+48 602 518 550
   poczta@bapro-met.com.pl

PL | EN | DE
2025-03-30

Proces gięcia blach za pomocą pras krawędziowych


Proces gięcia blach za pomocą pras krawędziowych

Gięcie blach to jeden z podstawowych procesów obróbki plastycznej materiałów, szczególnie istotny w przemyśle metalowym. Polega na trwałym odkształceniu materiału bez naruszania jego spójności, w celu uzyskania określonego kształtu. Proces ten jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu, od motoryzacji przez budownictwo, po przemysł spożywczy i elektroniczny.

Prasy krawędziowe (znane również jako giętarki, krawędziarki lub zaginarki) to specjalistyczne maszyny zaprojektowane do precyzyjnego gięcia blach metalowych. Współczesne prasy krawędziowe to zaawansowane urządzenia, często sterowane numerycznie (CNC), które pozwalają na wykonywanie skomplikowanych operacji gięcia z wysoką dokładnością i powtarzalnością.

Podstawy technologiczne gięcia blach


Teoria plastycznego odkształcenia

Gięcie blach opiera się na zjawisku plastycznego odkształcenia materiału. Gdy naprężenie w materiale przekroczy granicę plastyczności, lecz pozostaje poniżej granicy wytrzymałości, materiał ulega trwałemu odkształceniu bez pęknięcia. Podczas gięcia zewnętrzna warstwa materiału ulega rozciąganiu, warstwa wewnętrzna ściskaniu, a pomiędzy nimi znajduje się tzw. warstwa neutralna, która zachowuje swoją pierwotną długość.

Sprężynowanie materiału

Jednym z najważniejszych zjawisk towarzyszących procesowi gięcia jest sprężynowanie zwrotne (springback). Po usunięciu siły gnącej materiał częściowo powraca do swojego pierwotnego kształtu ze względu na obecność naprężeń sprężystych. Zjawisko to zależy od:

Kompensacja sprężynowania jest kluczowym elementem w projektowaniu procesów gięcia i często wymaga wykonania gięcia pod ostrzejszym kątem niż docelowy.

Minimalny promień gięcia

To najmniejszy promień, przy którym materiał można giąć bez wystąpienia pęknięć na zewnętrznej warstwie. Zależy on od:

Minimalny promień gięcia często podaje się jako wielokrotność grubości blachy, np. r = 0,5g dla aluminium czy r = 0,8g dla stali nierdzewnej.

Budowa i rodzaje pras krawędziowych


Budowa prasy krawędziowej

Typowa prasa krawędziowa składa się z następujących elementów:

Rodzaje pras krawędziowych


Ze względu na napęd:

Ze względu na konstrukcję:

Ze względu na sterowanie:

Parametry techniczne pras krawędziowych

Narzędzia do gięcia


Stemple (narzędzia górne)

Stemple to narzędzia montowane do belki gnącej. Występują w różnych kształtach i rozmiarach:

Matryce (narzędzia dolne)

Matryce to narzędzia umieszczane na stole prasy. Główne rodzaje to:

Materiały narzędzi

Narzędzia do gięcia wykonuje się najczęściej z:

W przypadku narzędzi do intensywnej eksploatacji stosuje się również:

Systemy szybkiej wymiany narzędzi

Nowoczesne prasy krawędziowe wyposażone są w systemy szybkiej wymiany narzędzi, takie jak:

Proces technologiczny gięcia


Przygotowanie do gięcia

  1. Projektowanie detalu - uwzględnienie rozwinięcia, kompensacji sprężynowania, kolejności gięć
  2. Przygotowanie materiału - cięcie blachy na wymiar, gratowanie krawędzi
  3. Dobór narzędzi - wybór odpowiednich stempiów i matryc
  4. Ustawienie maszyny - montaż narzędzi, kalibracja, programowanie
  5. Kontrola przygotowawcza - sprawdzenie materiału, narzędzi i ustawień maszyny

Rozwinięcie blachy

Aby uzyskać element o zadanych wymiarach po gięciu, konieczne jest obliczenie rozwinięcia blachy. Uwzględnia ono:

Do obliczenia rozwinięcia stosuje się wzory empiryczne lub specjalistyczne oprogramowanie.

Kolejność gięć

Właściwa kolejność gięć jest kluczowa dla uzyskania poprawnego kształtu detalu. Należy uwzględnić:

Techniki gięcia


Gięcie swobodne (air bending)

Gięcie dociskowe (bottom bending)

Gięcie z dociskiem (coining)

Gięcie w powietrzu z dociskiem (air bending with hold-down)

Parametry gięcia


Dobór parametrów procesu


Szerokość rowka matrycy

Szerokość rowka matrycy (V) wpływa na siłę gięcia, sprężynowanie i minimalną długość ramienia. Typowo dobiera się ją według wzoru:

V = (6-12) × g gdzie g to grubość blachy.

