č. 196, Lifa Avenue, Haian City, Nantong, provincie Jiangsu, Čína
Zásadní rozdíl mezi lisové ohýbání a ohýbání válců spočívá v jak je síla aplikována a jakou geometrii proces vytváří . Ohýbání lisem používá razník (horní matrici), který sestupuje na plech spočívající na spodní matrici, aby vytvořil jediný diskrétní ohyb pod definovaným úhlem – deformace se soustředí do jednoho bodu. Ohýbání válců prochází kov přes sadu válců, které progresivně a nepřetržitě zakřivují materiál do oblouku, poloměru nebo plného válce – deformace je rozložena po celé délce. Jednoduše řečeno: lisové ohýbání vytváří ostré nebo úhlové ohyby; ohýbání válců vytváří zakřivené nebo kruhové tvary .
Oba jsou základními procesy tváření kovů, ale slouží zcela odlišným geometrickým výsledkům. Ohraňovací lis ohýbá plech pod úhlem 90° a vytváří krabicový panel; válec desky zakřivuje plech do trubkové sekce nebo válcové nádoby. Nesprávná volba mezi nimi vede buď k nemožnému výsledku (pokus o válcování ostrého rohu), nebo k plýtvání (stiskněte ohýbání desítek přírůstkových bodů, abyste se přiblížili křivce, kterou by válcovací stroj vytvořil při jednom průchodu). Tento článek vysvětluje oba procesy do hloubky, porovnává je napříč všemi klíčovými parametry a poskytuje pokyny pro výběr správného procesu pro každou aplikaci.
Ohýbání lisem — prováděné na ohraňovacím nebo lisovacím stroji — je a bodový deformační proces . Plech je umístěn na spodní matrici (zápustku) a horní matrice (razík) klesá pod hydraulickou, mechanickou nebo servoelektrickou silou, aby vtlačila kov do dutiny matrice. Kov se plasticky deformuje v linii kontaktu mezi hrotem razníku a plechem, čímž se vytvoří úhel ohybu určený geometrií nástroje a hloubkou zdvihu razníku.
Ohýbání lisem není jediná technika, ale skupina příbuzných metod, z nichž každá poskytuje jiné výsledky:
Ohýbání válců – provádí se na válci plechu, ohýbačce profilů nebo na stroji na válcování trubek – je a kontinuální progresivní deformační proces . Spíše než použití síly v jediném bodě, ohýbání válců rozděluje ohybové napětí po délce materiálu tím, že ho vede přes sadu válců uspořádaných v geometrické konfiguraci, která vyvolává zakřivení. Kov vystupuje z válců nepřetržitě zakřivený a vícenásobné průchody mohou postupně utahovat poloměr, dokud není dosaženo požadovaného oblouku nebo plného válce.
V následující tabulce jsou uvedeny hlavní technické rozdíly mezi nimi lisové ohýbání a ohýbání válcováním napříč všemi hlavními parametry:
| Parametr | Stiskněte Ohýbání | Ohýbání rolí |
|---|---|---|
| Typ deformace | Bodová / liniová deformace | Plynulá progresivní deformace |
| Výstupní geometrie | Diskrétní úhly (tvary V, kanály, krabice, příruby) | Oblouky, křivky, válce, kužely, šroubovité tvary |
| Minimální poloměr ohybu | Pevná jako 0,5× tloušťka materiálu (ražení mincí) | Obvykle Minimální tloušťka materiálu 5–10× |
| Maximální tloušťka plechu/desky | Až 25–30 mm u velkotonážních strojů | Až 100 mm na rolích tlustého plechu |
| Náklady na nástroje | Střední (standardní sady matric; vlastní matrice pro složité profily) | Nízká pro desku (žádná výměna nástroje); střední pro sekce (profilované role) |
| Kompenzace odpružení | Automaticky přes CNC overbending; eliminováno ražením | Kompenzováno dalšími průchody; závisí na zkušenostech operátora |
| Rozměrová opakovatelnost | ±0,1° až ±0,5° na CNC ohraňovacích lisech | ±1–3 mm na poloměru (manuální); těsnější na CNC válcovacích strojích |
| Plochý konečný efekt | Nelze použít (bodový ohyb, není spojitý) | Prezentováno na 3válcových strojích ; minimalizováno 4válcem nebo předohýbáním |
| Povrchové značení / škrábání | Lokalizováno v kontaktní zóně matrice; polyuretanové vložky snižují značení | Distribuováno podél válečkového kontaktu; riziko na předem natřených nebo leštěných površích |
| Typická tonáž stroje / síla | 30–1000 tun | Jmenovité podle průměru válce a výkonu pohonu (5–500 kW) |
| Vyžaduje se dovednost operátora | Střední (CNC programování); vysoká pro složité díly s více ohyby | Vysoká (rozsudek poloměru, řízení odpružení, manipulace na konci) |
| Délková kapacita dílu | Omezeno délkou lože stroje (typicky do 6 m) | V principu neomezené (šířka válečku určuje maximální šířku) |
Nejzákladnějším rozdílem mezi těmito dvěma procesy je geometrie, kterou produkují. Pochopení toho zabrání běžné chybě zadání nesprávného procesu pro daný návrh součásti.
