Prasa krawędziowa należy do najważniejszych maszyn stosowanych w obróbce metali. Umożliwia ona gięcie blach i wytwarzanie elementów o różnych kształtach. Maszyna ta składa się jednak z różnych podzespołów, które zapewniają jej sprawne działanie. Zrozumienie tych części i podzespołów prasy krawędziowej ma kluczowe znaczenie dla maksymalnego wykorzystania możliwości maszyny.
Jeśli którykolwiek z tych elementów ulegnie awarii, prasa krawędziowa nie będzie działać prawidłowo. Jednak wiele osób, zwłaszcza początkujących, nie rozumie, z jakich elementów składają się prasy krawędziowe. Jeśli należysz do tej grupy, nie martw się! W tym artykule omówię wszystko na temat głównych elementów pras krawędziowych i ich działania. Zaczynamy!
Czym jest prasa krawędziowa?
A prasa krawędziowa to maszyna do gięcia stosowane w niemal wszystkich warsztatach obróbki metali. Nie tną one, a jedynie wywierają siłę w celu nadania surowym blachom różnych kształtów. Ich działanie opiera się na dwóch narzędziach: stemplu i matrycy. Materiał (blacha), który ma zostać wygięty, umieszcza się na matrycy, a następnie dociska za pomocą stempla. Ciśnienie to nadaje materiałowi określony kształt zdefiniowany przez matrycę.
Niektóre blachy mają kształt litery V, a inne – litery U. Kształty te uzyskuje się przede wszystkim za pomocą pras krawędziowych. Maszyna ta składa się z wielu elementów, które przyczyniają się do jej działania. Jednak jej zasada działania opiera się na stemplu i matrycy. Blacha umieszczana jest na matrycy, która posiada wgłębienie.
Podczas pracy maszyny suwak opuszcza stempel. W rezultacie stempel dociska blachę do matrycy, a następnie wycina ją w oparciu o matrycę, tworząc w niej zagięcia. Kształt matrycy decyduje o rodzaju zagięcia, jakie powstanie w blachy. Oznacza to, że do wykonania elementów w kształcie litery U i V potrzebne są dwie różne matryce.
Historia pras krawędziowych sięga prawie stu lat wstecz. Po raz pierwszy opracowane w latach 20. XX wieku, prasy krawędziowe przeszły wiele udoskonaleń. Maszyny te występują w różnych typach – od mechanicznych, przez hydrauliczne, aż po sterowane numerycznie (CNC). Prasy krawędziowe sterowane numerycznie (CNC) charakteryzują się wyjątkową precyzją i szybkością działania. Wykorzystanie pras krawędziowych stało się standardem we współczesnej produkcji. Są one powszechnie stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i budowlanym.
Elementy konstrukcyjne prasy krawędziowej
Jak już wspomniałem, prasy krawędziowe składają się z różnych części. Niektóre z nich tworzą zewnętrzną ramę, podczas gdy inne są niezbędne do działania tych maszyn. W poniższej sekcji omówię elementy konstrukcyjne prasy krawędziowej.
1. Rama
Rama stanowi centralny szkielet tych maszyn. Stanowi ona podporę dla wszystkich pozostałych elementów, takich jak suwak i stół roboczy. Zazwyczaj producenci wykorzystują wysokiej jakości blachy stalowe i spawają je ze sobą, tworząc ramę prasy krawędziowej. Rama ta jest tak sztywna i wytrzymała, że z łatwością wytrzymuje silne drgania. Podczas pracy prasy krawędziowej powstają pewne drgania spowodowane siłą, jaką stempel wywiera na materiał. Rama amortyzuje te drgania i zapewnia płynną pracę maszyny.
2-pokojowe
Podstawa to kolejny kluczowy element umieszczony w dolnej części prasy krawędziowej. Na tej części montowana jest matryca, a na niej umieszczana jest blacha przeznaczona do gięcia. Podczas pracy tłok naciska w dół, więc stół ten musi wytrzymać duże obciążenia. Dlatego też stół jest wykonany z wytrzymałej stali, aby sprostać dużym obciążeniom. Ponadto, aby prasa krawędziowa działała prawidłowo, stół i tłok muszą być odpowiednio wyrównane.
3. Baran
Tłok znajduje się tuż nad stołem i porusza się w górę i w dół. Ta część jest bezpośrednio powiązana z ruchem stempla. Kiedy tłok porusza się w dół, popycha stempel w dół i dociska go do matrycy. Po wygięciu tłok porusza się w górę. Powoduje to po prostu uniesienie stempla, dzięki czemu można wyjąć wygiętą blachę z matrycy. Jeśli tłok ten jest słaby, nie będzie w stanie wywrzeć dużej siły i odwrotnie.
4. Obudowy boczne/kolumny
Obudowy boczne stanowią kolejny integralny element konstrukcyjny prasy krawędziowej. Są ich dwie, umieszczone po obu stronach tych maszyn. Łączą one stół z tłokiem i zapewniają mu podparcie. Ponadto dzięki obecności tych bocznych słupów lub kolumn tłok pozostaje idealnie wyrównany podczas ruchu. Należy pamiętać, że gdyby nie było kolumn bocznych, ruch suwaka byłby niemożliwy. Dzieje się tak, ponieważ suwak uległby przechyleniu, zwłaszcza pod obciążeniem.
5. System tylnego ogranicznika
System tylnego ogranicznika ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego ustawienia elementu metalowego przeznaczonego do gięcia. Należy pamiętać, że jeśli położenie obrabianego elementu jest nieprawidłowe, stempel uderzy w niewłaściwy punkt. Spowoduje to nieprawidłowe gięcie i powstanie wad.
System tylnego ogranicznika znajduje się pod stołem i może się przesuwać. Dzięki temu utrzymuje blachę w prawidłowym położeniu przed gięciem. W ten sposób stempel wywiera siłę w odpowiednim miejscu, zapewniając precyzyjne gięcia. W prasach krawędziowych sterowanych numerycznie (CNC) system tylnego ogranicznika jest zautomatyzowany. Oznacza to, że jego położenie dostosowuje się zgodnie z instrukcjami wprowadzonymi do systemu komputerowego.
Elementy i systemy operacyjne
Elementy robocze to te, które sprawiają, że maszyny wykonują swoje zadania. Elementy, o których wspomniałem powyżej, odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu stabilności prasy krawędziowej. Nie są one jednak odpowiedzialne za sposób, w jaki maszyny gięją blachy. Przyjrzyjmy się zatem głównym elementom roboczym pras krawędziowych.
1. Źródło zasilania
Źródło zasilania dostarcza energię do różnych elementów prasy krawędziowej. Jest ono wspólne dla wszystkich typów pras krawędziowych. Zazwyczaj głównym źródłem zasilania w tych maszynach są silniki elektryczne. Silnik pracuje i napędza pompę hydrauliczną. Pompa ta zapewnia płynną pracę całego układu hydraulicznego.
Warto zauważyć, że prasa krawędziowa jest również wyposażona w okablowanie zapewniające płynne zasilanie różnych elementów maszyny. Wielkość silnika elektrycznego może się różnić w zależności od modelu prasy krawędziowej. Większe maszyny są zazwyczaj wyposażone w większe pompy, które wymagają większej mocy. Dlatego są one wyposażone w większe silniki elektryczne o wyższej mocy znamionowej i odwrotnie.
2. Układ hydrauliczny
W przeszłości prasy krawędziowe działały w oparciu o układy mechaniczne. Jednak nawet nowoczesne maszyny, w tym te sterowane numerycznie (CNC), wykorzystują układy hydrauliczne. Układ ten składa się z kilku podstawowych elementów, w tym pomp, cylindrów i zaworów. Układ ten działa na zasadzie cieczy hydraulicznej. Po uruchomieniu prasy krawędziowej pompa wtłacza ciecz hydrauliczną do cylindra.
Płyn wypełnia więc cylinder i wywiera siłę, która porusza tłokiem. Gdy tłok przesuwa się do przodu, przesuwa się również stempel. Gdy prasa krawędziowa zatrzymuje się, płyn z cylindra wraca do zbiornika oleju. W rezultacie siła działająca na cylinder maleje. W konsekwencji tłok unosi się do góry, podnosząc jednocześnie stempel. W prasach krawędziowych sterowanych numerycznie (CNC) można łatwo kontrolować układ hydrauliczny za pomocą dedykowanego interfejsu.
3. Układ elektryczny i sterujący
Układy elektryczne i sterujące prasy krawędziowej mają ogromne znaczenie. Praca na prasie krawędziowej nie polega jedynie na przypadkowym gięciu blach. Operatorzy muszą natomiast ustawić określone kąty gięcia i inne parametry. Dzięki temu prasa krawędziowa wykonuje precyzyjne gięcie blachy.
Układ sterowania stanowi centralny element, w którym ustawia się wszystkie parametry związane z gięciem. W maszynach CNC znajduje się ekran cyfrowy. Jak wspomniano powyżej, prasa krawędziowa zawiera również silniki elektryczne i okablowanie służące do zasilania jej podzespołów. Na przykład pompy wykorzystywane w tym układzie są napędzane przez silnik elektryczny.
4. Urządzenia zabezpieczające
Każda prasa krawędziowa jest wyposażona w urządzenia lub elementy zabezpieczające. Co ciekawe, w starych prasach krawędziowych ich nie ma. Ponadto nowoczesne maszyny są wyposażone w kurtyny świetlne, sterowanie dwuręczne, przyciski awaryjne i tym podobne.
Cechy te sprawiają, że prasy krawędziowe są bardzo bezpieczne w użytkowaniu. Na przykład kurtyny świetlne wykrywają ruch rąk. Jeśli ręka znajdzie się w strefie zagrożenia, maszyna automatycznie się zatrzyma. Ponadto maszyny są wyposażone w bariery boczne. Dzięki temu ręce użytkownika nie mają kontaktu z ruchomymi częściami prasy krawędziowej.
5. System koronowania
System koronujący poprawia równomierność gięcia na prasie krawędziowej. Czasami zdarza się, że musimy wygiąć długą blachę. Jednak prasa krawędziowa nie zapewnia równomiernego gięcia na całej długości blachy.
W środkowej części powstaje wyraźne wygięcie, przez co krawędzie blachy wyglądają na lekko nierówne. System wygładzania dostosowuje zarówno stół, jak i matrycę, aby zapewnić równomierne wygięcie na całej długości blachy. Warto zauważyć, że dostępne są różne systemy wygładzania. Należą do nich systemy mechaniczne, hydrauliczne oraz zautomatyzowane.
Rodzaje osprzętu do pras krawędziowych
Dwa główne rodzaje oprzyrządowania do pras krawędziowych, o których mowa powyżej, to stemple i matryce; bez nich prasa krawędziowa nie może działać. Matryca, zamontowana na stole roboczym, posiada wnękę. Nazywana jest również narzędziem dolnym. Z kolei stempel to narzędzie górne, które opada podczas pracy prasy krawędziowej.
Przyciska się go do matrycy i wtłacza materiał do jej wnęki. W rezultacie materiał przyjmuje kształt wnęki matrycy. Kształt matrycy ma kluczowe znaczenie dla uzyskania różnych rodzajów gięć. Ponadto jedna matryca pozwala uzyskać tylko jeden rodzaj kształtu. Poniżej znajduje się lista niektórych kluczowych elementów oprzyrządowania stosowanych w prasie krawędziowej podczas procesu gięcia:
- V-Die
- Matraca promieniowa
- Maty offsetowe
- Narzędzie do obszywania
- V-Die i V-Punch
- Matraca typu U i stempel typu U
- Ciosy ostre lub gwałtowne
Każde z wyżej wymienionych narzędzi pomaga w wykonywaniu gięć o różnych kształtach i kątach. Matryca typu V jest najczęściej stosowanym spośród wszystkich wymienionych narzędzi. Wynika to z faktu, że umożliwia ona gięcie blachy pod różnymi kątami i w różnych wymiarach. Podobnie, stempel typu „gooseneck” jest stosowany, gdy producenci muszą giąć blachę i formować z niej kształty skrzynkowe.
Podobnie, matryca promieniowa służy zazwyczaj do wykonywania okrągłych gięć bez pękania. Należy pamiętać, że matrycy tej można używać nawet w przypadku konieczności gięcia bardzo grubych blach. Stempel ostry przydaje się, gdy wymagane jest ostre (zakrętowe) zagięcie. Często słyszy się również o niestandardowych narzędziach do pras krawędziowych. Narzędzia te są zaprojektowane tak, aby uzyskać unikalny, niestandardowy kształt.
Wskazówki dotyczące konserwacji prasy krawędziowej
Nie ulega wątpliwości, że nowoczesne prasy krawędziowe, dzięki zastosowaniu układu hydraulicznego, są w stanie giąć nawet najgrubsze blachy. Jednak na wydajność tych maszyn mogą mieć wpływ różne czynniki, zwłaszcza jeśli są one starszego typu. Ponadto wymagają one okresowej konserwacji, aby zapewnić ich sprawne działanie. Oto kilka praktycznych wskazówek dotyczących konserwacji pras krawędziowych:
- Sprawdź poziom oleju hydraulicznego
Jak już wspomniano, prasy krawędziowe składają się z układów hydraulicznych. Układ ten wykorzystuje płyn hydrauliczny (olej) do wytwarzania ciśnienia. Należy zawsze sprawdzać i upewniać się, że ciśnienie nie jest ani zbyt niskie, ani zbyt wysokie. Utrzymywanie odpowiedniego poziomu oleju zapewnia płynną pracę pras krawędziowych.
- Nasmaruj ruchome części
Prasy krawędziowe składają się z wielu ruchomych części. Ich praca może stać się płynniejsza po nasmarowaniu. Ponadto smar ten zapobiega rdzewieniu i korozji maszyn, gdy pozostają one nieużywane przez dłuższy czas.
- Sprawdź stempel i matrycę
Zarówno stempel, jak i matryca poddawane są ogromnym siłom podczas pracy prasy krawędziowej. Stempel dociska materiał w dół do wnęki matrycy. Z kolei matryca przyjmuje siłę wywieraną przez stempel na materiał. Dlatego oba te narzędzia są regularnie sprawdzane. Jeśli zauważysz jakiekolwiek pęknięcia lub ślady zużycia, zdecydowanie zalecam podjęcie natychmiastowych działań w celu ich naprawy.
- Sprawdź połączenia elektryczne
Prasa krawędziowa wykorzystuje przewody elektryczne do zasilania różnych podzespołów. Z upływem czasu przewody te mogą ulec zużyciu. Zdecydowanie zaleca się sprawdzanie przewodów i utrzymywanie ich w dobrym stanie. Jeśli są one zużyte, istnieje wysokie ryzyko przegrzania i zapalenia się. W końcu wpłynie to na ogólną wydajność prasy krawędziowej.
- Należy regularnie wymieniać olej hydrauliczny
Producenci pras krawędziowych podają szczegółowe informacje dotyczące wymiany oleju w instrukcji obsługi maszyny. Należy ściśle przestrzegać tych wytycznych i okresowo wymieniać olej hydrauliczny. Wynika to z faktu, że zanieczyszczony olej obniża ogólną wydajność prasy krawędziowej. Regularna wymiana oleju poprawia wydajność prasy krawędziowej.
Wnioski
Podsumowując, prasy krawędziowe są rzeczywiście bardzo przydatnymi maszynami. Bez nich gięcie tak grubych blach byłoby bardzo trudne.
Dostępne są różne typy pras krawędziowych, a każdy z nich charakteryzuje się innym poziomem wydajności. Ręczne prasy krawędziowe są tańsze, ale mniej precyzyjne. Z drugiej strony maszyny sterowane numerycznie (CNC) są drogie i charakteryzują się wyjątkową precyzją. Wszystkie te maszyny składają się jednak z podstawowych elementów. Niektóre z nich pełnią funkcję konstrukcyjną, a inne – operacyjną. Elementy konstrukcyjne tworzą szkielet maszyny, natomiast elementy operacyjne zapewniają działanie pras krawędziowych. W niniejszym artykule omówiłem wszystkie elementy składowe pras krawędziowych.