Вытяжной станок для листового металла
Оборудование для изготовления днищ, полусфер и конусов методом ротационной вытяжки.
Принцип работы
Давильно-раскатные станки позволяют методом ротационной вытяжки эффективно обрабатывать различные детали типа днищ, полусфер, конусов.
Технология ротационной вытяжки применяется для изготовления деталей с переменной толщиной стенок и с наружными кольцевыми ребрами. В комбинации с ротационной вытяжкой для получения сложной формы деталей можно применять дополнительные операции: прокатку, штамповку, сварку. Ротационную вытяжку можно применять как вспомогательную операцию для придания окончательной формы полученным вытяжкой заготовкам.
Исходной заготовкой для ротационной раскатки чаще всего служит круглый металлический диск, но также используются и другие плоские геометрические формы, и трубчатые заготовки, в зависимости от потребностей.
С помощью ротационной вытяжки металла изготавливаются также хозяйственные принадлежности и аналогичные тонкостенные изделия сложной формы: ковши, кубки, бидоны, кастрюли, чайники, кофейники, котелки, бочонки, диффузоры, фасонные медные детали пивоваренных установок, барабанов бетономешалок, крупных сосудов и посуды, изделий для химической и пищевой промышленности. Так же давильные станки применяются в ювелирной промышленности.
Преимуществом метода ротационной вытяжки является возможность достигнуть упрочения металла, что приводит к снижению веса детали и экономии материала при минимальных затратах на инструмент.
Характеристики
| Макс. диаметр заготовки | 300−1500 мм |
| Мощность двигателя главного шпинделя | 3.7−132 кВт |
| Скорость вращения двигателя | 600−4000 об/мин |
| Перемещение по оси X | 380−600 мм |
| Перемещение по оси Z | 300−750 мм |
| Перемещение задней бабки | 300−1200 мм |
| Толщина заготовки (алюминий) | 0.5−10.0 мм |
| Толщина заготовки (медь) | 0.5−10.0 мм |
| Толщина заготовки (нелегированная сталь) | 0.5−6.0 мм |
| Толщина заготовки (нержавеющая сталь) | 0.5−6.0 мм |
| Вес станков | 3000−55000 кг |
Преимущества
Централизованное управление Низкий уровень шума Автоматическая система смазки Добавление рабочих устройств Высокая износоустойчивость Высокая точность операций Безопасность управления Откатка детали с двух противоположных сторон Обработка толстых материалов до 10 мм Нагрев в месте деформации детали Быстрая смена инструмента Резцы для подрезки заготовки Использование на частных предприятиях и крупных заводах Переналадка станка с одного изделия на другое Каталожные комплектующие Не требовательны к подготовке помещений Высокая жесткость корпуса
Готовые изделия
Диапазон возможных изготовляемых деталей на раскатном станке огромен: от металлической посуды до осветительных приборов из различных видов металла, таких как медь, серебро, олово, алюминий, сталь, нержавеющая сталь.
Принцип ротационной вытяжки металла
Ротационная вытяжка металла - это метод обработки листового металла для получения полых деталей самых разнообразных форм без снятия стружки. .
При этом методе обработки стружки круглая металлическая заготовка, труба или полуфабрикат сначала приводится во вращательное движение. Формующие ролики оказывают давящее усилие на вращающуюся металлическую заготовку и заставляют металл течь, принимая форму оправки. Этот метод позволяет изготовить детали со сложной кофигурацией и геометрией, жесткими допусками и превосходным качеством поверхности при минимальных затратах на инструмент. Преимущество метода ротационной вытяжки очевидно: с помощью этого метода достигается максимальная точность воспроизведения контура детали.
Технология ротационной вытяжки, на сегодняшний день, незаслуженно утратила популярность на территории СНГ, в то время как в Китае и США работает множество производств, использующих данную технологию обработки металла, как на высокотехнологичном уровне, так и на уровне небольших производственных мастерских с ручным трудом. Высокотехнологичные давильно-раскатные станки ротационной вытяжки имеют широчайший спектр применения как в легких так и в тяжелых отраслях промышленности для производства комплектующих к военной технике, космическим аппаратам, самолетам, автомобилям и т.д. Для данных отраслей необходимо не только соответствие готовых изделий по заданным геометрическим размерам, но и по полученным плотности, внутренним напряжениям и другим физических характеристиками. Для моделирования данных процессов и правильного программирования оборудования применяют различные математические модели и соответственно программные продукты к примеру - математическое моделирование ротационной вытяжки
Для более простых изделий возможно применять ручные давильно-раскатные станки (станки ротационной вытяжки) или станки с гидроусилителями, где оператор используя джойстик управляет инструментом станка, не затрачивая усилий на деформацию заготовки. На таких станках часто применяется система запоминания действий оператора для последующего серийного изготовления изделий в автоматическом режиме.
