Давильно раскатной станок для ротационной вытяжки металла

Ротационная вытяжка — способ изготовления полых тел вращения из листовых или из полых заготовок.

Современный способ можно назвать давильно-обкатной обработкой роликом, при которой применяют станки (машины) с гидравлическими и электрогидравлическими суппортами для перемещения инструментов — давильных роликов, чтобы получить требующиеся форму и толщину обрабатываемой детали.

Содержание

Определение процесса [ править | править код ]

Под ротационной вытяжкой (РВ) понимается получение полой осе-симметричной детали из плоской или объёмной, полой, вращающейся заготовки, деформируемой одним или несколькими роликами по вращающейся оправке.

Характерной особенностью процесса РВ является локальный очаг деформации и заданное регламентируемое значительное уменьшение толщины стенки исходной заготовки.

Схема формоизменения [ править | править код ]

РВ производится из заготовки, закреплённой на вращающейся оправке, роликами, сателлитно вращающимися от заготовки, которые перемещаются вдоль образующей оправки с необходимым заданным зазором. При соприкосновении роликов с заготовкой в месте их контакта возникает большое удельное давление, под действием которого металл заготовки пластически течёт в зазор между роликом и оправкой, образуя деталь. Внутренняя поверхность детали принимает форму наружной поверхности оправки, а наружный контур детали повторяет траекторию перемещения рабочей кромки ролика.

На современных станах ротационной вытяжки можно вести раскатку одним, двумя или тремя роликами. Наличие растягивающих сил в отформованном участке заготовки в продолжение всего процесса вытяжки и то, что отформованная часть заготовки все время находится на оправке, уменьшает возможность продольного изгиба детали даже при наличии небольшого биения оправки или небольшой разностенности заготовки.

Способы формоизменения [ править | править код ]

Различают два основных способа Ротационной вытяжки:

1. Прямой, при котором направление течения материала совпадает с направлением перемещения ролика;
2. Обратный, при котором направление течения материала противоположно направлению перемещения ролика.

При ротационной вытяжке прямым способом наружный контур оправки должен повторять внутренний контур вытянутой детали с технологическими припусками, поэтому длина оправки должна быть больше длины детали, что усложняет конструкцию оправки, делает её тяжёлой и дорогой, а наладку более трудоёмкой.

Прямой способ ротационной вытяжки рекомендуется для формоизменения тонкостенных и длинномерных цилиндрических деталей, а также всех типов деталей конической и оживальной форм. При РВ по обратному способу оправка должна соответствовать внутреннему контуру заготовки, поэтому оправка может быть в несколько раз короче детали. Однако при этом способе возникает опасность появления продольного изгиба у выдавливаемой детали после схода её с оправки, что накладывает особо жёсткие требования на разностенность заготовки, биение оправки и роликов и на точность установки зазора между оправкой и всеми роликами.

Обратный способ допустимо применять для формоизменения сравнительно толстостенных и коротких точных заготовок цилиндрических деталей или заготовок деталей.

Процесс ротационной вытяжки может быть подразделён на обработку без утонения, с утонением и раскатыванием.

При выдавливании без утонения за несколько последовательных проходов инструмента толщина стенки не меняется или же незначительно уменьшается. Получают более или менее значительное уменьшение максимального диаметра заготовки при обработке без утонения. При обработке с утонением и раскатке наружный диаметр заготовки (или внутренний диаметр труб) и получаемой детали сохраняется неизменным, а толщина стенки более или менее значительно уменьшается; благодаря этому увеличивается длина получаемой детали вдоль оси вращения. При ротационной вытяжке заготовку устанавливают между оправкой, закреплённой на шпинделе, и прижимом задней бабки.

Детали, обрабатываемые на давильно-раскатных станках и машинах [ править | править код ]

Процесс ротационной вытяжки в одно время применяли ограниченно для получения деталей типа тел вращения с конической или цилиндрической образующей; теперь этим способом часто изготовляют детали с криволинейной формой образующей поверхности при перемещении ролика при помощи гидросуппорта управляемого с ЧПУ. На деталях выполняется окантовка, формовка специальными роликами, выдавка кольцевых канавок и ребер.

Многие детали, изготовлявшиеся ранее резанием из пруткового материала, поковок и штамповок, а при постоянной толщине стенок глубокой вытяжкой, успешно обрабатывают на ротационных машинах и станках.

При обработке предварительно нагретых заготовок диаметры деталей доходят до 7 м, а толщина заготовок до 30 мм и выше.

