Давильно-раскатной станок с ЧПУ: особенности, плюсы, классификация

Вытяжка металла — (формовка, выколотка).

Вытяжка металла является довольно распространённой операцией при производстве деталей автомобилей, или мотоциклов (да и вообще большинства транспортных средств) из стального листа и применяется повсеместно — от промышленного производства до обычной гаражной мастерской.

Оговорюсь сразу, что в этой статье о промышленной вытяжке (формовке) листового металла с помощью специальных прессов (штампов) будет сказано не много, так как это промышленное оборудование недоступно для гаражной мастерской и главный упор будет дан на более простой ручной труд, который можно использовать даже новичкам, в обычной даже домашней мастерской.

Вытяжка металла — что это такое.

Вытяжка заготовок из листового металла— это формовочная операция, которая осуществляется на производстве в специальных вытяжных штампах (или вручную, но об этом ниже). С помощью этой операции происходит процесс превращения плоской листовой заготовки в объёмную (выпуклую) и полую деталь, имеющую замкнутый контур кромок.

Процесс вытяжки осуществляют как без преднамеренного утоньшения стенок листовой заготовки, так и с утоньшением её стенок. При первом варианте вытяжка стального листа осуществляется без заранее рассчитанного изменения толщины стенок заготовки. А во втором варианте вытяжка осуществляется за счет заранее рассчитанного изменения поперечного сечения детали и утоньшения её стенок. Вообще утоньшение стенок при вытяжке происходит в любом случае, но как было описано выше — с расчётом и без.

Вытяжка листового металла бывает обычной и глубокой. При глубокой вытяжке стального листа избыточный объём листового материала как правило является причиной образования морщин (складок) на заготовке. И чтобы получить полую выпуклую заготовку вытяжкой без получения складок, следует нагревать заготовки, получать объём в несколько приёмов и иметь сравнительно небольшую разницу между диаметром заготовки и диаметром цилиндра.

А за одну операцию вытяжки можно получить отштампованные детали относительно небольшой высоты. Ну а для того, чтобы предотвратить образование складок, следует применять штампы, в которых листовая заготовка перед началом процесса вытяжки прижимается к поверхности матрицы специальным прижимом, так называемым «складко-держателем».

И как было сказано выше, при глубокой вытяжке эту операцию осуществляют в несколько приёмов (в несколько переходов), в зависимости от соотношения высоты и диаметра формуемой листовой заготовки, а также в зависимости от относительной толщины стенок детали.

При глубокой вытяжке степень деформации металлического листа, который образует стенки заготовки, возрастает по мере удаления от дна заготовки к её кромкам. И следует отметить, что в донышке детали металлический лист почти не испытывает пластической деформации, а у кромок заготовки металл испытывает наибольшие структурные изменения, а в районе стенок металлический лист испытывает наибольшее растяжение.

При вытяжке металла следует учитывать коэффициент вытяжки m . Коэффициент вытяжки — это отношение диаметра d готовой детали к диаметру D изначальной заготовки.

При вытяжке и формовке какой то детали из листового металла, каак знают многие, применяют специальные прессы (штампы), развивающие давление в несколько тонн и которые вдавливают паунсон в матрицу, размеры и форму которых принимает заготовка при её формовке (соответственно заготовка укладывается между паунсоном и матрицей).

Однако при формовке (вытяжке) следует учесть, что чем больше радиус закругления листового материала, тем меньше напряжение в этом материале и соответственно меньше утоньшение стенок заготовки. Но если сделать слишком большой радиус закругления кромок матрицы, то это приведёт к образованию складок на формуемой детали.

И радиусы закруглений кромок на матрице делают в зависимостиот толщины материала заготовки и глубины её вытяжки и вычисляют опытным путём, в зависимости от пластичности разного листового материала (металла или сплава).

Ну а радиус закругления пуансона по возможности делается равным радиусу закругления матрицы, если лист не слишком толстый. Однако при более глубокой вытяжке и использовании более толстого материала, радиус и другие размеры паунсона (его высота и диаметр) может быть взят и значительно меньшим, соответственно требуемой форме формуемой заготовки и толщины материала.

Следует помнить, что минимально допустимый радиус закругления пуансона должен быть равен толщине вытягиваемого материала умноженной на два (удвоенной толщине). И если радиус закругления кромок пуансона будет слишком мал, то это приведёт к значительному утоньшению материала заготовки, или заклиниванию детали между паунсоном и матрицей.

Как правило зазор между пуансоном и матрицей в промышленных вытяжных штампах делают по наибольшей допустимой толщинелистового материала, который будет использоваться при вытяжке, причём делают ещё и с добавкой на утолщение краёв детали при её вытяжке.

Ну а для окончательного перехода при вытяжке заготовки с заданным наружным размером детали, зазор в так называемом»бутерброде» (паунсон-заготовка-матрица) устанавливают за счет пуансона. А если при вытяжке имеется заданный внутренний размер готовой детали, то нужный зазор делают за счет наружной поверхности матрицы.

Вытяжка металла с использованием ручной выколотки.

Ну а теперь мы переходим к более интересной обработке листового материала, с точки зрения гаражных мастеров и вообще более простого гаражного оборудования. Вид ручной обработки листового материала, который будет описан ниже, не смотря на простейший инструмент и простейшее оборудование, (по сравнению с заводским оборудованием), позволяет сделать многое и придать листовому металлу практически любую форму.

Формовка, вытяжка, выколотка или дифовка — это очень древний вид холодной обработки листового металла (сплава), который применялся ещё всредневековые времена для изготовления щитов, шлемов рыцарских доспехов. Сам процесс обработки осуществляется с помощью ударов молотка (киянки) от который материал за счёт своей элластичности изгибается, вытягивается, садится и в результате этого принимает нужную форму.

Следует отметить, что от кузнечной ковки этот вид деятельности отличается тем, что он осуществляется в холодном состоянии (как известно многим — при кузнечной ковке маталл нагревается докрасна). И в большинстве случаев ручная выколотка или дифовка (что в принципе одно и то же) применяется для листового материала не толще 2 мм., а кузнечные работы производят из массивных заготовок.

И ещё следует написать, что выколотка (дифовка) так же отличается и от чеканки, так как здесь не используют чеканы (специальные деревянные инструменты для выдавливания при чеканке), а используется только лишь молоток, или киянка, или механический молоток (о механическом молотке я как нибудь напишу отдельную статью, когда закончу его изготовление).

Кстати, хочу заметить, что примером крупных работ, выполненных с помощью выколотки, была сделана статуя Свободы в Америке (на острове Либерти на входе в гавань города Нью-Йорк), которая была выколочена из медных листов, имеющих толщину 2мм. Также по этой технологии была изготовлена и наша отечественная крупная скульптура «Рабочий и колхозница».

Многие видели эту скульптуру в начальных кадрах фильмов, которые были сняты на киностудии «Мос-фильм». Но мало кто знает, что этот выдающийся монумент (высота фигуры мужчины и женщины достигает 24 метра!) выколочен вручную из листовой хромо-никелевой нержавеющей стали, имеющей толщину около 1 мм.

Также ручная выколотка применялась в прошлом веке на многих автомобильных заводах для формовки деталей автомобиля (до появления штампов) а в большинстве кастом мастерских детали машин и мотоциклов изготавливают этим способом и по сей день. Кстати примеры работ, по изготовлению деталей мотоциклов можно найти и у меня на сайте в рубрике тюнинг мотоцикла (одну из работ можно почитать и посмотреть вот здесь, а так же в видеоролике чуть ниже).

Выколотку (дифовку) можно условно разделить на три вида: механизированная выколотка, ручная свободная выколотка и выколотка по болванке (модели). Однако всё это условно и при изготовлении множества деталей из листового материала можно использовать любой вид, а так же чередовать разные виды обработки даже для одной детали.