Технология ротационной вытяжки металла на ручных станках:
Инструментом для работы на давильном станке может послужить закаленный металлический стержень диаметром 30-40мм с определенной формой давильной отшлифованной головки на конце. Наиболее часто применяются головки "утиный и овечий нос" Для обработки заготовок из черного металла или нержавеющей стали лучше применять ролики (изготовить их можно из стали Р6М5 - термообработка - закалка до единиц 60 по HRC). Для обработки мягких металлов, таких как алюминий часто применяют ролики из фторопласта или подобного материала, что позволяет ограничить давление на заготовку и ее чрезмерную раскатку (утонение до разрыва). Ниже на рисунках представлены различные виды инструментальных головок:
Ротационная вытяжка металла
Ротационная вытяжка — широко распространенный способ обработки металлов, он применяется для изготовления тонкостенных полых деталей в форме тел вращения.
Ротационная вытяжка металла
Осуществляется путем приложения давления к вращающейся листовой или полой заготовке, приобретающей в результате форму оправки.
Вытяжка металла и ее виды
Основные виды ротационной вытяжки металла:
Поступенчатое формование
Листовая заготовка в форме круга закрепляется между оправкой и суппортом. Оправка должна совпадать с внутренней конфигурацией изделия. Привод начинает вращать болванку, а управляемое формовочное давление осуществляется специальным пассивным роликом, приводимым в движение вращением заготовки. Давление осуществляется как в продольной, так и радиальной плоскостях. Ролик прижимает металл к оправке и двигается по сложной кривой то к краю болванки, то назад.
Прижим осуществляется за несколько проходов, ступенчато. В конце обработки проводится серия сглаживающих движений ролика с пониженным прижимом для получения высококачественной поверхности.
Проецирование — формование за один проход
Вытяжка осуществляется за один проход. Ролик перемещается параллельно оправке, в зависимости от угла его установки осуществляется большее или меньшее утонение стенки болванки, материал ее смещается под воздействием ролика в осевом направлении.
Проецирование — формование за один проход
Способ отличается экономичностью и точностью соблюдения размеров, а также высоким классом получаемой поверхности..
Закатка с оправкой или без нее
В этом случае осуществляется уменьшение внешнего диаметра заготовки с одновременным утолщением ее стенки за счет перераспределения материала. Закатка осуществляется по направлению к центру, в несколько проходов.
Закатка с оправкой или без нее
Как вариант применяется формование детали отдельными сегментами оправки посредством ролика со смещенным центром. Резка, дополнительное профилирование или отбортовку проводят в качестве завершающих операций.
Комбинированный
Для деталей сложной конфигурации поступенчатое формование, закатки, профилирования и резки применяются совместно в различных сочетаниях.
Процесс ротационной вытяжки металла
В качестве заготовки, как правило, используются листовая пластина в форме круга. Кроме того, для некоторых деталей используют и другие плоские фигуры — овал или эллипс, а также сложные криволинейные замкнутые контуры. Применяют и заготовки — отрезки труб, чаще всего круглых.
Подготовительные операции для уникальных деталей и небольших серий выполняются на кругорезах. В случае больших серий раскрой эффективнее выполнять на станках гидравлической резки, ввиду того, что лазерный или плазменный раскрой связан с воздействием высокой температуры в зоне разреза. Это может ухудшить пластичность материала.
Процесс ротационной вытяжки металла
Технология ротационной вытяжки используется в производстве трубообразных изделий с изменяющимся диметром и толщиной стенок, Кроме того, снаружи возможно сформировать ребра жесткости. Ротационную вытяжку металла используют и в сложных технологических процессах совместно с штамповкой, сваркой, клепкой и слесарными операциями.
Способы формоизменения ротационной вытяжкой металла
Многообразие приемов ротационной вытяжки металла сводится к одному из двух видов:
- Прямой. Перемещение металла происходит по ходу формующего ролика.
- Обратный. Перемещение металла происходит против хода формующего ролика.
Прямой способ
Наружный контур пуансона соответствует внутреннему контуру будущего изделия (с учетом необходимых припусков). Из-за этого оправка делается длиннее изделия. Устройство пуансона усложняется, вес, себестоимость и трудоемкость отладки технологического процесса возрастает.
Прямой способ ротационной вытяжки металла
Этот метод применим для формовки деталей в виде конуса и цилиндра с большим соотношением длины к диаметру и диаметра — к толщине стенок.
Обратный
В этом случае оправка должна совпадать по размерам и форме с внутренней поверхностью заготовки, что дает возможность выполнить оправку намного короче, чем будущее изделие.
Толстостенная ротационная вытяжка
Метод используют в производстве изделий с малым отношением длины к диаметру и относительно толстыми стенками.
Операции ротационной вытяжки металла делятся также на формовку:
- С утонением — сохраняется наружный размер, толщина стенок снижается.