Ohýbáním lisem se vyrábí díly s rovné úseky oddělené diskrétními ohybovými liniemi . Každý ohyb je jedinou definovanou úhlovou deformací. Provedením více sekvenčních ohybů na stejném kusu může ohraňovací lis vytvářet složité profily, jako jsou:
co lisové ohýbání neumí efektivně vyrábět je jakýkoli tvar vyžadující souvisle zakřivený povrch bez přímých částí – trubka, válcový plášť nádrže, obloukový nosník nebo kuželová násypka. Pokus o aproximaci křivky pomocí lisového ohýbání (technika zvaná „nárazové ohýbání“ nebo „přírůstkové ohýbání lisováním“) vyžaduje desítky těsně rozmístěných ohybových čar, které dohromady tvoří fasetovou aproximaci křivky. To je časově náročné, pracné a vytváří povrch s viditelnými plochými fazetami spíše než s hladkým obloukem.
Ohýbáním válců se vyrábí díly s spojitě zakřivené plochy s konstantními nebo proměnnými poloměry . Rozsah možných výstupů zahrnuje:
co roll bending neumí efektivně vyrábět je jakýkoli tvar s ostrým, diskrétním úhlem ohybu – 90° roh, V-drážka, lem nebo okraj s lemem. Pokus o vytvoření ostrého rohu extrémním přehnutím na kotouči plechu buď poškodí válečky, nepředvídatelně zkroutí materiál, nebo se prostě nepodaří dosáhnout těsného poloměru, protože geometrie tří nebo čtyř válečků nemůže soustředit napětí na jednu linii, jako to dokáže hrot razníku ohraňovacího lisu.
Odpružení – elastické zotavení, které způsobí, že se ohnutá část po odstranění ohýbací síly mírně otevře směrem k původnímu tvaru – ovlivňuje jak ohýbání lisem, tak ohýbání válců, ale v každém procesu se řeší jinak.
Při ohýbání lisem je zpětné odpružení předvídatelné a lze jej přesně kompenzovat. Pro ohýbání vzduchem vypočítá řídicí jednotka CNC požadovaný úhel přehnutí na základě meze kluzu materiálu, tloušťky a otvoru matrice a poté naprogramuje razník tak, aby sestoupil pod mírně větší úhel, než je cíl. Když se razník zatáhne, kov se vrátí zpět do správného úhlu. Moderní CNC ohraňovací lisy automaticky kompenzují odpružení , který často zahrnuje měření úhlu v reálném čase pomocí laserových senzorů, které upravují hloubku děrování uprostřed zdvihu tak, aby bylo dosaženo cílového úhlu s přesností ±0,1° bez ohledu na variaci šarže materiálu.
Při ražení je odpružení zcela eliminováno: extrémní komprese v ohybové zóně (snížení tloušťky o 25–30 %) plně plasticky zpevní kov, takže v podstatě zůstane nulová elastická obnova. To přichází za cenu velmi vysoké požadované síly – může vyžadovat ohyb v 3 mm oceli 5–10× síla stejného úhlu ohybu vzduchu .
Odpružení při ohýbání válců je složitější na řízení, protože ovlivňuje spíše celou délku zakřiveného kusu než jeden samostatný úhel. Velikost odpružení závisí na meze kluzu materiálu, tloušťce a cílovém poloměru — materiály s vyšší pevností a větší poloměry vytvářejí úměrně více zpětného odpružení . Při ohýbání válců je odpružení obvykle řízeno:
Oba procesy dokážou zpracovat širokou škálu kovů, ale jejich praktické limity se výrazně liší.
| Materiál | Stiskněte Ohýbání Range | Ohýbání rolí Range | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Měkká ocel (S235–S275) | 0,5–25 mm | 1–100 mm | Rukojeť ohýbání rolí velmi těžký plech; lis omezený tonáží |
| Vysoká-strength steel (S355–S690) | 0,5–15 mm | 2–80 mm | Vyšší odpružení v obou procesech; užší min. rádius pro lis |
| Nerezová ocel (304, 316) | 0,5–20 mm | 1–60 mm | Práce-tvrdne rychle; minimální poloměry těsnější než u měkké oceli |
| Hliník (řada 5xxx, 6xxx) | 0,5–20 mm | 1–50 mm | Dolní odpružení; teplota výrazně ovlivňuje minimální poloměr |
| Měď a mosaz | 0,3–10 mm | 0,5–20 mm | tvárné; vynikající tvarovatelnost v obou procesech |
| titan | 0,5–8 mm (stupeň 2) | 1–20 mm | Odpružení velmi vysoké; vyžaduje značné nadměrné ohýbání v obou procesech |
Kritický postřeh: ohýbání válců zvládne výrazně silnější plech než ohýbání lisem pro těžké aplikace. Největší stroje na válcování plechů na světě dokážou ohýbat ocelové plechy o tloušťce přes 100 mm a šířce 4 metry do válcových plášťů pro nádrže na skladování ropy, nádoby jaderných reaktorů a konstrukce na moři. Žádný ohraňovací lis se této schopnosti nemůže přiblížit, protože ohýbací síla požadovaná pro takové tloušťky by vyžadovala nástroje a rámy nepraktické velikosti a hmotnosti.
Rozměrová přesnost je často rozhodujícím faktorem při výběru mezi dvěma procesy pro přesné aplikace. Tyto dva procesy mají zásadně odlišné profily přesnosti:
Moderní CNC ohraňovací lisy dosahují úhlová přesnost ±0,1° až ±0,3° na standardních materiálech pomocí měření úhlu v uzavřené smyčce v reálném čase. Přesnost polohování zadního dorazu je typicky ±0,1 mm , což umožňuje velmi konzistentní délky přírub napříč výrobní šarží. Opakovatelnost lisového ohýbání jej předurčuje pro velkoobjemovou výrobu identických dílů – automobilový konstrukční držák, panel elektrického krytu nebo nábytkový díl lze vyrábět s úzkými tolerancemi šarži po šarži s minimálními odchylkami procesu.
Klíčovým omezením přesnosti lisového ohýbání je variace materiálu v rámci šarže : pokud se mez kluzu nebo tloušťka vstupního plechu mění napříč šarží (což je normální v rámci standardních materiálových tolerancí), úhel odpružení se bude mírně lišit. To je důvod, proč je měření úhlu v uzavřené smyčce, které se upravuje pro každý ohyb v reálném čase, standardem u aplikací přesných ohraňovacích lisů.
Ohýbání válců dosáhne tolerance poloměru ±1–5 mm na ručních strojích, dotažené na ±0,5–1 mm na CNC strojích s poloměrovou zpětnou vazbou v uzavřené smyčce. Tyto tolerance jsou zcela adekvátní pro nádoby, nádrže, potrubí a konstrukční obloukové prvky, kde je v rámci celkové tolerance součásti přijatelná odchylka poloměru o několik milimetrů. Ohýbání válečkem však nemůže dosáhnout úhlové přesnosti lisového ohýbání u dílů vyžadujících přesné definování úhlu na konkrétních místech.
Efekt „plochého konce“ — neohnutá část na předním a zadním konci plechu na tříválcovém stroji — je specifickou výzvou v oblasti přesnosti ohýbání válců. Tato plochá část obvykle měří polovinu vzdálenosti mezi dvěma spodními válci . U stroje se středovou vzdáleností mezi spodními válci 400 mm bude mít každý konec přibližně 200 mm plochého materiálu. Zvládnout to pomocí předběžného ohýbání, dodatečného přídavku materiálu (oříznutého po válcování) nebo použití čtyřválcového stroje je součástí plánování procesu pro válcové skořepiny.
Ekonomika výroby se mezi těmito dvěma procesy výrazně liší v závislosti na velikosti šarže a složitosti součásti.
Zvládne to moderní CNC ohraňovací lis 3–8 ohybů za minutu na standardních plechových dílech v závislosti na velikosti dílu, požadavcích na manipulaci a počtu výměn matrice mezi operacemi. U jednoduchých velkoobjemových dílů (jediný ohyb 90° v plechu 1 m × 0,5 m) je dosažitelná rychlost výroby 60–120 dílů za hodinu. U složitých dílů s více ohyby, které vyžadují výměnu nástroje a přemístění, efektivní rychlost výrazně klesá. Čas nastavení pro nový partprogram je 5–20 minut na moderním CNC stroji oproti 30–90 minutám na ručních strojích.
Ohýbání válcem je pomalejší proces na díl než ohýbání lisem pro jednoduché operace, ale zpracovává materiál nepřetržitě – 6metrovou desku lze svinout do válce během několika minut válcování, zatímco aproximace tohoto válce lisovým ohýbáním by vyžadovala desítky jednotlivých ohybů. Nastavení na válcovacím stroji pro nový poloměr zahrnuje nastavení polohy válců a kalibraci podle zkušebního kusu – obvykle 10–30 minut pro zkušené operátory na ručních strojích, méně na CNC rolích s uloženými programy. Pro zakázkové jednodílné velkoobjemové výroby (plášť tlakové nádoby, sekce obilného sila) je ohýbání válců výrazně rychlejší než jakákoliv alternativa založená na lisu.
Specifická průmyslová odvětví a aplikace, kde je každý proces standardní volbou, odrážejí jejich geometrické možnosti a ekonomiku výroby:
| Průmysl / Aplikace | Dominantní proces | Důvod |
|---|---|---|
| Elektrické skříně a rozvaděče | Ohýbání lisem | Přesné úhelníky, příruby, lemy; těsné tolerance; tenký plech |
| Tlakové nádoby a pláště kotlů | Ohýbání rolí | Válcové formy v těžkém plechu; velký průměr; kontinuální zakřivení |
| Panely karoserie a konstrukční díly automobilů | Ohýbání lisem | Velkoobjemový; přesné úhly; plechové příruby a výztuhy |
| Zásobníky ropy a plynu a potrubí | Ohýbání rolí | Kurzy ostřelování tanků; výroba potrubí velkého průměru; tlustý plech |
| Architektonické obklady a fasádní panely | Ohýbání lisem | Profilované panely s přesnými liniemi ohybu; hliníku a nerezové oceli |
| Zakřivené architektonické ocelové konstrukce (oblouky, portály) | Ohýbání rolí | Ohýbání řezů I-nosníků, HSS a kanálů do hladkých oblouků |
| HVAC potrubí a komponenty ventilace | Ohýbání lisem | Obdélníkové a čtvercové rohy potrubí; přírubové spoje; tenké měřidlo |
| Offshore a stavby lodí | Ohýbání rolí | Křivky oplechování trupu; zakřivené palubní nosníky; tlustá konstrukční deska |
| Kryty lékařských přístrojů a rámy vybavení | Ohýbání lisem | Přesné kryty; nerez; příruby s těsnou tolerancí |
| Zemědělská sila a zásobníky na obilí | Ohýbání rolí | Válcové skořepiny; kónické střechy; válcování vlnitého plechu |
Mnoho vyrobených sestav vyžaduje obojí lisové ohýbání a ohýbání válců v různých fázích jejich výroby. Rozpoznáním této kombinace se vyhneme mylné představě, že tyto dva procesy jsou vždy navzájem alternativami – často se doplňují.
Klasické příklady kombinované výroby zahrnují:
V těchto situacích je konstruktér specifikuje, které funkce vyžadují jednotlivé procesy na základě geometrie tohoto prvku. Kruhové, válcové nebo spojitě zakřivené prvky přecházejí do válcovací operace; příruby, rohy, úhelníky a profilované části jdou do provozu ohraňovacího lisu. Výrobní závody sloužící různým průmyslovým odvětvím obvykle udržují oba typy strojů právě proto, že nejsložitější výroby vyžadují obě funkce.
Pomocí následujících kritérií určete, který proces ohýbání je vhodný pro danou součást nebo aplikaci:
Pneumatický jednohlavý srážecí stroj
NC ohýbačka trubek s jednou hlavou (střední)
NC ohýbačka trubek s jednou hlavou (těžký provoz)
Ohýbání trubek s kontinuálním lisováním s více stanicemi
Formování konců trubek za studena Jednostrojová automatizovaná jednotka
Kontinuální formovač konců trubek s automatickým vytlačováním