Введение
Валковая штамповка - это процесс металлообработки, заключающийся в постепенном изгибе длинной полосы листового металла в требуемый профиль поперечного сечения. Это эффективный и экономичный способ изготовления деталей с неизменной точностью и качеством. Автоматические вальцовочные станки играют важнейшую роль в современном производстве, автоматизируя изготовление металлических деталей для самых разных отраслей.
В этой статье мы подробно рассмотрим технологию автоматической формовки валков, в том числе принцип ее работы, основные компоненты и многочисленные преимущества перед ручными методами формовки. Мы также рассмотрим некоторые наиболее распространенные области применения автоматических валковых формовочных машин и новые возможности, которые расширяют их применение. Поняв технологию и области применения этих машин, производители смогут определить, подходит ли им внедрение автоматизированной роликовой формовки для решения их производственных задач.
Принцип работы автоматических рулонных формовочных машин
В автоматической валковой формовке используется ряд последовательных пар контурных валков, которые постепенно придают листовому металлу требуемую форму при прохождении через машину. При этом плоская полоса металла непрерывно подается через ряд прокатных станций. Каждая станция прокатки постепенно формирует материал, приближая его к заданному профилю.
Основные компоненты и функции автоматической вальцовочной машины включают:
- Разматыватель: Большая катушка, в которой находится рулонный листовой материал, подлежащий формовке. Он плавно разматывается и подает материал на первую станцию.
- Механизм подачи: Контролирует точную скорость подачи материала через каждую последующую станцию прокатки. К распространенным способам подачи относятся прижимные валки, гусеничные приводы и приводы с сервомоторами.
- Станции формовки: Каждая станция состоит из стойки, на которой установлен набор валков с соответствующими контурами. Валки имеют одинаковые профили, которые постепенно формируют материал по мере его прохождения. Количество станций зависит от сложности конечного профиля.
- Поддерживающие ролики: Обеспечить дополнительную поддержку и сопровождение материала между станциями формования.
- Отрезной пресс: Режет непрерывно формируемый продукт на отрезки необходимой длины. Может быть ручным, пневматическим или сервоэлектрическим.
- Контроллер: Компьютеризированная система управления координирует все движения и последовательности работы машины. Позволяет быстро менять и регулировать набор валов.
Валки на станциях формовки выполняют собственно гибку и формовку материала. Верхний и нижний валки имеют одинаковые контуры и вращаются в противоположных направлениях для захвата и формирования полосы. Постепенное формование на каждой станции исключает растяжение и утончение материала, возникающие при резких изгибах под углом 90°.
Рулоноформовочные машины могут быть горизонтальными или вертикальными. Горизонтальные машины занимают меньше места на полу, а вертикальные обеспечивают подачу материала под действием силы тяжести. Все основные компоненты в обеих конфигурациях практически одинаковы.
Преимущества автоматической формовки рулонов
Автоматизация процесса вальцевания с помощью современных машин имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с ручной вальцовкой:
Высокая скорость производства
- Современные высокоскоростные рулонные линии могут производить до 16 000 футов материала в час. Это позволяет производить большие объемы продукции, что невозможно при использовании ручных методов.
Повышение точности и согласованности
- Автоматизированные машины точно контролируют скорость подачи материала и последовательность работы валков. Это снимает ответственность с операторов и обеспечивает соответствие каждой детали техническим требованиям.
Гибкость и легкость регулировки
- Быстрая смена комплекта валков позволяет быстро переходить от одного профиля к другому. Программируемое управление также позволяет легко изменять параметры машины для производства новых изделий.
Безопасная рабочая среда
- Устранение прямого взаимодействия человека с опасным прокатным оборудованием значительно повышает безопасность оператора. Кроме того, машины снижают риск несчастных случаев за счет исключения работы с тяжелыми валками.
Снижение трудозатрат
- Автоматизация процесса валковой формовки позволяет свести к минимуму прямые трудозатраты. Один оператор может одновременно управлять несколькими машинами.
Возможность интеграции операций после формования
- Автоматизированные производственные линии могут включать в себя интегрированные операции резки, штамповки, сварки и других видов вторичной обработки. Это позволяет повысить эффективность и свести к минимуму перемещение материалов.
Снижение долгосрочных затрат
- Несмотря на более высокие первоначальные капитальные затраты, автоматизированные валковые машины обеспечивают более высокую производительность, экономию трудозатрат и эксплуатационных расходов по сравнению с ручными операциями.
Переход от ручных операций к автоматизированной технологии валковой формовки позволяет производителям получать более высокие и стабильные объемы производства, а также значительно повысить затраты и безопасность.
Общие области применения автоматической роликовой формовки
Автоматические вальцовочные станки отличаются высокой универсальностью и могут производить металлические профили для многих отраслей промышленности и применений. Вот некоторые из наиболее распространенных вариантов использования:
Строительство зданий
- Кровельные панели, стеновые панели, водосточные элементы, стойки, направляющие, балки, фермы
Автомобильное производство
- Кузовные панели, рамы, опоры, кронштейны, направляющие, стойки, трубы
Приборы
- Корпуса, рамы, воздуховоды, стеллажи, трубы, спиральные кольца
Мебель
- Ножки, рамы, опоры, кронштейны, спинки
Полки и стеллажи
- Несущие опоры, балки, скобы, настилы
Электрооборудование и ОВКВ
- Трубопроводы, теплозащитные экраны, воздуховоды, корпуса, светильники
Сельскохозяйственное оборудование
- Рамы, опоры, желоба, трубы, фурнитура
Офисная мебель
- Ножки, опоры, элементы шкафов, проводка, стеллажи
Такое разнообразие областей применения подчеркивает универсальность деталей, изготовленных методом валковой формовки. Гибкие производственные возможности автоматизированных валковых машин позволяют производителям удовлетворять потребности многих отраслей промышленности в металлических деталях.
Развитие технологии рулонной формовки
В последние годы передовые технологии расширили возможности автоматизированного валкового оборудования. Постоянно внедряемые инновации открывают новые возможности и позволяют производителям получать еще больше преимуществ от использования этих машин. К числу наиболее заметных новинок относятся:
Сервоэлектрические приводы машин
- Использование серводвигателей вместо гидравлических систем позволяет более точно управлять валками и подачей материала. Это повышает точность формования и позволяет увеличить скорость производства.
Формирование крутки в линию
- Специальные машины с возможностью скручивания могут формировать сложные профили, связанные с вращением материала, например, квадратные/прямоугольные трубы, специальные балки, спиральные воздуховоды.
Особенности быстрой переналадки
- Новые комплекты валков, использующие картриджную конструкцию или быстроразъемную оснастку, сокращают время смены валков, позволяя быстрее переходить от одного профиля к другому.
Передовые системы мониторинга
- Модернизированные компьютерные системы управления контролируют производство в режиме реального времени и автоматически вносят коррективы для предотвращения проблем с качеством. Некоторые системы могут даже отслеживать износ инструмента для оптимизации технического обслуживания.
Интеграция вторичных операций
- Автоматизированные операции штамповки, резки, сверления, гибки, сварки и другие интегрируются в единые технологические линии наряду с валковой формовкой. Таким образом, создаются полноценные производственные ячейки с минимальным количеством операций.
Специализированная обработка компонентов
- Усовершенствованные системы выгрузки деталей, штабелеры и конвейеры позволяют эффективно обрабатывать готовые детали длиной до 40 футов.
Технология производства малых партий продукции
- Программируемые сервоприводы позволяют быстро менять профиль при коротких сериях. Таким образом, автоматическая формовка валков становится возможной даже при небольших объемах производства.
Стремление к использованию технологий Индустрии 4.0 будет способствовать расширению возможностей автоматизированного валкового оборудования. Постоянное совершенствование гибкости, интеллектуальности и интеграции расширит области применения, в которых эти машины будут представлять собой идеальные производственные решения.
Внедрение автоматизированной роликовой формовки
Производители, желающие внедрить автоматизированную технологию валковой формовки, должны тщательно оценить объемы производства, ассортимент продукции, имеющиеся площади и трудозатраты. Обращение к квалифицированным поставщикам валкового оборудования также необходимо для определения нужных возможностей и дополнительных функций машины.
Ниже перечислены некоторые ключевые факторы, которые необходимо учитывать при внедрении автоматизированного валкового оборудования:
- Объемы производства - Большие объемы компенсируют капитальные затраты и позволяют максимально использовать преимущества эффективности. Однако конфигурируемые машины могут поддерживать и меньшие объемы.
- Различия в ширине и ширине изделия - Проанализируйте требования к материалам и определите, нужны ли функции быстрой замены.
- Тип требуемых вторичных операций - Интеграция таких операций, как перфорация, резка и вставка фурнитуры, повышает производительность.
- Наличие свободных площадей - Требования к длине и конфигурации зависят от конструкции производственной линии.
- Трудовые факторы - Автоматизированное оборудование позволяет компенсировать нехватку рабочей силы и снизить зависимость от квалификации оператора.
- Безопасность - Убедитесь, что система спроектирована в соответствии с последними стандартами безопасности и защищает опасные зоны.
- Общая стоимость владения - Взвесьте капитальные затраты, прогнозируемые эксплуатационные расходы, экономию на обслуживании и трудозатратах в течение всего срока службы оборудования.
При тщательном планировании с привлечением специалистов производители могут внедрить автоматизированное валковое оборудование, обеспечивающее максимальную производительность, гибкость и возврат инвестиций.
Вывод
Автоматические вальцовочные станки позволяют производить металлические детали с непревзойденной эффективностью и точностью. Автоматизация процесса постепенного формообразования позволяет изготавливать детали вальцовочной формы в больших объемах с высокой точностью и стабильностью. Постоянный прогресс расширяет возможности этих универсальных машин.
В настоящее время рулонная штамповка применяется для изготовления все более широкого спектра деталей в различных отраслях промышленности - от строительства до автомобилестроения. Гибкость, повышенное качество и экономия трудозатрат при автоматизированной валковой штамповке делают ее все более привлекательным методом производства. Производители, использующие эту технологию, получают ключевые преимущества для удовлетворения спроса на металлические детали и сохранения конкурентоспособности.
Часто задаваемые вопросы об автоматических роликоформовочных машинах
Вот несколько распространенных вопросов об автоматических валковых формовочных машинах и технологиях:
Вопрос: Какие виды металлов можно формовать вальцами?
О: Наиболее распространенными металлами для роликовой формовки являются сталь, алюминий и медные сплавы. Сталь используется для большинства деталей, изготовленных методом валковой формовки. Вальцовке может подвергаться любой ковкий металл, способный сохранять свою форму после гибки.
Вопрос: Как разрабатываются детали для валковой формовки?
О: Проектирование деталей требует тесного сотрудничества между производителем и поставщиком оборудования. Для сложных профилей может потребоваться несколько станций формования и дополнительные операции. Более простые, открытые профили обычно легче всего формовать вальцеванием.
Вопрос: Сколько времени занимает наладка валковых машин для изготовления новых деталей?
О: На старых машинах замена валов могла занимать много часов. Современные быстросменные конструкции позволяют менять целые комплекты валков в некоторых случаях менее чем за 10 минут. Машины с сервоприводом также позволяют ускорить смену профилей.
Вопрос: Каковы ограничения валковой формовки по сравнению с другими процессами?
О: Рулонная штамповка идеально подходит для крупносерийного производства деталей шириной до 10 футов из рулонного материала. Она имеет больше ограничений при изготовлении небольших партий, толстых материалов или сложных трехмерных форм. Кроме того, при небольших объемах производства капитальные затраты могут быть высокими.
Вопрос: Как осуществляется техническое обслуживание валкового оборудования?
О: Профилактическое обслуживание включает в себя регулярную смазку, проверку герметичности, контроль износа валов и направляющих, а также замену жидкостей/фильтров в соответствии с графиком производителя. Операторы также должны следить за возникновением проблем в процессе производства.
Вопрос: Можно ли добавить вторичные операции в рулонную линию?
О: Да, интеграция штамповки, резки, гибки, сварки и вставки фурнитуры после рулонной формовки является растущей тенденцией. Это позволяет автоматизировать производство готовых деталей без перегрузок между процессами.
Вопрос: Существуют ли проблемы с безопасностью при использовании валкового оборудования?
О: Все движущиеся компоненты должны быть ограждены, чтобы защитить работников от таких опасностей, как места защемления. Новые машины оснащены блокируемыми защитными устройствами и аварийными остановками. Необходимо также обратить внимание на шумовое воздействие и подъемные валики.