Promień stempla

Promień zaokrąglenia stempla determinuje wewnętrzny promień gięcia. Powinien być większy lub równy minimalnemu promieniowi gięcia dla danego materiału.

Siła gięcia

Przybliżoną siłę gięcia można obliczyć ze wzoru:

F = (k × Rm × g² × L) / V gdzie:

Głębokość wejścia stempla

W przypadku gięcia swobodnego głębokość wejścia stempla oblicza się ze wzorów geometrycznych uwzględniających kąt gięcia i szerokość rowka matrycy.

Wpływ właściwości materiału

Różne materiały wymagają odmiennego podejścia ze względu na:

Specyfika gięcia różnych materiałów


Stal węglowa

Stal nierdzewna

Aluminium i jego stopy

Miedź i jej stopy

Tytan i jego stopy

Problemy i wady w procesie gięcia


Typowe wady


Pęknięcia na zewnętrznej powierzchni gięcia

Falistość na wewnętrznej powierzchni gięcia

Nierównomierny kąt gięcia

Odciski narzędzi

Niepowtarzalność wymiarowa

Metody zapobiegania wadom


Techniki kompensacji sprężynowania

Zastosowanie smarów i folii ochronnych

Kontrola jakości procesu

Nowoczesne rozwiązania i automatyzacja


Systemy CNC w prasach krawędziowych

Nowoczesne prasy krawędziowe wyposażone są w zaawansowane systemy sterowania numerycznego (CNC), które oferują:

Systemy wspomagające operatora


Laserowe wskaźniki położenia

Projektują na blachę linie wskazujące miejsce położenia blachy, ułatwiając precyzyjne pozycjonowanie.

Systemy kamer

Monitorują proces gięcia i pomagają operatorowi w precyzyjnym ustawieniu blachy.

Systemy pomiaru kąta

Mierzą rzeczywisty kąt gięcia w czasie rzeczywistym i automatycznie korygują położenie belki.

Automatyzacja procesu gięcia


Roboty podające i odbierające

Automatyczne systemy wymiany narzędzi

Całkowicie zautomatyzowane gniazda produkcyjne

Przemysł 4.0 w procesach gięcia


Cyfrowe bliźniaki

Wirtualne modele pras krawędziowych umożliwiające symulację, optymalizację i monitorowanie procesu.

Analiza danych procesowych

Gromadzenie i analiza danych z procesu gięcia, umożliwiająca predykcyjne utrzymanie ruchu i optymalizację parametrów.

Zdalne sterowanie i diagnostyka

Możliwość zdalnego monitorowania, sterowania i diagnostyki maszyn przez sieć.

Zastosowania elementów giętych


Przemysł motoryzacyjny

Budownictwo

Przemysł maszynowy

Przemysł AGD i elektroniczny

Meble i wyposażenie wnętrz

Aspekty bezpieczeństwa


Zagrożenia podczas procesu gięcia

Systemy bezpieczeństwa w prasach krawędziowych


Osłony fizyczne

Systemy optoelektroniczne

Systemy sterowania oburęcznego

Wymagające użycia obu rąk do uruchomienia cyklu pracy, uniemożliwiające włożenie rąk w strefę niebezpieczną.

Pedały bezpieczeństwa

Z osłonami zapobiegającymi przypadkowemu uruchomieniu.

Systemy awaryjnego zatrzymania

Przyciski i linki awaryjnego zatrzymania, dostępne z różnych pozycji przy maszynie.

Normy i przepisy bezpieczeństwa

Główne normy dotyczące bezpieczeństwa pras krawędziowych:

Szkolenia i procedury bezpieczeństwa

Podsumowanie

Gięcie blach za pomocą pras krawędziowych jest procesem łączącym wiedzę z zakresu mechaniki, materiałoznawstwa i automatyki. Współczesne technologie umożliwiają wykonywanie coraz bardziej skomplikowanych elementów z wysoką precyzją i wydajnością.

Kluczowe aspekty procesu gięcia to:

  1. Właściwe rozpoznanie właściwości materiału i dostosowanie parametrów procesu
  2. Dobór odpowiednich narzędzi i technik gięcia
  3. Uwzględnienie zjawiska sprężynowania i jego kompensacja
  4. Zapewnienie powtarzalności procesu
  5. Przestrzeganie zasad bezpieczeństwa

Postęp technologiczny w dziedzinie pras krawędziowych zmierza w kierunku coraz większej automatyzacji, integracji z systemami cyfrowymi i zwiększania elastyczności produkcji. Rozwiązania z zakresu przemysłu 4.0, takie jak cyfrowe bliźniaki czy analiza dużych zbiorów danych, otwierają nowe możliwości optymalizacji procesów gięcia.

Niezależnie od poziomu zaawansowania technologicznego, podstawowe zasady fizyczne gięcia pozostają niezmienne, a ich zrozumienie jest kluczowe dla osiągnięcia wysokiej jakości produktów w procesie gięcia blach.

«powrót