- Без утонения — толщина стенок при обработке сохраняется, наружный диаметр меняется.
- С раскатом — сохраняется наружный диаметр, толщина стенок увеличивается.
Основные виды ротационной вытяжки металла
Заготовку закрепляют между оправкой, зафиксированной на приводе, и прижимом суппорта.
Станки для ротационной вытяжки металла
Для реализации технологии применяют следующие виды станков:
- Давильно-раскатные станки для ротационной вытяжки металла.
- Станки ротационной ковки.
- Кругорезы.
На ручных токарно-давильных станках формовка производится мышечной силой рабочего. Используются для выпуска уникальных изделий или особо малых серий. Для средних и больших серий применяют давильно-обкатные (раскатные) станки с числовым программным управлением. Гидравлика или электроприводы, управляемые контроллером согласно программе, загруженной в центральный блок ЧПУ, позволяют с большой точностью контролировать силу и направление прижима, равно как и направление движения ролика, включая самые сложные криволинейные траектории. Такие станки обеспечивают абсолютную идентичность изделий в серии, что особо важно для деталей реактивных двигателей и другой высокотехнологичной продукции
Схема ковки на станках ротационного типа
Станки ротационной ковки позволяют формовать изделия конической формы из труб путем обжимки трубы специальным инструментом — ковочным штампом. Особенность и главное преимущество заключается в уникальной возможности производства изделий, у которых:
- длина во много раз превышает диаметр.
- по длине возможно неоднократное изменение диаметра и угла раскрыва конуса.
- требуется накатка ребер жесткости.
Кругорезы предназначены для раскроя листового проката на плоские заготовки в форме круга или эллипса. Также применяются как с ручным приводом, так и электрогидравлические.
Область применения ротационной вытяжки металла
Метод применяется для производства:
- деталей реактивных двигателей в системах вооружения;
- днищ и крышек резервуаров;
- различных экранов в радиотехнике, включая радарные экраны;
- тонкостенные сосуды сложной формы: бидоны, чайники, баллоны, котелки;
- детали корпусов строительных миксеров;
- детали вентиляторов и вытяжных зонтиков.
Изделия изготовленные путем ротационной вытяжки
Метод применяется также в производстве предметов современного искусства и в ателье по кастомизации уникальных мотоциклов и автомобилей.
Вытяжной станок для листового металла
Многопроходная ротационная вытяжкапредставляет собой процесс постепенного формоизменения заготовки в полую деталь путем приложения локального деформирующего давления. Прижим металла к оправке происходит ступенчато, за несколько проходов, с применением различных режимов вытяжки и траекторий движения давильных инструментов.
Многопроходная ротационная вытяжка может проводиться без преднамеренного утонения стенок и с заданным утонением.
Ротационная вытяжка без утонения — операция, при которой толщина стенок остается неизменной, а формоизменение происходит за счет уменьшения диаметра заготовки.
Ротационная вытяжка с заданным утонением — процесс, при котором формообразование происходит за счет изменения толщины стенок, а наружный диаметр заготовки при этом не меняется. В результате произведенного утонения повышаются прочностные характеристики материала (нагартовка), и полученная деталь будет обладать увеличенной прочностью и сроком службы.
Однопроходная ротационная вытяжка без утонения осуществляется за один ход инструмента, при этом превращение плоской заготовки в полую деталь происходит при уменьшении поперечных размеров исходного материала. Отсутствие преднамеренного утонения возможно при условии, что расстояние между роликом и оправкой сохраняется больше толщины первоначальной заготовки.
Проецирование представляет собой способ ротационной вытяжки металла, при котором заготовка укладывается на оправку за один проход инструмента, в результате чего материал утоняется, сдвигается в осевом направлении и как бы проецируется на поверхность оправки. Данный процесс характеризуется тем, что диаметр исходной заготовки и детали после обработки равны между собой.
Ротационная протяжка — процесс удлинения полой цилиндрической заготовки за счет уменьшения толщины стенок при приложении локальной давящей силы. Различают прямую и обратную ротационную протяжку. При прямом способе перемещение металла совпадает с направлением движения давящего ролика, а при обратном — перемещение металла противоположно направлению движения инструмента.
Закатка металла заключается в ступенчатом уменьшении диаметра полой вращающейся заготовки за счет перераспределения металла и утолщения стенок исходного материала. Ролик при этом движется по направлению к центру вращения. Данный способ чаще всего используют для образования горловины или дна емкости.
Раздача — процесс формирования детали, при котором происходит увеличение диаметра полой заготовки на некоторой длине — в середине или конце изделия.
Профилирование как вид ротационной вытяжки является способом поэтапного формирования выемок, пазов и т. д. в цилиндрических заготовках. Чаще всего обработку проводят несколькими роликами, которые дополняют друг друга и формируют окончательную форму обрабатываемой детали.
Читайте также: