Станок для вытягивания металла

Обновлено: 05.07.2024

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.

Правка металла

В ходе обработки, хранения или эксплуатации металлические детали и заготовки могут терять первоначальную форму.

Для выполнения последующих операций, соблюдения размеров и формы готового изделия важно, чтобы конфигурация и размеры заготовки совпадали с проектными значениями. Этого достигают промежуточно-подготовительной операцией правки металла. Операцию проводят на холодной детали либо нагревают ее с целью пластичности.

Листовая заготовка может помяться, имеющая цилиндрическую форму — искривиться. Валы и оси могут погнуться.

Что такое правка металла?

Процесс возвращения металлической заготовке исходной формы называется правкой металла. Дефекты бывают следующие:

А также некоторые другие.

Виды правки металла

Операция подразделяется на два подвида:

Ручная правка и рихтовка металла применяется в домашних мастерских и при изготовлении уникальных изделий. Набор инструмента несложен, но требуется высокая квалификация рабочего — правильщика.

Ручная правка металла

Машинная правка используется в промышленности. Оборудование массивное и сложное, но обладает высокой производительностью и возможностями автоматизации процесса. Кроме того, операцию машинной правки часто совмещают с гибкой и нарезкой листовых заготовок, включая ее в состав единого технологического комплекса.

Машинная правка металла

Операцию можно осуществлять при комнатной температуре. Работа при температуре 0С и ниже недопустима — материал теряет пластичность и становится хрупким. Иногда заготовку приходится нагревать до 140-400С, чтобы повысить пластичность.

Правка листового металла

От вида дефекта зависит и сложность операции правки листового металла.

Наиболее сложные случаи – это комбинация разных видов дефектов, например, волнистость края и выпуклость в центре листа одновременно.

Выпуклость

Выпуклость правят ударами по окружности, начиная от внешней стороны дефекта и постепенно уменьшая радиус окружности, продвигаясь от края к центру дефекта. Сила ударов становится меньше, а частота — возрастает.

Правка выпуклости в центре металлического листа

Если на заготовке не одна выпуклость, их следует объединить в одну большую. Бить следует между локальными дефектами, добиваясь их объединения, после чего действовать, как описано выше.

Волнообразность краев

Правка листового металла с волнистыми краями проводится начиная с краев листа и постепенно продвигаясь к его центру. После растяжения заготовки в середине волнистость краев разглаживается.

Тонкие листы

Заготовки малой толщины не поддаются правке бойками из-за высокой вероятности образования разрывов и заломов.

Правка тонкого листового металла

Для правки тонколистового металла используют протяженные поверхности металлических или деревянных брусков-гладилок. Заготовку разглаживают с разных сторон, постепенно усиливая нажим.

Правка полосового металла, изогнутого в плоскости

Относится к категории несложных. Полосу размещают выгнутой стороной кверху. Удары направляют в самые выступающие участки. С уменьшением дефектов удары следует ослаблять.

Правка полосового металла, изогнутого в плоскости

Правка закаленного металла (рихтовка)

Мягкие бойки для рихтовки не применяют. Их делают из высокопрочного сплава и придают округлую форму или скругляют острую сторону.

Правка закаленного металла (рихтовка)

Правка круглого металла

Способ аналогичен работе с полосой. Неровности маркируются мелом, заготовка располагается выпуклостью вверх. Удары направляются от периферии дефекта к его центру.

Правка круглого металла

Когда основной дефект откорректирован, снижают мощность ударов и поворачивают деталь вокруг продольной оси, во избежание деформации в другую сторону. Тем же способом правится квадратный и прямоугольный прокат.

Правка металла, скрученного по спирали

Здесь применяют способ раскручивания. Один конец спирали фиксируют в закрепленных на правильной плите тисках, другой — в ручной струбцине.

Правка металла, скрученного по спирали

После частичного раскручивания спирали ее прижимают к плите и правят, как круглый прокат, определяя кривизну на просвет.

Основные способы правки металла

На выбор способа влияет характер и площадь сечения, марка и вид сплава, размеры дефекта относительно общего размера изделия.

В зависимости от метода приложения напряжений в металлических заготовках, различают три способа правки металла:

изгибом в холодном состоянии;
растяжением в холодном состоянии;
местный нагрев.

Правка металла вытягиванием

Нагрев осуществляется газовыми горелками или индукционным способом.

Для каких целей применяют правку металла

Конфигурация детали может быть нарушена в ходе ее первичной обработки, транспортировки или хранения. Такие заготовки непригодны для дальнейшего использования, но не являются невозвратным, окончательным браком. Правку металла используют с целью возвращения заготовке формы, определенной конструкторско-технологической документацией.

Правка металла с целью возвращения заготовке формы

Иногда с целью снижения себестоимости продукции предприятие намеренно приобретает заготовки ненадлежащей формы, в этом случае операция включается в технологический процесс. Плановая правка металла может также быть включена в техпроцесс после операций по термической обработке, вызывающих изменение формы детали. В противном случае работа будет внеплановой, и стоимость ее входит в незапланированные убытки.

Оборудование для правки

Основа любого набора инструментов — это правильная плита. Она должна быть идеально ровной, массивной и устойчивой, для чего ее отливают из ударопрочного чугуна или стали, для упрочнения конструкции снабжают продольными и поперечными ребрами жесткости. Устанавливают их на массивное бетонное основание.

Инструменты для правки металла

Молотки для правки должны быть мягче, чем материал заготовки. Поэтому их снабжают деревянными или резиновыми бойками. Для работы со стальными листами используют молотки с мягкими бойками из меди или свинца. Боек должен иметь закругленную форму. Боек квадратной формы не годится, так как он будет оставлять на листовой заготовке характерные следы — забоины. Масса плиты должна относиться к массе молотка примерно как 100:1.

Для работы с листовой заготовкой применяют также подкладочную плиту из плотной резины, со сформированным на ней большим количеством бугорков одинаковой высоты. Под ударами металл сам находит свое место, и производительность процесса заметно возрастает по сравнению с голой стальной правильной плитой.

Для работы с тонкими листами применяется специальная оснастка — гладилки и поддержки. Для работы с закаленными деталями применяют цилиндрические или полусферические правильные бабки.

В домашней мастерской используют наковальню или массивную металлическую плиту.

На предприятиях применяют специальные механизированные правильные комплексы с механической подачей листа и автоматизированным исправлением дефектов. В одних заготовку протягивают между массивными вращающимися валками, вращающимися в противоположные стороны. В других операция происходит на правильной плите путем опускания широкого пресса.

Станок для вытягивания 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: