Валковая штамповка - это процесс обработки металлов давлением, используемый для получения длинных профилей листового металла. A профилегибочная машина Постепенное формирование листового металла через ряд прокатных станций до получения требуемого профиля поперечного сечения. Детали, изготовленные методом прокатки, имеют широкий спектр применения в таких отраслях, как строительство, автомобилестроение, производство бытовой техники и т.д.
В этом подробном руководстве рассматриваются различные компоненты и детали, из которых состоит валковая формовочная машина. Мы также рассмотрим принципы работы, типы вальцовочных станков, основных поставщиков, области применения, преимущества и ограничения.
Обзор деталей рулонных формовочных машин
Вальцовочная машина состоит из ряда станций, каждая из которых оснащена набором валков, постепенно формирующих металлический лист по мере его прохождения через машину. Основными компонентами и частями системы валковой формовки являются:
| Компонент | Описание |
|---|---|
| Разматыватель | Подача рулона плоского листового металла в рулонную машину |
| Фидер | Управляет подачей материала в секцию формирования валков |
| Станции формирования рулонов | Ряд станций с валками, которые изгибают и формируют материал в требуемый профиль |
| Отключение | Нарезка сформированного профиля на отрезки необходимой длины |
| Штабелер | Складывание нарезанных деталей в стопку для удобства работы |
| Средства управления | Компьютеризированные системы управления для настройки и контроля параметров процесса |
| Приводы | Обеспечивает передачу энергии на валки и подачу материала |
| Рамка | Размещает валковые станции и другие компоненты |
Эти основные секции состоят из многочисленных деталей, изготовленных по индивидуальному заказу и составляющих систему валковой формовки. Ключевыми компонентами каждой секции являются:
Детали разматывателя
| Часть | Описание |
|---|---|
| Оправка для намотки катушки | Расширяемый вал, на который нагружается катушка |
| кронштейны разматывателя | Поддерживает и направляет лист в машину |
| Выравниватель | Корректировка установки катушки и начальной деформации |
| Подающий валик | Ввод металлического листа в станок |
| прижимной валик | Прикладывает давление для захвата и подачи листа |
| Листовые направляющие | Выравнивание листа |
| Катушечный автомобиль | Позволяет загружать и выгружать рулоны |
Формообразующие детали секций
| Часть | Описание |
|---|---|
| Формовочные валки | Постепенная гибка листа до требуемого профиля |
| Корпуса | Опоры формовочных валков |
| Валы качения | Привод формующих валков |
| Редукторы | Передача мощности на валы валов |
| Подшипники | Обеспечивают вращение валов с низким коэффициентом трения |
| Проставки для рулонов | Установка расстояния между валами и раскрытие материала |
Детали отсечного профиля
| Часть | Описание |
|---|---|
| Ножницы | Вырезание сформированного профиля |
| Удерживать нажатой | Зажим детали для чистого среза |
| Конвейер | Перемещение вырезанных частей в сторону |
Дополнительные детали
| Часть | Описание |
|---|---|
| Защитные кожухи и крышки | Обеспечение безопасности за счет укрытия движущихся частей |
| Датчики | Контроль работы оборудования |
| Гидравлическая система | Обеспечивает приведение в действие секций станка |
| Система смазки | Нанесение смазки для снижения износа |
Точная конфигурация деталей различна для разных типов и размеров валковых машин. Однако основные компоненты, приведенные здесь, составляют основу любой стандартной валковой линии.
Принцип работы валковых формовочных машин
Принцип работы валковых профилегибочных машин достаточно прост. По сути, процесс поэтапно формирует листовой металл, изгибая его через ряд станций до получения конечного сечения.
Вот основные шаги:
- Рулон листового металла загружается на оправку разматывателя.
- Разматыватель подает плоский лист на участок рулонирования.
- Лист проходит через ряд прокатных станций, каждая из которых имеет набор валков.
- На каждой станции валки соприкасаются с листом, вызывая его пластическую деформацию.
- Постепенное изгибающее воздействие постепенно формирует материал в требуемый профиль.
- Отрезной станок разрезает готовые детали по длине, которые собираются на конвейере или штабелере.
- Отбракованный каркас снова используется в технологическом процессе.
Действие валковой формовки основано на принципах пластического изгиба металла за пределы его текучести. При прохождении листа через машину поперечные валки создают изгибающее напряжение, а продольные валки управляют движением материала между станциями.
Ключевыми переменными, определяющими формообразующее действие, являются:
- Геометрия вала
- Расстояние между валами по вертикали
- Расстояние между валками по горизонтали
- Толщина материала
- Свойства материалов
- Межстанционное расстояние
- Скорость вращения валов
- Скорость подачи материала
Оптимизируя эти параметры, валковые профилегибочные машины позволяют непрерывно и эффективно производить точные высококачественные профили. Модульные формовочные станции могут быть гибко сконфигурированы для производства широкого спектра профилей.
