Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Ротационная вытяжка металла

Сфера применения изделий

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.

Ротационная вытяжка или «давленка» своими руками

Инструмент для работы на давильно-раскатном станке или для ротационной вытяжки цветных металлов на любом токарном станке выглядит следующим образом:

Наиболее активно в работе применяются утиный нос или овечий нос, хотя во многом это зависит от того какое изделие выкатывается. А самый простой инструмент в изготовлении для начала своих подвигов в давильном мастерстве выглядит следующим образом:

Его можно изготовить из кругляка инструментальной стали 16..30мм, в зависимости от того на каком станке Вы будете работать и каких габаритов будет Ваше изделие. На заточном станке или болгаркой придать необходимую форму наконечника, отшлифовать, закалить и отполировать до зеркальной поверхности. Все изъяны и недоработки после шлифовки и полировки инструмента будут переданы и приумножены на заготовке в работе! Не закаленный инструмент будет быстро приобретать повреждения поверхности — царапины и портить поверхность заготовки. При работе с таким инструментом по понятным причинам необходимо использовать смазки. Можно применять смазку для штампов, воск, мыло (для алюминия) и т.д. Главная задача обеспечить скольжение, максимально долгое прибывание смазки на заготовке в процессе работы и легкость ее очистки после окончания работы.

Следующим шагом в освоении «давленки» своими руками может быть прямой ручной инструмент с роликовыми насадками:

Он необходим для прокатки острых углов (с помощью роликов треугольной формы), закатки кромки и отбортовки (с помощью роликов с канавкой на поверхности), кроме того его можно применять для работы не только с цветными металлами, но и более твердыми ч/м (по способности к вытяжке холоднокатаный прокат толщиной до 2 мм групп прочности К260В, К270В, К310В, К330В, К350В — глубокой — Г, DX53D — Сталь формуемая коррозийно-стойкая. Качество для глубокой вытяжки, DX54D — Сталь формуемая коррозийно-стойкая. Качество для особо глубокой вытяжки, DX56D — Сталь формуемая коррозийно-стойкая — Качество для чрезвычайно глубокой вытяжки и т.д.), нерж. (304) и т.д… (крайний левый инструмент на фото оснащен твердосплавной напайкой и служит для подрезки кромки).

Инструмент для работы с черным металлом должен быть более мощным. Давить руками сталь толщиной от 1мм без рычага довольно трудоемкое занятие не говоря уже о работе с металлом толщиной 2 или 3 мм и тем более с нержавеющей сталью. Так же давильный инструмент для работы с ч/м должен быть роликовым, т.к. твердость заготовки становится близкой к твердости инструмента, а прилагаемые при раскатке усилия существенно возрастают и как результат при попытке раскатать простым инструментом он греется, повреждается и повреждает заготовку. Помимо собственно рычага применяемого для усиления давления оператора на деталь такой инструмент позволяет не заботиться об удержании в вертикальном положении раскатного ролика, снижает биение, а возросший вес инструмента ложится на опорную стойку.

Для примера приведу чертеж и фотографии готового рычажного инструмента для давильно-раскатных. Под свои задачи и на свое усмотрение можно его доработать и оптимизировать:

Опорная стойка:

Давильный рычаг с роликом + «пальцы»

Поворотный рычаг:

Фото готового инструмента:

Для облегчения работы этот инструмент хорошо применять и для работы с цветными металлами. К недостаткам инструмента с рычагом я бы отнес меньшую чувствительность, поэтому при работе с ювелирными изделиями из серебра лучше использовать прямой инструмент.

Различные модели давильно-раскатных станков можно посмотреть здесь.

Так же смотрите статью о составных оправках для изготовления ротационной вытяжкой «закрытых» форм

Способы формоизменения

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 к заготовке с разной толщиной металла, 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.

Сфера применения изделий

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.

Материалы, применяемые для листовой штамповки

При выборе материала для холодной штамповки необходимо учитывать эксплуатационные свойства получения деталей и способность материала к обработке давлением.

Из углеродистой стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-2005, марки Ст0, Ст1, Ст2 и др.) штампуют детали, несущие малые нагрузки, бытовые изделия. Из качественной углеродистой стали (ГОСТ 1050-88, марки 10, 15 и др.) штампуют детали с повышенными требованиями прочности. Широкое применение для листовой штамповки находит качественная конструкционная кипящая сталь (ГОСТ 1050-88, марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп и др.).

Для изготовления сложных облицовочных деталей (например, кузовные детали автомобиля) применяет сталь 08кп ‑ нестареющую сталь с присадкой ванадия, 08сп или 08пс ‑ соответствующую спокойной или полуспокойной стали, раскисленной алюминием.

Для изготовления ответственных штамповых деталей применяют различные легированные стали: 10Г2А, 12Г2А, 20ХГСА, 25ХГСА и др.

При листовой штамповке из цветных металлов и их сплавов наибольшее распространение получили: алюминий – A1, А2, A3; АД, АД1; сплавы алюминия ‑ Д1, Д6, Д16, АМг1, АМг5, АМц; медь ‑ М1, М2, М3; латунь ‑ Л62, Л68, Л70; магниевые сплавы, титан и его сплавы, некоторые неметаллические материалы: картон, бумага, кожа, резина асбест, метилметакрилат (органическое стекло) и др.

Ротационная формовка

Ротационная формовка – это довольно простой техпроцесс, имеющий ряд преимуществ, который позволяет занимать этой технологии одно из лидирующих мест на рынке переработки пластмасс.

Такая обработка пластмассы позволяет:

  1. Выполнять литье полых деталей.
  2. Производить детали с объемом более 35 кубометров.
  3. Выполнять детали сложно формы и при этом изменять толщину стенки без изменения формы детали.
  4. Возможность армирования пластмассовых изделий металлическими деталями.
  5. Конструкция машины позволяет одновременно производить несколько деталей.
  6. Конструкция отливаемых деталей может содержать в своем составе клапана, резьбовые соединения и пр.

Процесс ротационного литья состоит из нескольких этапов.

  1. Приготовленный (просушенный) полимер загружают в форму. Как правило, для ротационной формовки применяют полиэтилен низкого давления.
  2. Придание формы изделию в камере нагрева. Камера вращается в двух плоскостях со скоростью 10 оборотов в минуту. Полимер становиться жидким и равномерно распределяется по форме.

По истечении времени, определенного технологическим процессом, на камеру нагрева подают охлаждение. Для этого применяют техническую воду или принудительный обдув воздухом. Между тем вращение продолжается до того момента, пока пластик не застынет. Готовое изделие можно доставать только после того, как изделие остынет и примет окончательную форму.

Изделия ротационной формовки

Методом ротационного литья производят канистры, контейнеры, лодки многую другую продукцию, которая может быть использована и в быту, и в промышленности.Особенности производства некоторых изделийРотационное литье широко применяют при производстве емкость для жидкостей как воды, так и технических составов. Для производства такой продукции применяют полиэтилен низкого давления (ПНД). Размеры производимых изделий ограничены только размерами самой машины.

Своеобразный мировой рекорд установлен в США, где за одну операцию была изготовлена емкость, вмещающая 151 тысячу литров жидкости.

Принцип ротационного формования

С помощью ротационного литья производят емкости и компоненты, используемые в системах подачи питьевой и технической воды. Дренажных устройствах, системах подачи сыпучих грузов и пр.

Обработка полиуретана на устройствах ротационного литья

Полиуретан применяют во многих машинах и устройствах, его широко применяют в обувной промышленности, при производстве узлов качения и пр. Для обработки полиуретана применяют несколько методов литья. Один из них это ротационное литье полиуретана.Ротационный метод обработки полиуретана позволяет покрывать детали до 8-ми метров в длину и 2-х метров в диаметре. Такой способ нанесения покрытия называют гуммированием. Его твердость составляет 60 – 70 ед. по Шору.

Для гуммирования валов нет необходимости в использовании каких-либо форм. Для нанесения полиуретана применяют специальные дозаторы, подающие материал непосредственно на поверхность вала. Процесс не требует дополнительного нагрева. Использование ротационного метода литья резины – это процесс малоотходен, не требует большого количества электричества. Кстати, для процесса нанесения резины можно использовать модернизированный токарный станок.Ротационное оборудование, как правило, оснащается компьютером, который регулирует вращение барабана, скорость подачи смеси и параметры подачи. Полиуретан подается на вал в виде ленты определенной толщины и поэтому возможно потребуется не один проход подающей головки вдоль детали.

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.

>

Классификация станкового оборудования с ЧПУ

Давильно-ротационная вытяжка имеет множество свойств и функций токарных аналогов В отличие от них, давильно-ротационные устройства обладают более высокой скоростью работы. Приборы этого вида бывают трех типов:

  • ручного настольного;
  • ручного напольного;
  • с наличием ротационной вытяжки.

Ротационная вытяжка сопровождается дополнительными действиями, такие как прокатка, эспандирование и сварка. Раскатный станок способен как изготовить раскатным способом цельную деталь, так и закончить вытяжку и производство запчастей, изготовленных при помощи другого оборудования. Наиболее востребованными изделиями данного рода, к примеру, являются трубчатые запчасти, имеющие различную комбинацию сечения.

Станки могут быть использованы не только для обработки металлических деталей, но и медных, имеющих коническую форму. Преимущество приборов с ЧПУ – менее трудоемкий процесс, чем на прессах. Современные технологии позволяют наблюдать за работой устройств удаленно. В качестве основного сырья для работы на давильно-ротационном станке используются круглые металлические пластины.

Станки ротационной вытяжки

Оборудование для получения полой осе-симметричной детали из вращающейся заготовки, деформируемой роликами по вращающейся оправке.

Принцип работы

Ротационная вытяжка производится из заготовки, закрепленной на вращающейся оправке, роликами.

При соприкосновении роликов с заготовкой в месте контакта возникает большое удельное давление, под действием которого, металл заготовки пластически течет 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.

Готовые изделия

ПосудаДиффузорыКубкиГейзерные кофеваркиГазовые баллоныКофейные туркиСветоотражателиБидоны

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.

Преимущества

Централизованное управлениеНизкий уровень шумаАвтоматическая система смазкиДобавление рабочих устройствВысокая износоустойчивостьВысокая точность операцийБезопасность управленияОткатка детали с двух противо­положных сторонОбработка толстых материалов до 10 ммНагрев в месте деформации деталиБыстрая смена инструментаРезцы для подрезки заготовки Низкая стоимость оборудованияИспользование на частных предприятиях и крупных заводах

Оборудование

Станок ротационной вытяжки предоставляет огромный потенциал для производства сложных деталей в форме цилиндра, конуса, параболы, трубы и др, которые изготавливаются за 1 рабочий цикл в большом количестве. Станок проводит тестирование изделий, выполняет обрезку и округление кромки, а также сжатие и прессование продукции. Станок оснащен системой ЧПУ, обеспечивающим максимальную точность как внешних, так и внутренних размеров детали.

Станок обладает прецизионными инструментами, безукоризненной работой сенсорики и измерительной техникой автоматов для изготовления высококачественной продукции сложных форм.

Характеристики

Макс.

диаметр заготовки

600 мм
Расстояние между центрами800 мм
Размер шпинделя DIN 55027Размер 6HD
Мощность двигателя главного шпинделя (сервопривод шпинделя)15 кВт
Скорость вращения двигателя (серво контроль скорости шпинделя)2000 об/мин
Перемещение по оси Xø600
Перемещение по оси Z600 мм
Перемещение задней бабки300+500 мм
Ход выталкивателя200 мм
Перемещение удерживающей пластины300 мм
Положение револьверной головки4+4
Толщина листа (алюминий)0.6–6.0 мм
Толщина листа (медь)0.6–5.0 мм
Толщина листа (нелегированная сталь)0.6–3.0 мм
Толщина листа (нержавеющая сталь)0.6–2.5 мм
Масса6500 кг
Габариты Д*Ш*В 4300×2200×2000

Стандартная комплектация

  • Наклонный корпус станка, прочный чугун, FC-30;
  • Усиленная роликовая направляющая (HIWIN, Тайвань);
  • Усиленный шариковый винт с ходовой гайкой из двух полугаек (HIWIN, Тайвань);
  • Программируемая задняя бабка с гидравлическим управлением;
  • Встроенная система контроля смазки;
  • Центрирующее устройство;
  • Воздушное кондиционирование блока управления;
  • Защитный кожух, обеспечивающий полное закрытие;
  • Две по четыре позиции давильных инструментов;
  • Стандартные давильные инструменты (один набор с держателем ролика и роликами);
  • Стандартный ящик для инструментов;
  • Ударопрочная железная подушка;
  • Компьютерная числовая система управления (SIEMENS828DSL):
  •  Серво контроль по нескольким осям;
  •  Разработка второго уровня компанией ProsperCNC функций выдавливания;
  •  Частотное регулирование скорости, функция постоянной скорости;
  •  Карта рабочего процесса на мониторе;
  •  Простой, удобный процесс программирования;
  •  Функция винтовой интерполяции;
  •  Функции обработки форм и оправок.

О предприятии

Компания «Моспресс» занимается производством корпусных изделий из металла методом ротационной вытяжки, а также производством и модернизацией ЧПУ-станков для изготовления деталей.

Преимущества ротационной вытяжки:

  1. Быстрое производство технологической оснастки.
  2. Получение больших глубин вытяжки.
  3. Высокая экономическая эффективность при мелких и средних сериях.
  4. Совмещение вытяжки и подрезки/вальцовки на одном станке.
  5. Пластические деформации в 2 раза больше, чем при листовой штамповке.
  6. Возможность локального нагрева деформируемого изделия.

За короткий промежуток времени компания «Моспресс» стала ведущим поставщиком деталей для крупнейших производств России. В числе партнеров как частные промышленные компании, так и крупные концерны. Продукция изготавливается для всех отраслей промышленности. На данный момент компания работает с более чем 300 предприятиями России.

В собственности производственные площади около 1000 кв. м. На лето 2019 года в производственных цехах компании находится более 17 единиц оборудования для ротационной вытяжки. Среди которых есть станки для РВ с ЧПУ, гидравлические и пневматические станки, ручные давильные станки и ряд станков для доп. операций (шлифовальные, токарные, пресса и т.п.).

Детали, обрабатываемые на давильно-раскатных станках и машинах

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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации