Типы машин для холодной гибки валков

Обзор листогибочных машин холодной гибки

Вальцовочные станки холодной гибки используются для гибки и формовки металлических листов в индивидуальные профили посредством постепенного и непрерывного процесса прокатки. Они идеально подходят для массового производства таких деталей, как кровельные панели, стальные стойки, водостоки, дверные панели и т.д. Основные характеристики:

  • Сгибает листы толщиной до 3 мм из различных материалов, таких как сталь, алюминий, латунь, медь и т.д.
  • Формирование сложных и точных профилей с помощью ряда расположенных роликов
  • Непрерывный процесс с регулируемой скоростью для высокой производительности
  • Компьютерное управление для автоматической точной формовки
  • Компактные размеры, пригодные для заводской интеграции
  • Более низкие затраты на оснастку по сравнению с листогибочными прессами и другими методами изготовления

Типы профилегибочных машин для холодного проката

Существует несколько типов машин для холодной вальцовки, обеспечивающих различные уровни гибкости, автоматизации и производительности:

Таблица 1: Типы машин для холодной прокатки

ТипОписание
Стандартный формирователь рулоновБазовая машина с неподвижными формующими роликами для непрерывного выпуска одного профиля. Ручная подача материала и отрезание деталей.
Формирователь валков с ЧПУКомпьютерное числовое управление с серводвигателями для автоматической регулировки роликов. Позволяет быстро переключаться между различными предустановленными профилями.
КонвейерВысокопроизводительные валковые формовочные машины, интегрированные с разматывателями, правильными машинами, ножницами и другими поточными процессами для автоматизации массового производства.
Формирователь рулонов на заказИндивидуальный станок со специальными формующими роликами для профилей собственной разработки. Требуется разработка штампов и оснастки для валков.
Портативный формирователь рулоновКомпактная и мобильная вальцовочная машина для холодной гибки, предназначенная для использования на стройплощадке или в мастерской. Ограниченная возможность профилирования.
машина для холодной гибки валков
Типы машин для холодной гибки валков 3

Основные компоненты машины холодной прокатки

Основные компоненты типичной машины для холодной прокатки включают:

Таблица 2: Компоненты машины холодной прокатки

КомпонентОписание
РазматывательУдерживает рулон листового металла для непрерывной подачи в валковый пресс
ПитательПодача листа в валки с контролируемой скоростью и натяжением
Формовочные вальцыСпециальные валковые штампы, постепенно изгибающие лист в нужный профиль
ФрезаВырезает профили заданной длины для отдельных деталей
Панель управленияУправляет положением роликов, подачей материала, отсечкой и т.д.
ПЛК/компьютерное управлениеДля программирования рецептов и автоматизации технологических параметров
РамкаЖесткая рама, в которой размещаются компоненты, испытывающие нагрузки на растяжение

Конструкция и принцип работы

При холодной валковой штамповке плоская полоса листового металла непрерывно подается через ряд роликовых матриц, которые постепенно формируют материал в заданный профиль. По мере прохождения материала через каждую пару роликов ему постепенно придается нужная форма, пока не будет получен окончательный профиль.

Ролики расположены вдоль станций прогрессивной формовки в такой последовательности, которая позволяет изгибать материал без чрезмерного напряжения. Конструкция и расположение роликов разрабатываются специально для профиля, который необходимо сформировать. Обычно используется около 12-16 пар роликов в зависимости от сложности детали.

Смазка наносится на листовой металл для уменьшения трения при прохождении его через ролики на высоких скоростях. Смазка также помогает поддерживать гладкость поверхности. После формовки могут наноситься химические покрытия для обеспечения коррозионной стойкости или защиты от УФ-излучения.

Производимые приложения и профили

Холодная гибка валков позволяет получать широкий спектр формованных металлических деталей. Типичные области применения включают:

Таблица 3: Области применения холодной прокатки

ПромышленностьРаспространенные профили
СтроительствоКровельные панели, настил, обрешетка, стеновые стойки, балки перекрытий, двери, перила
Автомобильная промышленностьКузовные панели, корпуса, детали шасси, кронштейны
ПриборыПанели, корпуса, кожухи, оболочки
МебельНожки, рамы, столы, кабельные каналы
УпаковкаСтеллажи, поддоны, коробки, полки, ванны
SolarМонтажные рейки, зажимы, швеллеры

Можно сформировать практически любую форму открытого профиля - от простых дуг, ребер и изгибов до сложных геометрических форм с вырубками и тиснением. Для полых замкнутых профилей могут потребоваться специализированные ролики. К числу распространенных профилей относятся:

  • С-каналы
  • Zeds
  • Углы
  • Секции шляп
  • Трубки для коробок
  • Формованные трубы
  • Нестандартные ребра, бусины

Технические характеристики

Машины холодной прокатки имеют широкий диапазон размеров и технических характеристик, позволяющих изготавливать от небольших деталей до крупных панелей шириной до 3 м. Основные параметры включают:

Таблица 4: Технические характеристики машины холодной прокатки

ПараметрТиповой диапазон
Длина формовки1 - 10 m
Ширина формовкиДо 3 м
Толщина материала0,3 - 3 мм
Скорость формирования10 - 80 м/мин
Станции формовки10 – 20
Диаметр ролика100 - 250 мм
Материал роликаЛегированная сталь или чугун
Приводной двигатель5 - 15 кВт
УправлениеПЛК, ЧПУ
Источник питания380 В, 3-фазный
Вес машины2000 - 10000 кг

Для специализированных крупносерийных линий непрерывного производства предлагаются более крупные и мощные машины. По индивидуальному заказу могут быть спроектированы машины для изготовления фирменных профилей и спецификаций.

Проектирование и изготовление валковой оснастки

Ключом к успешной валковой формовке является точность изготовления валковых штампов. Валковая оснастка проектируется исходя из требуемых характеристик профиля и свойств пластической деформации материала.

При проектировании валковой оснастки необходимо учитывать такие параметры, как толщина металла, ширина, предел текучести, радиус изгиба, обратная пружина и т.д. для расчета оптимального расположения и геометрии валков. Для моделирования течения материала и напряжений при проверке траекторий движения инструмента используются инструменты 3D CAD и FEA.

Штампы для валков изготавливаются на станках с ЧПУ из легированной стали. Цельные валки используются для изготовления таких распространенных форм, как дуги и ребра. Многокомпонентные разъемные валки позволяют формировать более сложные профили. Быстросменные системы с использованием распорок и прокладок обеспечивают гибкость при изготовлении различных профилей.

Соображения по проектированию процессов

Некоторые ключевые технологические факторы, которые необходимо учитывать при холодной прокатке:

Таблица 5: Рассмотрение технологических процессов холодной прокатки

ФакторПодробности
МатериалПластичность, прочность, толщина, покрытия, ширина, микроструктура. Предел текучести важен для расчета изгибающих усилий
Инструментальная оснасткаКонструкция роликов, размеры, материалы, обработка поверхности. Прецизионная обработка для получения точных профилей.
СмазкаУменьшает трение между листом и роликами. Позволяет увеличить скорость формования. Учитывайте температурную стабильность.
Скорость подачиВысокие скорости увеличивают производительность, но могут привести к появлению дефектов. Оптимальная скорость зависит от материала и профиля.
Радиусы изгибаБольшие радиусы распределяют деформацию и уменьшают утонение. Для повышения прочности уменьшите радиусы.
SpringbackУпругое восстановление после выхода детали из роликов. Компенсировать за счет перегиба. Зависит от материала.
НаправлениеДля листового проката изгиб следует производить перпендикулярно направлению прокатки, что обеспечивает более высокую прочность.
Длина секцииДля длинных секций требуются поддерживающие ролики для предотвращения провисания.
Толщина стенкиДля более толстых материалов требуются более высокие усилия прокатки. Это может привести к деформации полотна.

Необходимы тщательная разработка и испытания для точной настройки взаимодействующих параметров с целью обеспечения надежности процесса. При отсутствии надлежащего контроля могут возникнуть такие дефекты, как смятие, сморщивание, скручивание и разрыв.

Производители и поставщики

Среди основных производителей, поставляющих оборудование для холодной прокатки, можно назвать следующие:

Таблица 6: Производители оборудования для холодной прокатки

КомпанияРасположение
ФормтекСША
Самко МашинериКанада
Группа компаний "БрэдбериВЕЛИКОБРИТАНИЯ
ГаспариниИталия
Шанхайский слиттерКитай
T&H LemontСША
Innovative Produktionssysteme GmbH (IPS)Германия

Помимо крупных международных поставщиков, машины для холодной прокатки предлагают и многие региональные производители. При выборе поставщика необходимо оценить такие факторы, как качество сборки, инженерная поддержка, стоимость, время выполнения заказа и сервисное обслуживание.

Учет затрат

Оборудование для холодной прокатки представляет собой крупное капиталовложение, но при больших объемах производства оно может окупиться за счет повышения эффективности работы и сокращения трудозатрат. Ключевые факторы стоимости:

Таблица 7: Факторы стоимости машин холодной прокатки

ПараметрТипичный диапазон стоимости
Стандартный формирователь рулонов$50,000 – $500,000
Формирователь валков с ЧПУ$80,000 – $800,000
Конвейер>$500 000
Формирователь рулонов на заказ>$200 000
Портативный формирователь рулонов$15,000 – $100,000
Валковая оснастка$2000 вверх на профиль
Установка10-20% стоимости машины
Фрахт и налоги5-10% стоимости машины

Более крупные производственные линии с разматывателями, отрезными станками, правильными машинами и т.д. могут стоить более миллиона долларов. Эксплуатационные расходы включают в себя техническое обслуживание, запасные части, расходные материалы, такие как смазочные материалы и покрытия, а также потребление электроэнергии.

Выбор правильного поставщика

Ключевые факторы при выборе поставщика оборудования для холодной прокатки:

Таблица 8: Выбор поставщика оборудования для холодной прокатки

РассмотрениеПодробности
Техническая экспертизаОпыт проектирования, создания, монтажа аналогичного оборудования. Квалифицированные инженеры.
Качество сборкиИспользование прецизионных компонентов известных марок. Надежная конструкция.
ГибкостьВозможность обработки будущих нестандартных профилей. Системы быстрой переналадки.
Производственная мощностьРазмеры и мощность, соответствующие объему выпускаемой продукции.
Средства управленияТип автоматизации, простота программирования новых профилей.
УслугиПоддержка при установке. Местный сервис для технического обслуживания. Обучение операторов.
Валковая оснасткаСобственные возможности по разработке и изготовлению оснастки.
Lead TimesГрафик проектирования, изготовления, отгрузки, монтажа.
СсылкиОпыт успешного выполнения аналогичных проектов. Сильные отзывы.
РасходыЦенообразование в соответствии с рынком и возможностями. Привлекательные условия оплаты.
Соответствие требованиямСоответствие всем действующим нормам безопасности, электротехническим нормам и строительным нормам.

Авторитетные производители должны быть готовы предоставить рекомендации предыдущих покупателей. В процессе квалификации настоятельно рекомендуется посещать действующие установки.

машина для холодной гибки валков
Типы машин для холодной гибки валков 4

Установка и эксплуатация

Для безопасной, эффективной и качественной прокатки необходимы правильные процедуры монтажа и эксплуатации:

Таблица 9: Монтаж и эксплуатация машины холодной прокатки

ДеятельностьПроцедура
УстановкаУровнемерная машина на виброизолирующем фундаменте
Подключение электрической энергии, пневматических линий, смазки
Тестовый запуск без нагрузки для подтверждения зазоров
БезопасностьОградить места защемления, обеспечить защиту
Убедитесь, что операторы используют перчатки, защитные очки, нескользящую обувь
Обозначение зон безопасности, обеспечение блокировок
НастройкаУстановить правильно сконструированную валковую оснастку
Позиционирование направляющих, поддерживающих и правильных валков
Пропустите лист через ролики и выровняйте его
Установка скорости подачи, длины отрезки
ОперацияПоддерживать стабильную и равномерную подачу листа
Контроль уровня и расхода смазки
Постоянный контроль размеров профиля
Техническое обслуживаниеРегулярная очистка роликов и обрамления
Смазка подшипников и деталей скольжения
Проверка центровки и износа валов
Немедленно замените поврежденные ролики
Поиск и устранение неисправностейОтрегулируйте выравнивание роликов, если профиль искажен
Увеличение/уменьшение приращения изгиба для коррекции отката пружины
Уменьшение скорости при смятии; увеличение - при разрыве
Проверка конструкции валков, ориентации материала

К работе с машиной допускается только персонал, прошедший соответствующее обучение, после выполнения всех процедур по обеспечению безопасности. Правильное техническое обслуживание имеет решающее значение для предотвращения незапланированных простоев и дефектов.

Преимущества холоднокатаной формовки

Основные преимущества машин для холодной гибки валков:

  • Высокопроизводительный непрерывный процесс для массового производства
  • Постоянное и воспроизводимое качество деталей
  • Возможность формирования сложных пользовательских профилей
  • Низкие затраты на оснастку по сравнению с другими методами изготовления
  • Масштабируемое производство за счет добавления поточных процессов
  • Регулируемые параметры с помощью системы ЧПУ
  • Минимальные вторичные операции после формования
  • Подходит для различных материалов - от тонких до толстых металлов
  • Прочность и эстетическая привлекательность деталей, изготовленных методом роликовой формовки
  • Более безопасная работа по сравнению с ручными методами гибки металла

Ограничения и проблемы холоднокатаной штамповки

К недостаткам и трудностям можно отнести:

  • Высокие первоначальные капитальные затраты на оборудование и оснастку
  • Длительные сроки проектирования и изготовления валковых штампов
  • Неэкономично при очень малых объемах производства
  • Ограничения по размерам в зависимости от производительности машины
  • Навыки, необходимые для правильного проектирования валковой оснастки с целью исключения дефектов
  • Возможность образования царапин на поверхности материала при формовании
  • Шумообразование, требующее мер по снижению уровня шума
  • Потребность в листах в рулонах заданной ширины

Анализ экономии затрат

Приведем пример анализа затрат для типового сценария крупносерийного производства:

  • Требуется ежемесячный объем 100 000 кровельных деталей из С-каналов
  • С-образный канал длиной 12 футов с фланцами с фасонным профилем
  • Материал - алюминий 5052 толщиной 0,05″

Таблица 10: Сравнение затрат - рулонная формовка и ручное изготовление

МетодПрофилированиеИзготовление вручную
Стоимость оборудования$250,000$50,000
Стоимость оснастки$20,000$5000
Уровень производства600 футов/мин10 футов/мин
Ежемесячный труд100 часов670 часов
Ставка за труд$25/час$25/час
Ежемесячные затраты на оплату труда$2500$16,750
Общие ежемесячные затраты$29,167$21,667
Срок окупаемости5 месяцев

Этот простой анализ показывает, что, несмотря на более высокие первоначальные инвестиции в оборудование, экономия трудозатрат при использовании валковой формовки делает ее экономически выгодной для таких сценариев со средними и высокими объемами производства. Точные точки безубыточности могут быть рассчитаны с помощью более детального моделирования затрат.

Холоднокатаная штамповка и гибка на листогибочном прессе

Холодная прокатка и гибка на листогибочном прессе - два распространенных способа изготовления листового металла. Ниже приводится сравнение этих двух методов:

Таблица 11: Сравнение роликовой формовки и листогибочного пресса

ПараметрПрофилированиеЛистогибочный пресс
ОперацияНепрерывныйПакет
АвтоматизацияВысокаяLow-Medium
Время установкиСреднийВысокая
Уровень производстваВысокаяLow-Medium
ТрудНизкийВысокая
Капитальные затратыВысокаяLow-Medium
Стоимость оснасткиНизкийВысокая
Толщина0,5 - 2 мм0,5 - 4 мм
ПрочностьВысокаяСредний
ДопускиВысокаяСредний
Обработка поверхностиХорошийЯрмарка
Вторичные операцииНемногоМногие
ПриложенияСтандартные профили, панелиНестандартные детали, корпуса

В целом, рулонная штамповка лучше подходит для непрерывного крупносерийного производства, в то время как листогибочные прессы обеспечивают большую гибкость при изготовлении небольших партий и нестандартных деталей.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Какие листовые материалы могут быть подвергнуты рулонной штамповке?

О: Большинство вязких металлов, включая низкоуглеродистую сталь, нержавеющую сталь, алюминий, медь и латунь. Наилучшие результаты достигаются при использовании материалов в отожженном состоянии. Для очень высокопрочных сплавов может потребоваться промежуточный отжиг.

Вопрос: В каком диапазоне толщин может производиться холодная прокатка?

Ответ: Стандартная холодная прокатка обычно применяется для металла толщиной от 0,3 мм до 3 мм. Для более толстых материалов требуются машины с большей грузоподъемностью валков. Более тонкие пленки толщиной менее 0,2 мм требуют специальной обработки.

Вопрос: Сколько станций формовки требуется для типовых профилей?

О: Для большинства распространенных профилей, таких как С- и U-образные швеллеры, ребра жесткости, желоба, требуется 10-16 станций. Для более сложных или высоких профилей может потребоваться более 20 станций. Глубокие профили можно формировать с помощью последовательности станций двойного прохода.

Вопрос: Какие дефекты могут возникнуть при холодной прокатке?

Ответ: Такие дефекты, как смятие, коробление, развальцовка, расслоение и царапины, могут возникнуть, если параметры процесса и конструкция инструмента не оптимизированы. Необходимо провести FEA-моделирование и изготовить прототип.

Вопрос: Требуется ли смазка при холодной гибке валков?

О: Да, для снижения трения между поверхностью листа и инструментом необходимо применять соответствующую смазку. Это снижает необходимое усилие прокатки и улучшает качество обработки поверхности.

Вопрос: Сколько времени занимает проектирование и изготовление вальцовочного станка?

Ответ: Для стандартных машин, поставляемых по каталогу, срок изготовления может составлять 4-8 недель. Заказные станки с производственными линиями требуют более тщательного проектирования, поэтому следует рассматривать сроки до 6 месяцев.

Вопрос: Какова типичная производительность машин для холодной прокатки?

О: Скорость изготовления зависит от сложности профиля и длины формируемой детали. Обычно скорость составляет 10 - 100 футов в минуту. Для очень длинных деталей могут потребоваться более низкие скорости и опорные ролики.

Вопрос: Подходит ли процесс холодной прокатки для средних объемов производства?

О: Да, станки с быстрой переналадкой могут быть экономичными при средних объемах производства 5 000-10 000 изделий в месяц за счет чередования профилей.

Вопрос: Какое регулярное техническое обслуживание требуется для валковых машин холодной гибки?

О: Техническое обслуживание включает смазку подшипников и валов, осмотр и замену изношенных роликов, очистку отложений на оснастке, проверку натяжения и центровки ремня.

Вывод

Холодная прокатка представляет собой идеальный процесс для непрерывного крупносерийного производства металлических профилей во многих отраслях промышленности. Оборудование стало высокотехнологичным, с управляемой автоматизацией и возможностью быстрой переналадки между профилями. Прецизионные валковые штампы, способные создавать сложные формы, в сочетании с телевизионным контролем обеспечивают неизменно высокие стандарты качества. При правильном выборе оборудования, разработке оснастки и управлении процессом холодная гибка валков обеспечивает эффективное технологическое решение для массового производства формованных деталей из листового металла.

узнать больше Вальцевание

Поделиться этой записью:

Оглавление

Поделиться этой страницей

Новое обновление

Стратируйте наш бизнес сейчас

Свяжитесь с Sunway

На ключ

Похожие сообщения

Профилегибочная машина для направляющих лифтов

Профилегибочная машина для направляющих лифтов

Представьте себе мир без лифтов. Ни парящих небоскребов, ни доступных квартир в многоэтажках, ни эффективного транспорта внутри многоэтажных зданий. В то время как сама кабина лифта занимает центральное место

Свяжитесь с Sunway

Последняя цена и каталог