Пуансон гибочного пресса

Когда слышишь ?пуансон гибочного пресса?, многие сразу представляют себе просто закалённый брусок, который давит на лист. На деле, это, пожалуй, самый недооценённый и капризный узел в оснастке. От его геометрии, состояния кромки, даже от способа крепления в ползуне зависит не только угол гиба, но и качество всей детали — та самая ?пружинистость? металла, заломы, царапины. Частая ошибка — думать, что если матрица подобрана, то пуансон любой, лишь бы твёрдый. Потом удивляются, почему на нержавейке остаются следы или радиус получается плывущим.

Геометрия — это не только угол

Взять, к примеру, самый распространённый 90-градусный пуансон гибочного пресса. Казалось бы, чего проще. Но тут начинаются нюансы: радиус закругления рабочей кромки (его часто называют радиусом пуансона). Если для чёрного металла толщиной 2 мм можно взять радиус 0.8-1 мм, то для алюминия того же сечения уже лучше 1.5 мм, иначе будет вдавливание. А для тонких листов (0.5-0.8 мм) под острым углом нужна практически идеальная острая кромка, но без малейших сколов — иначе вместо чёткой линии гиба получится рваный след.

У нас был случай на одном из старых прессов, кажется, от ?Триумфа?. Заказали партию пуансонов у местного производителя, вроде бы всё по чертежам. А на практике при гибке длинных деталей (метра полтора) середина угла постоянно ?уходила? на полградуса-градус. Долго ломали голову — проверяли и ползун, и давление. Оказалось, дело в микропрогибе самого пуансона гибочного пресса по длине. Материал был подобран не совсем тот, термообработку сделали с перекалкой, он стал жёстким, но хрупковатым — под нагрузкой чуть изгибался. Визуально не видно, а на детали сказывается. Пришлось переделывать, взяв материал с большим пределом упругости.

Ещё один момент — это высота и способ крепления. Короткий пуансон, особенно на толстых листах, может просто вырвать из крепления ползуна, если давление рассчитано неправильно. А если он слишком высокий и узкий — есть риск потери устойчивости, ?подламывания?. Тут уже не до геометрии гиба, тут безопасность. Поэтому для каждого пресса, особенно если речь о серьёзных тоннажах (от 100 тонн и выше), оснастку лучше подбирать или изготавливать под конкретную модель, а не брать ?универсальную? с рук.

Материал и износ: что важно помнить

Обычно для серийного производства используют пуансоны из инструментальных сталей типа Х12МФ или зарубежных аналогов, типа D2. Они хорошо держат кромку. Но есть нюанс с гибкой оцинковки или алюминия с покрытием — мягкий материал налипает на кромку, образуется наплыв, который потом царапает следующие детали. Приходится часто чистить, а это ведёт к износу. Иногда для таких задач имеет смысл рассматривать оснастку с полированными рабочими поверхностями или даже с износостойкими напылениями.

Износ — это не только затупление радиуса. Часто первым делом ?садится? именно угол острия. На глаз это может быть незаметно, но деталь начинает ?недогибаться? на пару градусов. Контрольный уголомер или шаблон — must have в цеху. Мы раз в месяц обязательно прогоняем тестовые гибы на контрольных листах, особенно после больших партий. Заметил, что у китайских прессов, особенно ранних поколений, часто шла оснастка из обычной углеродистой стали, просто закалённая. Она дешевле, но и ресурс в разы меньше. Сейчас многие производители, даже из Китая, переходят на более стойкие сплавы.

К слову о производителях. Сейчас на рынке много игроков. Видел оснастку от турецких, итальянских фирм — качество отличное, но цена. Для среднего цеха часто перебор. Из интересных вариантов — некоторые российские и китайские компании, которые специализируются именно на гибочном оборудовании и делают оснастку под него. Например, натыкался на сайт ООО Нанкин Бошэнда Автоматическое Оборудование. Они, если смотреть их историю, а именно BOST, основанная ещё в 1990 году в Чжуншане, изначально как раз с машиностроения и начали, разрабатывая листогибочные и трубогибочные станки. У таких компаний обычно оснастка лучше сбалансирована под свои же пресса, потому что они знают нюансы конструкции ползуна и усилия. Но это не значит, что их пуансон не подойдёт к другому прессу — просто нужно тщательнее проверять посадочные размеры.

Практические ловушки и неочевидные связи

Одна из самых неприятных проблем — это отскок (springback). Его величина зависит от множества факторов: материала, толщины, радиуса гиба. Но мало кто связывает его непосредственно с выбором пуансона гибочного пресса. А зря. Если взять пуансон со слишком большим радиусом для острого гиба, металл будет не столько гнуться, сколько растягиваться по радиусу, и пружинный эффект усилится. Придётся либо дожимать, что не всегда хорошо для геометрии, либо пересчитывать угол впуска. Иногда проще и правильнее заменить оснастку на более острую, чем бороться с последствиями.

Ещё момент — гибка с высокой полкой. Когда высота полки детали мала (меньше, чем, скажем, 3-4 толщины материала), стандартный пуансон может просто не поместиться или создать неправильное усилие. Тут нужны специальные низкопрофильные или так называемые ?острые? пуансоны. Мы как-то попробовали сэкономить и загнуть такую деталь на стандартном — в итоге получили завал верхней кромки и недопустимые напряжения в зоне гиба. Детали пошли в брак. Пришлось срочно заказывать спецоснастку. Теперь для таких задач у нас всегда есть отдельный набор.

Связь с матрицей, конечно, ключевая. Зазор между пуансоном и матрицей — святое. Слишком маленький — будет чрезмерное трение и износ, возможен задир материала. Слишком большой — лист начнёт ?плавать?, край гиба будет нечёткими, возможна деформация по длине. Старое правило — зазор примерно на 8-12% больше толщины листа — работает, но не всегда. Для мягких материалов (медь, алюминий) можно чуть увеличить, для твёрдых (нержавейка, высокоуглеродистая сталь) — уменьшить. Это всё приходит с опытом и, увы, иногда с браком.

Специализированные решения и адаптация

Помимо стандартных, есть целый зоопарк специальных пуансонов: ручьевые (для гиба с большим радиусом), пуансоны для гиба ?лодочкой?, с выемкой под сварной шов, составные для сложных профилей. Их использование — это уже высший пилотаж. Тут важно не только их иметь, но и понимать последовательность гибов в технологическом процессе. Неправильная очередность установки такой оснастки может привести к тому, что последующая операция станет невозможной — деталь упрётся в элементы пуансона.

Интересный опыт был с адаптацией старого советского пресса под современные задачи. Стандартной оснастки не хватало, а заказывать новую под нестандартный размер хвостовика было дорого. Пришлось изготавливать переходные втулки. Самое сложное было не допустить люфта в соединении ?втулка — пуансон гибочного пресса?. Любой люфт — это потеря точности и риск перекоса. Делали с минимальным натягом, после установки проверяли гибом контрольной полосы по всей длине. Работало, но как временное решение. Для постоянного использования, конечно, нужно заказывать оснастку ?под ключ?.

В этом контексте, возвращаясь к производителям, важно смотреть не только на каталог, но и на возможность изготовления нестандартных решений. Та же компания ООО Нанкин Бошэнда Автоматическое Оборудование, судя по их профилю, сформировала команду, которая разрабатывала станки, опираясь на опыт в машиностроении. Такие поставщики часто более гибкие в вопросах кастомизации оснастки под конкретные нужды, потому что они понимают процесс изнутри, а не просто продают железо.

Вместо заключения: мысль вслух

Так что, пуансон гибочного пресса — это далеко не расходник в полном смысле. Это точный инструмент, который требует внимания, правильного подбора и ухода. Экономия на нём почти всегда выходит боком — либо браком, либо простоем, либо необходимостью переналадки всего процесса. Лучше иметь меньший, но качественный и правильно подобранный набор, чем шкаф, забитый ?универсальными? брусками, которые в итоге не подходят ни под одну задачу идеально.

Сейчас, с развитием ЧПУ и возможностью точного расчёта усилий, подбор оснастки стал проще — многие программы для прессов имеют базы данных по пуансонам и матрицам. Но машина считает идеальные условия. На практике всегда есть нюансы: состояние станка, качество конкретной партии металла, температура в цеху. Поэтому окончательное слово и ?чувство металла? остаются за оператором или технологом. Без этого самого практического взгляда на тот самый брусок в ползуне — никуда.

Главное — не бояться экспериментировать (в разумных пределах, конечно) и вести свой журнал наблюдений. Какой пуансон, под какой материал и толщину, с каким результатом использовали. Эта простая тетрадка в цеху иногда решает больше, чем самый подробный каталог от производителя. Потому что в ней — ваш конкретный опыт, ваши конкретные пресса и ваши материалы. А это, в конечном счёте, и есть главное.