Преимущества моделирования гибки для листогибочных прессов [Часть 1]

Операция гибки влияет на все этапы работы цеха по прецизионной обработке листового металла. Металл изменяется при формовке, и если вы не учитываете это изменение правильно, то размер заготовки будет неправильным на этапе обработки, вследствие чего вы можете получить плохую подгонку для сварки и сборки.

Если в процессе гибки возникают ошибки, то они влияют на все последующие процессы обработки, поэтому важно хорошо спланировать и правильно подобрать стратегию, которая поможет сделать гибку листового металла более предсказуемой. С этой целью на первый план выходит моделирование гибки. В последние годы компании все чаще используют такие симуляторы для эффективной оцифровки производственного процесса и выявления проблем на ранних этапах, даже при составлении сметы, прежде чем они перерастут в нечто большее и создадут хаос в цехе.

Гибка может превратиться в сплошную неразбериху, особенно если инженеры не учитывают оснастку и допуски, которые требуются для каждого конкретного процесса гибки. Измените радиус гибки в воздухе, и вам придется изменить матрицу и, соответственно, все расчеты изгибов, необходимые для достижения правильного размера заготовки.

"Многие производители могут получить от заказчика чертеж", - говорит Дуг Вуд, генеральный менеджер по продаже программного обеспечения для обработки листового металла RADAN в компании Hexagon. "Они могут подумать, что им не нужно создавать 3D-модель, но cмогут ли они воссоздать деталь по чертежу? Тот, кто разработал эту деталь, не знает какие у вас есть листогибочные прессы и оснастка".

При воздушной гибке различная ширина штампа изменяет получаемый радиус и припуск на изгиб, что в свою очередь изменяет конечный размер формируемой детали; это в свою очередь изменяет вычет на изгиб и требуемый размер заготовки для достижения желаемого размера формируемой детали. Гибка листового металла, увы, не проста. Неправильное определение радиуса приводит к нарушению почти всех остальных параметров.

"В мире программирования гибка идет впереди резки", - говорит Анупам Чакраборти, коммерческий директор компании Lantek, производителя программного обеспечения из Испании. "Причина очень проста. Вы создаете чертеж на основе используемой вами оснастки листогибочного пресса".

По-прежнему распространена практика, при которой вся ответственность за настройку инструмента и разработку последовательности гибов возлагается на оператора листогибочного пресса. "Это часто приводит к большому количеству проб и ошибок и большому количеству брака", - говорит Чакраборти, добавляя, что вины оператора листогибочного пресса в этом нет. Проблема возникает из-за того, как цеха традиционно обрабатывают задания на гибку, ставя телегу впереди лошади и отправляя заказ в цех до того, как будут учтены все переменные.

Даже если программирование процесса проходит гладко, оно все равно представляет собой непроизводительное время. Когда листогибочные прессы не двигаются и не производят качественные детали, они не приносят прибыль. Одна сложная работа может привести к отставанию от графика других работ. Непонимание между операторами и сменами создает еще большую неопределенность. А чрезмерная изменчивость в целом в процессе формовки может привести к нарушению других операций во всем цехе.

Если операторам необходимо изготовить деталь, которая не разработана с учетом имеющихся инструментов и методаов гибки, они могут просто довести работу до конца с помощью грубой силы. Операторы меняют последовательность гибки, чтобы перенести ошибку в размерах на другую, менее критичную часть детали. Они изменяют настройки, чтобы избежать столкновения инструментов, или применяют уникальную стратегию измерения, чтобы обеспечить устойчивое и точное удержание детали на протяжении всего процесса гибки. Насколько хорошо операторы документируют все это, не понятно, и, независимо от этого, это всего лишь пластырь, закрывающий более серьезную проблему: детали не были разработаны с учетом имеющихся инструментов.

Чем раньше предприятие сможет проверить, что деталь можно согнуть, и что в конструкции учтены инструменты и методы гибки, используемые в цехе, тем лучше. Кроме того, может ли сборка быть сформирована как единый компонент, исключающий затраты на сварку и сборку? Автоматизированное ценообразование и моделирование гибки помогают цехам ответить на эти вопросы раньше и, в идеале, выделяют производителя на фоне конкурентов.

Неэффективность при гибке возникает из-за метафорического разделения между отделом продаж, инженерным отделом, цехом и самими заказчиками. Сотрудники отдела продаж и CAD/CAM-специалисты в цехе обработки могут получить файл SolidWorks, Inventor, STEP или какой-либо другой файл с большим количеством данных для определенных работ. Для других работ они могут получить просто PDF.

"Обмениваясь информацией, цех обработки должен иметь возможность снизить свои затраты", - говорит Вуд. "В конечном счете, вам нужно будет изменить чертеж на основе вашей оснастки. Поэтому, хотя вы можете получить чертеж в SolidWorks, вам лучше запросить промежуточный файл, например, STEP-файл или, еще лучше, файл модели в SolidWorks. Таким образом, вы сможете применить листогибочный пресс и оснастку вашего цеха и обновить метаданные в самой модели SolidWorks".

"Отсюда вытекают основные вопросы проектирования для производства, такие как особенности линии изгиба или очень узкий, трудноформируемый фланец. Кроме того, есть ли в конструкции необходимые сварные швы между двумя перпендикулярными изгибами? Это всего лишь один из многих вопросов проектирования, все дело в том, чтобы обсудить эти вопросы как можно раньше."

Говорит Скотт Сойер, соучредитель и главный технический директор бостонской компании Paperless Parts, облачной платформы для определения цены на операции гибки. Платформа не является симулятором гибки на конкретной машине, но инженеры, занимающиеся расценками, могут настраивать различные "пороговые значения" для проверки. Он добавил, что определение этих пороговых значений требует соблюдения правильного баланса. Если установить слишком много пороговых значений, компания может упустить выгодную сделку.

Прежде чем приступить к оптимизации конструкции детали, инженерам необходимо определить достоверность самого файла 3D модели CAD. Инженер может использовать функцию «листовой металл» в SolidWorks, которая разворачивает деталь в плоский чертеж. Он может быть не идеальным, но это хорошая отправная точка.

Проблемы возникают, когда цеху приходится иметь дело с файлами CAD без надлежащей информации, то есть не учитываются особенности листового металла. Кроме того, файл мог подвергнуться многократному преобразованию, "и теперь он потерял некоторую точность", - говорит Сойер. "Кроме того, некоторые пакеты CAD имеют проблемы с разворачиванием деталей, которые изначально не были созданы в этих пакетах CAD. После нескольких лет разворачивания деталей мы сталкиваемся со все более и более странными случаями". Края и грани могут соединяться не так, как должны, или прямая грань, может быть представлена в виде набора крошечных сегментов, что затрудняет общую обработку конструкторского файла.

"По сути, файл проекта может выглядеть хорошо, но в нём все равно могут быть неточности", - сказал Сойер, добавив, что способность программного обеспечения разворачивать листовой металл постоянно улучшается.

Сойер добавил, что хорошее разворачивание способствует лучшему раскрою, что особенно важно для производственных работ. Конечно, мелкосерийная работа, скорее всего, не будет провалена, если размер заготовки не будет предсказан идеально. Но когда объемы растут, "материал становится большой частью стоимости работы. Возможно, есть несколько компонентов одинаковой толщины, и вы можете расположить все эти компоненты вместе". Неправильный выбор размера заготовки может изменить выход материала при раскрое. Это может быть небольшая разница, но при создании конкурентного предложения это может быть разница между победой и поражением.

В зависимости от конструкции, даже при наличии полной модели, стандартизация все равно может отсутствовать. Обозначения могут отличаться, включая то, как указываются угловые и размерные допуски. Может быть указан радиус, но действительно ли заказчику важно, каков радиус, или критически важен другой указанный размер?

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Что такое тандемный листогибочный пресс?»‎ и «‎Совершенствование цикла резки-гибки при производстве металлоконструкций [Часть 1]»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!