Основные типы валковых формовочных машин
В зависимости от конструкции шасси, степени автоматизации и направления потока материала валковые формовочные машины можно разделить на несколько категорий. Основными типами валковых формовочных машин являются:
На основе шасси
| Тип | Описание |
|---|---|
| С-образная рама | Открытая центральная конструкция позволяет легко менять валики |
| О-образная рама | Полностью закрытая конструкция для обеспечения безопасности |
| U-образная рама | Хорошая жесткость, подходящая для тяжелых профилей |
| Многорадиусная | Специализированы для сложных криволинейных профилей |
На основе автоматизации
| Тип | Описание |
|---|---|
| Руководство | Базовые модели с ручным управлением |
| Полуавтоматический | Автоматизированное деформирование с ручной обработкой материала |
| Полностью автоматический | Полная автоматизация поточной линии |
| Индивидуальные | Индивидуальные решения для конкретных применений |
На основе материального потока
| Тип | Описание |
|---|---|
| Горизонтальный | Горизонтальная подача материала подходит для длинных деталей |
| Вертикаль | Компактные размеры для экономии места |
| Наклонный | Регулируемый угол установки |
Выбрав подходящие типы валковых прессов в зависимости от производственных потребностей, можно реализовать оптимальные машины для каждого конкретного случая.
Основные производители валковых формовочных машин
Существует ряд ведущих мировых производителей, поставляющих валковое оборудование и машины. К числу основных игроков относятся:
| Компания | Описание |
|---|---|
| Formtek | Полный ассортимент валковых формовочных машин с С-образной и О-образной рамой |
| Электро-Мек | Ведущий поставщик в США с 1959 года |
| Группа Брэдбери | Полный портфель решений для рулонной штамповки |
| Dimeco | Сверхмощные вальцовочные станки до 10000 кН |
| Самко Машинери | Тайваньский производитель экономичных вальцовых станков |
| Шанхайская роликовая формовка | Китайский производитель, экспортирующий продукцию по всему миру |
| T&H Lemont | Специализируется на производстве труб и трубопрокатных изделий |
| Metform | Австралийский производитель, специализирующийся на обработке металлов давлением |
| Ensalco | Производитель из Индии, экспортирующий продукцию по всему миру |
Эти компании предлагают как стандартное, так и специализированное валковое оборудование для удовлетворения различных производственных потребностей в различных отраслях промышленности.
Области применения деталей, изготовленных методом роликовой формовки
Благодаря возможности непрерывной, эффективной и универсальной формовки валковая штамповка используется для серийного производства широкого спектра деталей и профилей.
К наиболее распространенным приложениям относятся:
| Промышленность | Типовые применения |
|---|---|
| Строительство | Кровельные панели, дверные коробки, шпильки, облицовка |
| Автомобильная промышленность | Оконные рамы, перила, противовзломные решетки |
| Приборы | Панели, корпуса, дверные ручки, рамки |
| Мебель | Стеллажи, накопители, полки, рамы |
| Инфраструктура | Дорожные ограждения, дренажные профили, столбы для инженерных коммуникаций |
| Упаковка | Стеллажи, поддоны, лотки, контейнеры |
Практически любое открытое профильное сечение, требующее непрерывного производства, может быть эффективно сформовано с помощью валков, что позволяет сэкономить время и средства по сравнению с другими процессами, такими как изготовление или литье.
Преимущества рулонной формовки
Рулонная штамповка обладает рядом преимуществ, которые делают ее выгодной для высокопроизводительной штамповки металлических профилей:
| Параметр | Выгода |
|---|---|
| Время выполнения | Сокращение времени от разработки до производства |
| Эффективность | Высокий расход материала и скорость линии |
| Гибкость | Быстрая переналадка валов между профилями |
| Качество | Отличная точность размеров и качество обработки поверхности |
| Автоматизация | Подходит для автоматизированного серийного производства |
| Универсальность | Возможность формирования широкого спектра материалов и толщин |
| Расходы | Более низкие первоначальные и эксплуатационные затраты |
Такие ключевые факторы, как минимальные отходы материала, низкие затраты на оснастку и уменьшение чистовой обработки, приводят к снижению общей стоимости детали по сравнению с другими методами.
