное техническое обслуживание в основном включает очистку источника воздуха, замену фильтрующего элемента и смазку компонентов.

Области применения пневматических пробивных станков

Электронная и электротехническая промышленность: пробивка отверстий для корпусов мобильных телефонов, резка печатных плат, запрессовка разъемов, изготовление корпусов батарей и т. д.

Производство скобяных изделий: штамповка, гибка, клепка мелких деталей (таких как винты, шайбы, крючки).

Игрушки и товары повседневного спроса: металлические детали для штамповки пластиковых игрушек, формовка головок молний, штамповка столовых приборов и т. д.

Автомобильные запчасти: серийная обработка мелких автомобильных деталей (таких как защелки, шайбы).

Медицинские изделия: штамповка прецизионных медицинских деталей (таких как посадочные места иглодержателей, корпуса инструментов).

3. Наклонный штамповочный станок

Наклонный штамповочный станок — это штамповочное оборудование с наклонной конструкцией корпуса. Его ключевая особенность заключается в том, что рабочий стол или вся рама станка могут наклоняться в определенном диапазоне углов (обычно 30°–45°). Используя силу тяжести для автоматического перемещения заготовок или отходов, он обладает множеством преимуществ, таких как эффективная выгрузка материала, сокращение ручного труда, компактная конструкция, гибкость в эксплуатации, низкая стоимость и простота обслуживания. Он широко используется в небольших и средних цехах простой штамповки.

Однако у него есть и ограничения, такие как относительно низкая грузоподъемность (обычно 10–100 тонн) и ограниченная точность. Давление обычно составляет 10–100 тонн, и он не подходит для толстых листов (например, толщиной более 5 мм) или высокопрочных материалов. Наклонная конструкция может привести к несколько меньшей жесткости корпуса машины по сравнению со штамповочными машинами закрытого типа. Длительная эксплуатация может вызвать небольшую деформацию, влияющую на точность штамповки (подходит для деталей с точностью ±0,1 мм).

Принцип работы наклонного штамповочного станка:

Конструкция с возможностью наклона корпуса: корпус станка соединен с основанием посредством шарниров или регулировочных механизмов и может наклоняться вручную (для небольших станков) или гидравлически (для крупных станков). Угол наклона регулируется в диапазоне от 0° до 45°. В наклонном состоянии рабочий стол образует наклонную поверхность, и обрабатываемые заготовки или отходы могут соскальзывать с рабочего стола по наклонной поверхности, сокращая время на ручную очистку.

Основной метод — механическая передача: большинство штамповочных машин с наклонным механизмом используют механическую систему передачи: двигатель приводит в движение маховик для накопления энергии, а через коленчатый вал и шатун вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное движение ползунка, приводящего в движение матрицу для завершения штамповки (пробивка, вырубка, гибка и т. д.). Частота штамповки обычно составляет 100–300 раз в минуту, что подходит для мелкосерийного непрерывного производства.

Конструкция наклонного штамповочного станка:

Открытая конструкция, преимущественно С-образный корпус станка, с тремя открытыми рабочими пространствами со всех сторон, облегчающая загрузку и выгрузку заготовок с разных направлений, особенно подходит для ручной или полуавтоматической подачи мелких деталей (таких как прокладки, мелкие детали крепежа).

Преимущества наклонного штамповочного станка

Наибольшим преимуществом является функция наклона: готовая продукция или отходы после штамповки не требуют ручной очистки. Они под действием силы тяжести скользят в сборный контейнер вдоль наклонной поверхности стола, что особенно удобно для деталей правильной формы и малого веса (например, изделий из листового металла), и позволяет повысить эффективность вспомогательных операций более чем на 301 тонну.

Открытая конструкция в сочетании с наклонным механизмом обеспечивает компактные габариты оборудования и снижает требования к квалификации оператора. Подходит для простых задач штамповки небольшими партиями и различными типами изделий (например, вырубка мелких деталей).

Конструкция механической трансмиссии отработана до совершенства, а себестоимость производства ниже, чем у гидравлических или ЧПУ-станков. Ежедневное техническое обслуживание в основном сводится к ремонту легко повреждаемых деталей, таких как маховики и направляющие. Низкий уровень отказов делает её подходящей для малых и средних предприятий.

Сценарии применения наклонного штамповочного станка

Сценарии применения наклонного штамповочного станка

Мелкие скобяные изделия: вырубка и штамповка таких компонентов, как прокладки, снаряды и небольшие крючки.

Легкая промышленность: простая формовка деталей игрушек, металлических компонентов для канцелярских товаров и мелких деталей для кухонной утвари.

Электронная промышленность: первичная штамповка небольших металлических экранирующих крышек и контактных штырей.

4. Аппарат для прокола глубокой глотки

Пробивной станок с глубоким зевом — это особый тип пробивного оборудования с уникальной конструкцией. Его ключевая особенность заключается в том, что “глубина зева” станка (то есть горизонтальное расстояние от центра ползуна до вертикальной колонны корпуса станка) значительно больше, чем у обычных пробивных станков, что позволяет обрабатывать заготовки больших размеров и неправильной формы.

Принцип работы аппарата для прокола горла

Принцип работы глубокого штамповочного станка в основном тот же, что и у обычного штамповочного станка. Оба используют систему привода, например, двигатель, вращающий коленчатый вал, шатун и т. д., или гидравлическую систему для создания давления. Это преобразует вращательное движение в линейное возвратно-поступательное движение ползуна, который, в свою очередь, приводит в движение пресс-форму, установленную на ползунке, и оказывает давление на заготовку, расположенную на рабочем столе, вызывая ее пластическую деформацию или разделение, и завершая различные процессы штамповки, такие как штамповка, вырубка, гибка и растяжение.

Структурная конструкция аппарата для прокола горла

Сверхдлинная конструкция зева: глубина зева — ключевой параметр, отличающий перфорационные станки с глубоким зевом от обычных. Глубина зева у обычных станков открытого типа. Пробивной станок Обычно глубина зева составляет 200-500 мм, в то время как у штамповочных станков с глубоким зевом она может достигать 600-2000 мм и даже больше. Такая конструкция позволяет обрабатывать заготовку (особенно большие листы и детали неправильной формы) глубоко внутри корпуса станка, решая проблему, из-за которой обычные штамповочные станки не могут обрабатывать заготовки больших размеров из-за недостаточной глубины зева.

Основная конструкция – открытый С-образный корпус: большинство глубокопробивных станков имеют открытую С-образную конструкцию, при которой одна сторона корпуса полностью открыта. В сочетании со сверхбольшой глубиной зева, крупные заготовки могут подаваться в центр рабочего стола сбоку, что позволяет выполнять пробивку кромок и средних участков (например, пробивка отверстий в больших листах, гибка деталей вытянутой формы).

Усиленный рабочий стол: рабочая поверхность стола имеет большую площадь, обычно более 1,5-3 метров, и оснащена ребрами жесткости в нижней части, что обеспечивает прочную опору и способность выдерживать вес крупных заготовок, предотвращая деформацию рабочего стола во время обработки и влияя на точность штамповки.

Различные способы передачи: по типу привода они в основном делятся на механическую и гидравлическую передачу. Механическая передача приводится в движение двигателем, маховиком и коленчатым валом, частота пробивки высока, обычно 50-200 раз в минуту, подходит для непрерывной обработки материалов средней толщины; гидравлическая передача использует гидравлические цилиндры для привода, обеспечивая большую силу пробивки, до 300 тонн и более, и скорость может регулироваться, подходит для медленной пробивки толстых листов и высокопрочных материалов, таких как растяжение и формовка крупных деталей.

Преимущества наклонного штамповочного станка

Сверхбольшая обрабатывающая способность: благодаря чрезвычайно большой глубине зева станка, он легко справляется с обработкой крупных заготовок, шире, чем корпус станка, например, при штамповке кромок больших стальных пластин, штамповке средней части, непрерывной штамповке длинных полосовых профилей и локальном формовании деталей специальной формы.

Высокая эксплуатационная гибкость: открытая конструкция в сочетании с глубоким зевом позволяет беспрепятственно загружать и выгружать заготовки, не ограничиваясь корпусом станка. Положение заготовки можно регулировать с разных сторон, что особенно удобно для обработки отдельных деталей и мелкосерийного производства по индивидуальному заказу, например, для обслуживания пресс-форм и изготовления крупных компонентов оборудования.

Широкая технологическая адаптивность: гидравлический глубокопроходной штамповочный станок может работать с различными материалами, такими как стальные, алюминиевые, медные пластины и т. д., и различной толщины, от тонких пластин до пластин толщиной более 20 мм, удовлетворяя требованиям различных процессов штамповки.

Сценарии применения наклонного штамповочного станка

Автомобильная промышленность: Используется для штамповки и формовки крупных металлических деталей, таких как рамы кузова автомобиля, детали салона и т. д., например, при изготовлении автомобильных дверей, крышек двигателя, рам и т. д.

Механическое производство: Возможно изготовление оснований и рам крупного оборудования, включая штамповку, гибку и формовку, что обеспечивает поставку ключевых конструктивных элементов для механического оборудования.

Обработка крепежных изделий: В скобяной промышленности используется для обработки различных крупных крепежных деталей, таких как большие гайки, болты, шайбы и т. д., а также некоторых крепежных элементов сложной формы.

Отделка зданий: Применяется для обработки крупных металлических листов в области отделки зданий, таких как штамповка потолков, навесных стен, кромок оконных рам и т. д., для удовлетворения разнообразных потребностей в отделке зданий.

5. Сравнение штамповочных машин