Материалом деталей, изготовляемых для ротационной вытяжки на станках из листовых и предварительно обработанных полых заготовок типа тел вращения, могут быть малоуглеродистые стали, алюминий, медь, латунь, жаропрочные сплавы.

Алюминий и его сплавы наиболее легко обрабатываемые материалы на давильных станках, но и мягкая сталь, предназначенная для глубокой вытяжки, обрабатывается хорошо. Обычно используют высококачественный чистый металл без шлака и инородных включений. В противном случае в металле при ротационной вытяжке образуются трещины, и изделия бракуются.

Для ротационной вытяжки пригодны многие чёрные и цветные металлы. Используемый для этого металл обычно должен иметь малое сопротивление деформированию, высокую пластичность, низкий предел текучести.

Некоторые детали из сплавов плохо поддаются обработке резанием, но легко могут быть обработаны на станках ротационной вытяжки.

При переводе деталей на ротационную вытяжку и при проектировании новых изделий, рассчитанных на изготовление этим способом, анализируют возможность его применения с учётом экономических преимуществ перед другими способами изготовления. Наибольшую пользу и эффективность можно получить, если новые машины конструируются с учётом применения ротационной вытяжки.

Сфера применения изделий [ править | править код ]

По зарубежным данным, самая широкая сфера применения давильно-обкатной обработки производство деталей реактивных двигателей и управляемых снарядов, а также днищ резервуаров радарных экранов, корпусов прожекторов, экранов ламп.

Например, этим способом изготовляются:

1. Коническая часть выхлопных труб из листовой стали толщиной 3 мм; готовая деталь имеет угол конуса 34°, диаметр основания детали 500 мм, высота 640 мм, толщина стенки 1 мм;
2. Насадки (сопла), выполняемые из заготовок нержавеющей стали, конической формы длиной 127 мм, обрабатываемых на станках типа токарных. После ротационной вытяжки насадка имеет размеры: высоту 305 мм, толщину стенки 1,14 мм, угол конуса детали 12°;
3. Корпус (кольцо) подшипника. Заготовка обработанная резанием поковка легированной хромистой стали. Наибольший диаметр готовой детали 508 мм, угол конуса 84°, толщина стенки по конусу от 3,2 до 2,3 мм;
4. Задний кожух компрессора. Заготовка сварная из листовой нержавеющей стали. После ротационной вытяжки получают полую деталь цилиндрической формы с внутренним диаметром 710 мм, длиной 197 мм. Затем деталь механически обрабатывается внутри и снаружи до получения толщины стенки 6,4 мм. Операциями окантовки, обточки и давильно-обкатной обработки получают пять внутренних рёбер и толщину стенки 1,5 мм при увеличении длины детали до 380 мм. В конце обработки выполняется операция нанесения рифлений с применением роликов специальной формы.

Ротационной вытяжкой могут быть легко изготовлены массивные трубчатые детали с переменной толщиной обработанных концов стенок и с наружными кольцевыми рёбрами. В комбинации с ротационной вытяжкой для получения сложной формы деталей можно применять дополнительные операции: прокатку, штамповку, сварку. Ротационной вытяжкой можно применять и как вспомогательные для придания окончательной формы полученным вытяжкой заготовкам. Часто на давильных станках обрабатывают отдельные секции (части) деталей, собираемые при помощи сварки или клёпки. Это позволяет изготовлять трубчатые детали с различной комбинацией сечений.

Эффективно обрабатывать ротационной вытяжкой длинные медные конические детали, применяемые в некоторых отраслях промышленности. На прессах такие детали получать трудно, если к тому же предъявляются жёсткие требования к качеству их поверхности.

Ротационной вытяжкой полезно изготовлять также хозяйственные принадлежности и аналогичные тонкостенные изделия сложной формы: ковши, кубки, бидоны, чайники, кофейники, баллоны, котелки, бочонки, круглые детали вентиляторов и вытяжных зонтов, фасонные медные детали пивоваренных установок, барабанов бетономешалок, крупные сосуды и посуду изделия для химической и пищевой промышленности.

Применяемый инструмент [ править | править код ]

Ролики применяют в качестве инструмента для работы при ротационной вытяжке. Ролики, устанавливаемые на специальных приспособлениях станков, вращаются на валу в подшипниках при соприкосновении с обрабатываемым материалом вращающихся заготовок.

Приспособление для установки ролика на станке жёсткое устройство, устанавливаемое, фиксируемое и надёжно закрепляемое после выверки на салазках станка. Оно должно соответствовать жёсткости давильного станка и выдерживать без больших деформаций возникающие в процессе работы значительные усилия, обеспечивая устойчивую работу давильно-обкатного станка.

Ролики изготовляют из высококачественной инструментальной (быстрорежущей) стали такой как ХВГ, У10, У8, термически обработанном (закалка, отпуск) до твёрдости HRC 62—64. При давильно-обкатной обработке выделяется значительное количество тепла. Хотя некоторое количество тепла отводится охлаждающей жидкостью, все же ролики должны быть стойкими к повышенным температурам.

Валы для установки и закрепления роликов изготовляют цельными, а для очень крупных размеров сварными из инструментальной стали. Рабочие поверхности роликов после установки на валу не должны иметь биений. Смена ролика на приспособлении не должна занимать много времени. После посадки на вал ролики должны воспринимать осевые и радиальные усилия без деформации и смещений. На подшипниках вала ролики легко вращаются под нагрузкой. При начале давильной обработки должно быть обязательно зафиксировано вращение ролика. При малейших заеданиях вращения возникают пульсирующие усилия и вибрации, что влечёт к неустранимым дефектам обрабатываемой поверхности — гофрам.

Для различных давильно-обкатных работ и операций применяют ролики различной формы, учитывая профиль получаемых деталей. Рабочую поверхность роликов шлифуют и полируют до зеркального блеска, не допуская дефектов поверхности. Ролики для тяжёлых работ имеют диаметры 250—300 мм, радиусы закругления рабочей части 6—20 мм. Радиус закругления 3—6 мм используют для обработки материала толщиной меньше 4 мм. Обоснованных рекомендаций по выбору величин радиусов закруглений роликов для давильных работ ещё нет. Радиус закругления ролика влияет на усилие деформирования и устойчивость заготовки при обработке. С увеличением радиуса материал небольшой толщины не только теряет устойчивость, но и сильно растягивается, вплоть до разрыва. При уменьшении радиуса закругления ролика происходит подрезание фланца заготовок.

Оправки-патроны [ править | править код ]

В качестве приспособления (оправки, патрона) для давильно-обкатных работ используют оправки, устанавливаемые и закрепляемые в шпинделе станка. Для крупно серийного и массового производства их изготовляют из цементируемой низкоуглеродистой стали. Рабочая поверхность оправок шлифуется; окончательное шлифование её рекомендуют производить на месте, чтобы устранить малейшее биение.

При изготовлении точных деталей для получения размеров с жёсткими допусками последнюю операцию обработки выполняют обязательно на металлической оправке. Для грубых работ можно использовать оправки из дерева твёрдых пород.

Точность деталей после давильно-обкатной обработки зависит от биения шпинделя станка, биения и степени износа оправки, жёсткости и точности станка, качества материала заготовки, от способа снятия детали с оправки и других факторов.

Стоимость инструмента для давильно-обкатной обработки не велика и обычно составляет 10—25 % от стоимости инструмента, используемого при пластическом формоизменении, выполняемом другими способами.

89636543965

Товар находится в неверной категории?

Нажмите на ссылку и мы подберем для товара правильную категорию.

предназначен для изготовления ротационно-симметричных полых поверхностей из круглых металлических заготовок толщиной 0,2 – 3 мм, путем их обработки нажимным ручным инструментом без удаления материала, путем его деформации и вытяжки при вращении заготовки с упором в шаблонную деталь.

Технические характеристики

Максимальный диаметр заготовки, мм	1200
Максимальная длина готовой детали, мм	460
Скорость вращения заготовки, об/мин	2800/1440/720 об/мин
Толщина металла, мм

Сталь – до 1,2 – 2 мм (в зависимости от D изделия)

Нержавеющая сталь – до 1.5 мм

Алюминий (5мм), медь, олово – до 4 мм

Мощность, кВт5.5Габариты, ДхШхВ мм1950x650x1350Вес, кг1200

Комплектация:

станина, шпиндельная бабка, привод главного шпинделя – 3х фазный (380в.) асинхронный электродвигатель мощностью 5,5 кВт, задняя бабка с двойным шкивом клиноременной передачи с двумя парами шкивов для регулировки скорости вращения (путем переставления ремней на вторую пару шкивов), прижимное устройство заготовки (оптимизированное затворным механизмом для быстрого удаления готового изделия), упорный ложемент для ручного инструмента. Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки 1200мм. Ориентировочные вес в сборе1200кг.

Ротационная вытяжка — широко распространенный способ обработки металлов, он применяется для изготовления тонкостенных полых деталей в форме тел вращения.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

>