Ограничения процесса валковой формовки
Несмотря на свои преимущества, рулонная штамповка имеет и определенные ограничения:
| Ограничение | Описание |
|---|---|
| Сложность профиля | Невозможность изготовления изделий сложной формы |
| Ограничения по размеру | Ограничение относительно небольшой ширины и радиуса |
| Прочность | Более низкая прочность по сравнению с коваными или штампованными деталями |
| Отверстия | Невозможно пробить отверстия по длине профиля |
| Размер партии | Подходит для длительного производства, а не для мелких партий |
| Тип материала | Вальцеванию поддаются только вязкие металлы, например стальные сплавы |
Для некоторых применений, требующих сложных 3D-профилей, жестких допусков или коротких серий, лучше подходят другие процессы, такие как штамповка, изготовление или литье.
Ценообразование на рулонных формовочных машинах
Рулонное оборудование - это крупные капитальные вложения в производство. Цены существенно различаются в зависимости от таких факторов, как:
| Фактор | Влияние на цену |
|---|---|
| Скорость линии | Более быстрые машины стоят дороже |
| Степень автоматизации | Модели с ручным управлением являются наименее дорогими |
| Тип материала | Станки для более толстых/твердых металлов стоят дороже |
| Длина линии | Более длинные линии с большим количеством станций стоят дороже |
| Бренд | Премиальные бренды имеют более высокую цену |
| Персонализация | Стандартные станки дешевле заказных |
Типичные ценовые диапазоны для нового валкового оборудования составляют:
| Рейтинг машин | Диапазон цен |
|---|---|
| Легкие | $50,000 – $150,000 |
| Средняя нагрузка | $150,000 – $500,000 |
| Сверхмощный | $500,000 – $2,000,000 |
| Высокоскоростная | Более $2 000 000 |
Приобретение подержанного оборудования может существенно снизить инвестиционные затраты. Однако производительность старых машин может быть ниже.
Выбор производителя оборудования для формовки рулонов
При инвестировании в валковое оборудование выбор правильного поставщика имеет решающее значение. Вот ключевые факторы, которые необходимо учитывать:
| Параметр | Критерии оценки |
|---|---|
| Технология | Усовершенствованное 3D-моделирование, прецизионная обработка, системы управления |
| Опыт | Доказанный послужной список, годы работы в бизнесе |
| Возможности | Ассортимент предлагаемых типоразмеров машин |
| Персонализация | Возможность модификации с учетом особых потребностей |
| Производственные мощности | Достаточно для удовлетворения спроса |
| обслуживание | Поддержка при установке, обучение персонала |
| Ценообразование | Конкурентоспособная цена, соизмеримая с возможностями |
| Время выполнения | Способность выполнять работы в соответствии с графиком |
| Сертификация | Сертифицированная по ISO система менеджмента качества |
| Поддержка | Оперативность решения проблем |
Отзывы коллег по отрасли, посещение объектов и переговоры с поставщиками помогут оценить эти параметры для оптимального выбора машины.
Установка рулонных формовочных машин
Правильный монтаж является важнейшим условием бесперебойной работы валковых систем. Ниже приведены основные соображения:
| Деятельность | Описание |
|---|---|
| Подготовка площадки | Ровное бетонное основание, место для рулонов/конвейеров |
| Подъемное оборудование | Кран, вилочный погрузчик для размещения секций станка |
| Сборка | Рамы, защитные кожухи, крышки с болтами |
| Выравнивание | Точная центровка валов и станций |
| Калибровка | Настройка и проверка всех переключателей датчиков, органов управления |
| Пробные запуски | Подтверждение качества формовки перед производством |
| Обучение операторов | Обзор процедур эксплуатации, техники безопасности |
Поставщики обычно обеспечивают шеф-монтаж. Однако для понимания процесса и особенностей оборудования необходимо участие штатного персонала.
Эксплуатация рулонных формовочных машин
Эффективная эксплуатация валковых формовочных машин требует обучения и соблюдения установленных процедур:
| Деятельность | Описание |
|---|---|
| Загрузка катушки | Используйте соответствующую оправку и способ загрузки |
| Нарезание резьбы | Постепенная подача листа через машину |
| Настройка параметров | Ввод рецептурных значений для скорости подачи, длины реза и т.д. |
| Начало | Запустите машину на медленной скорости для подтверждения формования |
| Мониторинг | Наблюдение за процессом на предмет выявления каких-либо проблем, датчиков |
| Регулировка скорости | Наращивание до требуемой скорости производства |
| Проверки качества | Выполнение измерений, проверка точности деталей |
| Выключение | Остановить подачу, дать машине возможность освободить запас |
| Безопасность | Постоянно соблюдать правила безопасной работы |
Операторы должны иметь полное представление об органах управления машиной и процедурах аварийной остановки.
Техническое обслуживание валковых формовочных машин
Для обеспечения максимальной производительности валковых формовочных машин необходима комплексная программа технического обслуживания. Ключевые аспекты включают:
| Деятельность | Описание |
|---|---|
| Инспекции | Ежедневно проверяйте износ валов, люфт, наличие незакрепленных деталей |
| Смазка | Смазка подшипников, шестерен, согласно графику |
| Линейный зазор | Часто удаляйте скопившиеся отходы, пыль, грязь |
| Смена рулона | Изменение комплектов рулонов по графику в зависимости от объема производства |
| Сервисное обслуживание привода | Периодически проверяйте цепи, звездочки, муфты |
| Гидравлика | Проверьте уровень жидкости, герметичность, уплотнения цилиндров |
| Электротовары | Периодически проверяйте провода, элементы управления, датчики |
| Записи | Документирование всех работ по техническому обслуживанию |
Замена валков является одним из основных мероприятий по восстановлению точности профилирования, когда износ превышает допустимые пределы.
Как выбрать между роликовой формовкой и другими процессами формовки металла
Рулонная штамповка обеспечивает уникальные преимущества для крупносерийного производства металлических деталей. Однако для некоторых применений могут быть более подходящими другие процессы в зависимости от таких факторов, как:
| Коэффициент сравнения | Профилирование | Штамповка | Экструзия |
|---|---|---|---|
| Форма детали | Открытые профили | Сложные двумерные формы | Простые сплошные профили |
| Объем производства | Высокая | Средний и высокий уровень | Высокая |
| Время выполнения | Средний | Низкий | Высокая |
| Стоимость оснастки | Средний | Очень высокий | Средний |
| Прочность | Средний | Высокая | Средний |
| Точность размеров | Высокая | Очень высокий | Средний |
| Отделка | Хороший | Отличный | Ярмарка |
Для выбора оптимального метода необходимо понимать требования к изделию и сравнивать технологические возможности. Рулонная штамповка, штамповка и экструзия дополняют друг друга при решении самых разнообразных задач изготовления металлов.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Какие типы материалов могут быть подвергнуты рулонной формовке?
Вальцовке поддается большинство вязких металлов, таких как низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь и алюминиевые сплавы. При достаточной мощности возможно также изготовление более тяжелых профилей из высокопрочных сталей, меди и латуни.
Вопрос: Какие формы профилей бывают?
С-образные и Z-образные профили, швеллеры, квадратные трубы, кровельные панели, угловые профили являются одними из наиболее популярных видов профилей. Также возможно изготовление специальных профилей, таких как гнутые панели, перила, дверные коробки.
Вопрос: Как выполняются отверстия и пазы в деталях, изготовленных методом роликовой формовки?
Отверстия и пазы, перпендикулярные длине, могут быть пробиты на отдельном прессе до или после валковой формовки. Пазы и отверстия по длине требуют последующих операций, например фрезерования.
Вопрос: В каком диапазоне толщин может производиться прокатка листового металла?
Рулонная формовка высокоэффективна при толщине листа от 0,3 мм до 3 мм. На мощных машинах можно формировать профили толщиной до 8 мм.
Вопрос: Что влияет на скорость линии при валковой формовке?
Мощность станка, толщина материала, сложность профилирования, количество станций и требуемое качество определяют максимальную скорость линии. Обычно скорость составляет от 15 до 200 м/мин.
Вопрос: Какие дефекты могут возникнуть в деталях, изготовленных методом прокатки?
Скручивание, изгиб, развальцовка и продольное скручивание - распространенные дефекты, возникающие из-за неоптимизированных параметров процесса или изношенной оснастки.
Вопрос: Какая техника безопасности необходима при выполнении работ по валковой формовке?
Все движущиеся компоненты должны быть полностью защищены. Необходимы аварийные остановки, тяговые шнуры по всей длине. Персонал должен носить защитное снаряжение и держаться подальше во время работы.
Вопрос: Как рассчитать экономию затрат при использовании рулонной штамповки по сравнению с изготовлением?
Рулонная формовка может обеспечить экономию материалов, трудозатрат и энергии по сравнению с изготовлением эквивалентных профилей. Однако затраты на проектирование и оснастку могут быть выше.
Вывод
Рулонная штамповка позволяет эффективно и с высокой точностью изготавливать металлические профили, необходимые для строительной, автомобильной и других отраслей промышленности. Модульная конструкция с использованием специализированных обрабатываемых компонентов делает этот процесс очень гибким и масштабируемым. Понимание основных узлов валкового оборудования, принципа работы, типов, областей применения и передовых методов эксплуатации позволит производителям получить максимальную отдачу от этой универсальной технологии обработки металлов давлением.