Tváření válců je kontinuální ohýbání, při kterém dlouhý pás plechu, obvykle stočená ocel, prochází po sobě jdoucími sadami válců nebo stojanů, přičemž každá sada provádí přírůstkovou část ohybu, dokud se nedosáhne požadovaného profilu průřezu. .
Je to vysoce účinná technika široce používaná ve výrobě díky její schopnosti vyrábět konzistentní, vysoce kvalitní díly s přesnými tolerancemi.
Proces tváření rolí
Příprava materiálu
– Výběr materiálu: Proces začíná výběrem vhodného materiálu, obvykle oceli, hliníku nebo jiných kovů, na základě požadovaných vlastností konečného produktu.
– Manipulace se svitky: Vybraný materiál je obvykle ve formě svitků. Svitky jsou naloženy na odvíječ, který přivádí materiál do válcovací linky.
Krmení
– Podávací mechanismus: Materiál je přiváděn ze svitku do válcovacího stroje. Podavač zajišťuje, že pás je podáván konzistentní rychlostí a správně zarovnán.
– Vyrovnání: Materiál může projít zarovnávací jednotkou, aby se odstranila jakákoliv sada svitků nebo prohnutí, přičemž se před vstupem do válcovacího stroje ujistěte, že je plochý.
Roll tváření
– Stojany na role: Srdcem procesu tváření válců je řada válců, z nichž každý obsahuje pár válců. Tyto stojany jsou uspořádány za sebou, aby progresivně tvarovaly materiál.
– Konstrukce role: Každá sada rolí je navržena tak, aby postupně prováděla určitý ohyb nebo tvar. Konstrukce válců závisí na požadovaném konečném průřezu.
– Přírůstkové ohýbání: Jak pás prochází každou sadou válců, prochází přírůstkovým ohýbáním. Tato postupná deformace pomáhá minimalizovat namáhání materiálu a zabraňuje praskání nebo jiným defektům.
Pomocné operace
– Děrování a vrubování: Některé linky pro válcování zahrnují děrovací nebo vrubovací stanice, kde se do pásu před nebo po tvarování přidávají otvory nebo jiné prvky.
– Řezání: Souvislý pás se řeže na požadovanou délku pomocí létajícího řezacího stroje, který se pohybuje synchronně s pásem, aby bylo možné provádět přesné řezy bez zastavení linky.
Dokončovací
– Rovnání: Tvarované díly mohou projít rovnací jednotkou, aby se opravily drobné deformace.
– Povrchová úprava: V závislosti na aplikaci mohou díly projít povrchovými úpravami, jako je lakování, lakování nebo galvanizace.
Materiály používané při válcování
Při válcování se používají různé kovy kvůli jejich odlišným vlastnostem a výhodám.
Široká kategorie zahrnuje ocel v jejích různých formách: uhlíková ocel, nerezová ocel a galvanizovaná ocel. Uhlíková ocel je oblíbená pro svou pevnost, nerezová ocel pro svou odolnost proti korozi a galvanizovaná ocel pro její dodatečný ochranný povlak.
Hliník je často používán pro svou nízkou hmotnost a vynikající odolnost proti korozi.
Další volbou je měď, ceněná pro svou elektrickou vodivost a odolnost.
Používají se také různé slitiny, které kombinují různé kovy pro zlepšení specifických vlastností.
Nástroje a vybavení
Roll Tooling Design
Profil role: Profil válce hraje rozhodující roli při definování konečného tvaru válcovaného materiálu. Zahrnuje obrys a rozměry nezbytné pro přesné tvarování kovu.
Materiál rolí: Válce jsou často vyrobeny z vysoce pevných materiálů, jako je kalená ocel nebo karbid. Tyto materiály zajišťují odolnost a dlouhou životnost i při nepřetržitém a vysokotlakém používání.
Zarovnání role: Správné vyrovnání válců je klíčové pro výrobu jednotných a bezchybných produktů. Nesouosost může vést k nekonzistentním tvarům a zvýšenému opotřebení nástrojů.
Pomocné vybavení
Mazací systémy: Mazání minimalizuje tření mezi válci a tvarovaným materiálem. To snižuje opotřebení nástrojů a předchází defektům ve finálním produktu.
Svařovací jednotky: Svařovací jednotky jsou integrovány pro spojování úseků válcovaného materiálu. Poskytují robustní a bezproblémová spojení, nezbytná pro konstrukční aplikace.
Děrovací a děrovací jednotky: Tyto jednotky přidávají funkčnost vytvářením děr, štěrbin a zářezů ve válcovaném materiálu. Často se používají v aplikacích vyžadujících specifické vzory nebo tvarovky.
Důležité informace o návrhu
Produktový design pro válcování
Tvary průřezu: Tvarování válcem umožňuje různé tvary průřezů, včetně složitých geometrií. Návrh musí vzít v úvahu počet požadovaných stojanů a materiál
ohýbatelnost. Jednodušší tvary často vyžadují méně procesů, což snižuje náklady.
Tolerance a specifikace: Každý tvar má specifické tolerance. Ty musí být přesně definovány, aby byla zajištěna stálá kvalita. Přísné tolerance mohou zvýšit výrobní náklady a čas, takže je nutné pečlivé zvážení.
CAD/CAM ve válcování
CAD/CAM nástroje jsou nezbytné při navrhování válcování. Pomáhají při vytváření detailních modelů a simulací procesu tváření. Tím je zajištěno, že navržené nástroje a postupy dosáhnou požadovaného tvaru bez vad. CAD/CAM systémy mohou také pomoci při rychlém přizpůsobení parametrů návrhu.
Simulace a prototypování
Simulace je zásadním krokem při ověřování konstrukce válcování. Pokročilý software dokáže předvídat potenciální problémy, jako jsou deformace materiálu a napěťové body.
Prototypování na druhé straně pomáhá při ověřování těchto simulací a provádění nezbytných úprav před sériovou výrobou.
Dobře navržený proces válcování vede k efektivní výrobě, minimálnímu odpadu a vysoce kvalitním produktům.
Výhody a omezení
Výhody
- Vysoká efektivita a rychlost: Tvarování rolí nabízí vysokorychlostní výrobní možnosti. Tento proces dokáže zpracovat velkoobjemové zakázky, což výrazně zkracuje dobu výroby.
- Konzistence a přesnost: Tvarování rolí zajišťuje výrobky s konzistentní kvalitou a přesnými rozměry. Tato přesnost snižuje chyby a plýtvání materiálem.
- Všestrannost tvarů a velikostí: Tento proces umožňuje vytvářet širokou škálu tvarů a velikostí. Tvarování válcem lze přizpůsobit různým požadavkům na design, od jednoduchých až po složité profily.
Výzvy
- Počáteční náklady na nastavení: Počáteční náklady na nastavení zařízení pro válcování mohou být vysoké. Tato investice zahrnuje strojní zařízení, nástroje a nastavení designu.
- Omezení materiálu: Některé materiály nemusí být vhodné pro válcování. Tento proces funguje nejlépe s tvárnými kovy, což omezuje možnosti pro jiné typy materiálů.
- Složitost nástrojů: Nástroje potřebné pro válcování mohou být složité. Každý jedinečný tvar často vyžaduje vlastní návrhy nástrojů, což zvyšuje složitost a náklady.
Typy procesů válcování
1. Standardní válcování:
– Jedná se o nejběžnější typ, kde je kovový pás veden řadou válečkových matric, aby se dosáhlo požadovaného tvaru.
2. Předřezávání rolí:
– Při tomto procesu se kovový pás stříhá na délku před tím, než je přiváděn do válcovacího stroje. To je užitečné pro výrobu dílů se specifickými délkami a minimalizuje plýtvání materiálem.
3. Formování role po vyříznutí:
– Zde je kovový pás kontinuálně přiváděn skrz válcovací stroj a poté je po procesu tváření řezán na požadovanou délku. To je efektivní pro velkoobjemovou výrobu.
4. Duplexní tvarování rolí:
– Jedná se o dva válcovací stroje pracující v tandemu. Používá se pro složité profily, které vyžadují více fází tváření.
5. Inline role:
– Do válcovací linky jsou integrovány další procesy, jako je děrování, vrubování nebo svařování, což umožňuje efektivnější a kontinuální výrobní proces.
6. Flexibilní tvarování rolí:
– Tato pokročilá metoda využívá programovatelné válce, které mohou měnit polohy za chodu, což umožňuje výrobu proměnných průřezů po délce kovového pásu.
7. Rotační děrovací válcování:
– V tomto procesu jsou rotační děrovací jednotky integrovány do válcovací linky, aby vytvořily otvory nebo jiné prvky v kovovém pásu bez zastavení výrobní linky.
8. Hydroforming-asistované válcování:
– Toto kombinuje hydraulické tvarování s válcováním a vytváří složité tvary s vysokou pevností a přesností.
9. Formování embosovací role:
– Tento proces přidává textury nebo vzory na povrch kovového pásu při jeho vytváření.
10. Formování ohýbacího válce:
– Jedná se o specializovanou formu válcování, která se používá k vytváření ohybů nebo křivek v kovovém pásu.
Každý typ procesu válcování má své specifické aplikace a výhody v závislosti na složitosti profilu, vlastnostech materiálu a požadavcích na výrobu.
Liší se válcování od jiných procesů výroby kovů?
| Aspekt | Kování | Vytlačování | Obsazení | Roll tváření |
|---|---|---|---|---|
| Definice | Deformace kovu pomocí tlakových sil | Protlačení kovu matricí k vytvoření tvarů | Lití roztaveného kovu do formy | Plynulé ohýbání dlouhého pásu kovu |
| Materiální stav | Solidní | Solidní | Kapalina | Solidní |
| teplota | Často vysoká (kování za tepla), může být studená | Může být horký nebo studený | Vysoká (roztavený stav) | Typicky pokojová teplota |
| Nástroje | Zápustky, kladiva, lisy | dies | Formy | válce |
| Rychlost | Středně | Střední až vysoká | Středně | Vysoký |
| Složitost tvarů | Střední až vysoká | Střední až vysoká | Vysoký | Jednoduché až středně složité |
| Materiální odpad | Nízká až střední | Nízká až střední | Nízká až střední | Velmi nízký |
| Síla produktu | Vysoká díky vyrovnání struktury zrn | Vysoký | Variabilní, může mít vnitřní vady | Střední až vysoká |
| povrchová úprava | Dobré až vynikající | Dobré až vynikající | Variabilní, často vyžaduje dokončení | Dobré až vynikající |
| Aplikace | Automobilový průmysl, letectví, nástroje | Trubky, trubky, konstrukční prvky | Bloky motorů, složité tvary | Střešní krytiny, automobilové díly, spotřebiče |
| Stát | Vysoká kvůli vybavení a nářadí | Střední až vysoká | Nízká až střední | Nízká až střední |
Aplikace válcování
Střešní krytina a obklady: Tvarování rolí se používá k výrobě kovových střešních plechů, stěnových panelů a obkladových materiálů.
Konstrukční součásti: Trámy, vaznice, sloupky a kolejnice používané v konstrukcích budov jsou často válcované.
Žlaby a svody: Tyto komponenty jsou nezbytné pro systémy odvodnění vody v budovách.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Inovace v oblasti válcování nadále zlepšují její aplikace v různých průmyslových odvětvích. Očekává se, že pokroky v automatizaci a počítačově podporovaných konstrukcích zlepší přesnost a zkrátí dobu výroby. Rostoucí poptávka po zakázkových kovových řešeních bude pravděpodobně řídit další vývoj technologií válcování.