Конечно же всё зависит от поставленных задач, творческих планов, от фантазии и от форм деталей которые требуется получить в итоге. Все виды ручной обработки листового металла каждый мастер выбирает сам и в процессе накопления опыта и оборудования, уже может понять что использовать в каком то конкретном случае и для какой детали.

Технология ручной выколотки.

Как было упомянуто мной выше, свободная ручная выколотка листового металла является древнейшим видом обработки, но она применяется и сейчас во многих кузовных и кастом-мастерских. Основная задача при выколотке (дифовке) — это создание объёмного полого изделия из листового металла (сплава). Эта техника состоит из нескольких последовательных процессов (в основном 3 основных процесса).

Один из процессов заключается в расплющивании листовой заготовки на плоской наковальне с помощью стального молотка, где получается увеличение площади листа за счёт уменьшения его толщины. Расплющивание происходит если равномерно ударять молотком по всей поверхности листовой заготовки.

Следует учесть, что если наносить удары молотком по небольшому участку заготовки (например по её середине) не затрагивая краёв заготовки, то она будет не только расплющиваться и уменьшаться по толщине в местах ударов, но будет одновременно девормироваться образовывая сферическую поверхность, которая будет вогнутая со стороны ударов и выпуклая с противоположной стороны.

Изготовленная мной стойка и кожаная подушка для отбивки выпуклостей.

Кстати сферическую (или выпуклую) поверхность листовой заготовке гораздо быстрее и эффективнее сделать не на плоской и твёрдой наковальне, а на мягкой кожаной подушке (как на фото слева), набитой песком или дробью (или на деревянном пеньке с углублением) и этот процесс я как раз показываю в своих видеороликах у меня на канале Ютуба (канал suvorov-custom) и один из видеороликов показан чуть выше.

Второй процесс обработки — это сгибание листового металла, при котором вогнутая сторона заготовки испытывает сжатие, а выпуклая сторона перетерпевает растяжение. Сгибание стальной заготовки осуществляют с помощью молотка или киянки на гладком ребре наковальни (кстати боёк инструмента может быть стальным отполированным, или из мягкого материала, или сплава — об инструменте я напишу подробнее ниже).

Сгибание заготовки можно выполнить по радиусу и под углом, по дуге, по кривой, или просто по прямой линии и всё зависит от творческих задач, а так же от выбора формы ребра фасонной наковальни. При сгибании происходит ещё и вытяжка металла.

Третий процесс — это осадка металла, при которой увеличивается толщина листового металла (в поперечном сечении). Вообще осадка в большинстве случаев применяется для сжатия кромок листового металла. Чтобы сжать листовой металл у кромок можно использовать также и Шринкер, о котором я подробно написал вот здесь.

выдавливание гофров на самодельном крыле

Но у кого нет шринкера, то для сжатия используют осадку металла, перед которой производится гофрирование кромок заготовки. А после гофрирования они осаживаются молотком или плоской лопаткой (см. фото справа) и этот процесс я наглядно показал в видеоролике ниже.

выравнивание волн и гофров на крыле с помощью лопатки

Там показана более совершенная гофрилка (как на фото слева), но можно использовать и более простую, представляющую два конических штыря (я их показал в видео). Гофрирование и осадка листового металла является более сложным процессом чем обычная формовка и требует некоторых навыков, которые приходят с опытом.

Однако в большинстве мастерских уже не используют сжатие металла с помощью осадки (и гофрилок) и как правило применяют Шринкер и Стретчер. Но всё же для новичков следует написать несколько строк об осадке с помощью гофрирования.

Гофры на листовом металле (сплаве) по возможности должны быть низкими и широкими — так их легче выводить (осаживать). А узкие и слишком высокие гофры при осадке нагоняются друг на друга и при этом могут образовываться трудноустранимые складки и даже трещины в листовом металле. Так же важно чтобы гофры не были подсечены или завалены на одну сторону.

Ну и ещё важно чтобы рабочие поверхности губок гофрилки были отполированы до зеркального блеска и закалены. Это позволит не оставлять на поверхности листового металла (сплава) царапины и другие повреждения, а твёрдость полученная закалкой позволит не изнашиваться губкам гофрилки довольно длительное время.

Инструменты и приспособления.

При выколотке (дифовке) вручную применяются различные опорные и ударные инструменты. Из ударных инструментов следует иметь различные по форме бойков молотки и киянки, которые изготавливают из различных материалов.

Молотки могут быть из прочных сталей и их бойки должны быть обязательно отполированы и закалены. Так же молотки могут использоваться с бойками из материалов имеющих меньшую твёрдость, чем обрабатываемая заготовка. Например молотки изготавливают из меди, датуни, бронзы, алюминия и даже свинца.

Только деревянные молотки должны быть снабжены латунными кольцами вокруг бойков, чтобы предотвратить растрескивание древесины. При ударах молотками (или киянками) с мягкими бойками, обрабатываемый материал (особенно из мягких сплавов, типа алюминия) меньше гартуется и на обрабатываемой поверхности не остаётся царапин и засечек.

Изготовленные мной молотки для придания выпуклости.

Однако если глубина вытяжки небольшая, то вполне можно использовать и стальные отполированные бойки, которые за счёт своей гладкой зеркальной поверхности так же не оставляют на поверхности заготовки никаких повреждений.

Изготовленные мной молотки для выколотки крыла (для разной глубины выпуклости)

И я почти всегда пользуюсь молотками с сферическими стальными бойками (например таким как в видео выше и на фотографиях справа и слева), которые очень эффективны и работа по выколотке осуществляется гораздо быстрее.

Ручную выколотку для вытяжки металла производят на наковальнях изготовленных из стали, меди или свинца, а так же на деревянном пеньке (колоде) с углублением или на кожанной падушке. Также выколотку в некоторых случаях производят на специальных опорных приспособлениях, которые представляют из себя опорные стойки с закреплёнными на них наковаленками разной выпуклости, или имеющие различный изгиб. И разумеется форма опорной поверхности зависит от формы детали, которую в итоге необходимо получить.

Изготовленная мной наковаленка полукруглая, но с более острыми углами.

Все опорные приспособления (например как на фото слева и справа — показаны мои самодельные наковальни разной выпуклости) можно изготовить самостоятельно из металлических болванок, что я и сделал. После обточки поверхности наковаленок их необходимо ошлифовать, отполировать и закалить.

Изготовленная мной наковаленка полукруглая.

Но сейчас уже вполне возможно приобрести в интернет магазинах (или в автомагазинах в крупных городах) наборы различных поддержек (небольших наковаленок) предназначенные для кузовного ремонта.

Кроме ударных и опорных инструментов для вытяжки металла (ручной выколотки) потребуются и другие инструменты, с помощью которых необходимо вырезать листовой металл, подрезать его кромки и обрабатывать их.

Для этих целей подойдут распространённые слесарные инструменты: круглогубцы, плоскогубцы, ножницы по металлу (ручные или электрические), угло-шлифовальная машинка (болгарка), электро-лобзик, различные напильники, шлифовальные диски и прочие инструменты, которые я уже описывал, например в статьях про кузовной ремонт.

Практика вытяжки металла (ручной выколотки).

Конечно же формовку металла (его вытяжку с помощью выколотки) лучше наглядно посмотреть в одном из моих видеороликов на моём канале. Но всё же ниже следует написать основные моменты, так сказать азы ручной выколотки, например при изготовлении полусферы из листового металла. Ведь во многих изделиях изготовленных из листового металла имеются поверхности, близкие к сферическим.

Для наглядности вырежем из алюминиевого или медного листа два одинаковых круга, диаметром примерно 15 — 20 сантиметров (для новичков лучше начинать с более мягких сплавов, так как они более мягкие и эластичные, а по мере накопления опыта можно пробовать работать со сталью).

Уложив один из кругов на плоскую наковальню, далее можно равномерно проковать его молотком со стальным полированным бойком. После проковки заметим, что кружок остался плоским, но стал немного больше в диаметре, чем второй круг, который не подвергался обработке (проковке). Это значит, что в местах ударов листовой металл стал тоньше, но пропорционально увеличился по своей площади.

Теперь возьмём второй круг и начнём выколачивать его с середины, и постепенно, нанося удары по спирали, уходим к краям круга. Причём, приближаясь к краям кружка, постепенно уменьшаем силу ударов. При этом становится видно, что края круга начинают постепенно выгибаться, а в середине кружок приобретает вогнутость.

Причём там где вогнутость ( где наносились более сильные и частые удары) метал стал тоньше, а на краях, где ударов было меньше (и сила удара тоже) метал остался толще. А сам круг получил вогнутую с одной стороны поверхность, а с другой стороны выпуклую поверхность.

Теперь можно повторить проковку как первого (плоского) круга — чтобы увеличить его диаметр, так и второго выпуклого круга (чтобы увеличить его выпуклость). Проковав оба кружка несколько раз, в определённый момент можно будет почувствовать, что геометрическая форма и размеры заготовок из листового металла остаются неизменными, сколько бы усилий (ударов) мы не прилагали к ним.

А всё дело в том, что с листовым металлом произошло явление называемое наклёпом (или нагартовкой). То есть прокованный металлический лист сильно нагартован и в нём возникли большие напряжения, которые не дают заготовке изменять форму дальше.

Чтобы продолжить работу по вытяжке металла и увеличению его выпуклости (или по увеличению площади) необходимо снять напряжения с помощью отжига заготовки. Отжиг можно произвести с помощью газовой горелки, паяльной лампы, или просто на газовой плите. При этом сталь, медь, латунь или бронзу следует нагреть докрасна и дать заготовке медленно остыть.

А вот для отжига алюминиевых сплавов разумеется требуется более низкая температура (ведь температура плавления алюминия составляет 680º) и алюминий нельзя нагреть до красна — он попросту расплавится. Для того чтобы понять насколько греть, есть несколько способов: например начертить через всю поверхность алюминиевой заготовки линию хозяйственным мылом и как только линия начнёт чернеть, нагрев заготовки прекращаем.

Ещё один вариант — это нанести копоть на поверхность заготовки, если на газовой горелке перекрыть кислород и добиться горения одного лишь газа, который и закоптит поверхность детали. После того,, как заготовка станет чёрной от копоти, открыв кислород добиваемся нормального пламени и начинаем греть деталь, пока копоть не исчезнет. Обязательно греем поверхность постоянно перемещая горелку, не задерживаясь на одном месте.

После отжига листовой металл (или сплав) снова становится ковким, пластичным и мягким и можно снова продолжать работу по вытяжке металла выколоткой, до тех пор, пока заготовка вновь не нагартуется.

Этапы изготовления полусферы

Последовательность операций по выколачиванию полусферы не сложна даже для новичков и показана на рисунке 1 и 2 слева и справа. Выколачивать полусферу можно на плоской наковальне, но лучше чтобы она имела кое какую выпуклость.

А ещё лучше и быстрее выколотить объём, как я уже говорил, с помощью кожаной подушки (фото выше), набитой песком или дробью, или уложив заготовку на углубление в деревянном пеньке (как показано на видео ниже, где я изготавливаю фару из плоского стального листа).

При первоначальной проковке заготовки глубина полусферы должна составлять где то одну шестую часть радиуса круглой заготовки. После проковки необходимо нанести на кромки заготовки гофры (как показано на рисунке или в видео). При нанесении гофров с помощью гофрилки следует стараться чтобы гофры (желобки) были направлены на центр круга и имели плавные поверхности. А высота каждого желобка должна быть примерно равна его ширине.

После нанесения гофров необходима следующая операция, которая уже была описана выше — осадка. Она осуществляется с помощью молотка с немного сферическим (полукруглым) бойком, или плоской лопаткой, которую я использую в видео по изготовлению модели крыла мотоцикла (для алюминия лучше использовать пластиковые киянки). После простукивания гофров молотком, киянкой или лопаткой, там где были гофры листовой металл станет толще, чем был.

За счёт этого диаметр заготовки (или радиус крыла мотоцикла — о изготовлении крыла и нанесении гофров на крыле читаем тут) станет меньше. После осадки гофров необходимо опять немного выколотить середину, при этом добиваясь плавного перехода от середины к краям.

Но как правило, на этом этапе работы, полусфера пока ещё не имеет достаточной глубины (выпуклости), ведь готовая полусфера должна быть равна половине её диаметра. Значит заготовку снова нужно отжечь, заново нанести гофры, выполнить осадку и опять выколотить середину с плавным переходом к краям.

Изготовление полусферы это основа для новичков, которые впоследствии желают сделать какие то более сложные объёмные детали из листового металла. И впоследствии опыт в формовке и вытяжке металла придёт и каждый поймёт, что при изготовлении различных изделий, имеющих более сложную форму (например баки, крылья, фрагменты кузовов ретро-автомобилей, скульптур и т.п.) сначала формуют фрагменты деталей, представляющие простые геометрические формы (полусфера, конус, цилиндр и т.п.) и затем эти фрагменты подгоняют и стыкуют между собой, ну и соединяют с помощью сварки.

Надеюсь эта статья о вытяжке металла (его формовке, дифовке — ручной выколотке) будет интересна и полезна начинающим мастерам, а если полезна, то не забудьте поделиться с друзьями, нажав на кнопки ниже, успехов всем.

Вытяжка металла и ее виды

Основные” виды ротационной вытяжки металла:

Готовые изделия

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.

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.

Если эта статья вам полезна, то пожалуйста поделитесь ей в соц. сетях, нажав кнопки ниже. спасибо.

Нравится

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.

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.

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.

Но приборы способны справиться и с заготовками, имеющими более сложную геометрическую форму. Дополнительными методами работы с продуктом являются круговая и гидрообразивная резка. Примеры плазменного и лазерного раскроя в данном случае менее эффективны, поскольку способны повысить температуру, которая изменит пластические качества запчасти.

Комбинированный

Для деталей сложной конфигурации поступенчатое формование, закатки, профилирования и резки применяются совместно в различных сочетаниях.

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.

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.

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.

>

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.

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.

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

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

Нержавеющая сталь – до 1.5 мм

Алюминий (5мм), медь, олово – до 4 мм

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.

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.

Прижим осуществляется за несколько проходов, ступенчато. В конце обработки проводится серия сглаживающих движений ролика с пониженным прижимом для получения высококачественной поверхности.

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.

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..

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.

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.

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.

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).

Ротационное формование (токарно-давильные работы)

У нас вы можете заказать:

• бытовые предметы: чаши, тазы, бидоны, кастрюли, котелки, барбекю
• цистерны и резервуары для химической и пищевой промышленности
• различные детали для строительных миксеров и двигателей
• любые другие изделия чашеобразной формы по индивидуальному проекту

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Характеристики

Штамповка нержавеющей стали

Процесс обработки заготовок из нержавеющей стали при помощи штампования подразделяют на два вида:

• Холодная штамповка. С ее помощью изготавливают детали из вязких и пластичных материалов. Это сплавы с повышенным процентным содержанием никеля. К ним относятся аустенитные виды нержавеющей стали. Для обработки холодным способом используют листы, ленты, полосы, толщина которых составляет меньше 6 мм.
• Горячая штамповка. Этот процесс предполагает обработку металла при нагреве, что приводит к увеличению его пластичности. В этом случае толщина и масса заготовок не имеют значения. При этом материал должен обладать повышенной прокаливаемостью, быть не восприимчивым к местному нагреву.