Ротационная вытяжка металла технология

Ротационная вытяжка металла технология

Сайт находится на этапе разработки, часть разделов может работать некорректно. Старый сайт находится по адресу old.smkom.ru

• Офис
• Телефоны управлений
• Технический центр

Контакты

Ротационную вытяжка – это процесс пластического формообразования оболочечной детали из металлической заготовки.

Вращающиеся оправки совместно с роликами из плоской или полой вращающейся заготовки формируют осесимметричную или не осесимметричную деталь. Деталь получает такую же форму, как и вращающаяся оправка.

Виды ротационной вытяжки:

Существует несколько видов ротационной вытяжки, а именно:

• многопроходная
• однопроходная
• раскатка
• закатка
• профилирование и др

Благодаря технологии ротационной вытяжки удается получать сложные детали различных форм, например, конических, сферических, оживальной и др. Для их изготовления не требуется большого количества технологической оснастки.

Технология ротационной вытяжки позволяет

1. Изготавливать осесимметричные детали как с постоянным, так и с переменным сечением стенок. Деталь в процессе производства подвергается специальной обработке, направленной на улучшение механических свойств материала, из которого она изготавливается.
2. Изготавливать сложные детали, которые другим способом изготовить не представляется возможным.
3. Изготавливать не осесимметричные детали.
4. Получать детали с минимальной шероховатостью поверхности и высокой точностью.
5. Осуществлять в одном процессе доделочные операции, такие как рифление, обрезка, накатка и другие.
6. При помощи ротационной вытяжки есть возможность обрабатывать кованые, литые или сварные заготовки.
7. Детали любой степени сложности можно обрабатывать в автоматическом режиме.
8. Исключить ручной труд в процессе доработки полученной детали.

Детали изготавливаемые по технологии ротационной вытяжки

Основные преимущества технологии РВ

Традиционные технологии обработки металлов такие как ковка, литье или штамповка лишены тех преимуществ, которыми обладает РВ. В процессе обработки деталей с использованием технологии РВ можно получить значительную экономию времени и средств. К преимуществам технологии РВ обычно относят:

• Автоматизированные станки РВ имеют высокую производительность, особенно это касается операции формообразования конусов.
• Деталь полностью повторяет профиль и почти не требует дополнительной обработки.
• Даже изготовление малых или опытных серий деталей доказывает максимальную экономическую эффективность технологии РВ.
• Технология РВ позволяет существенно сократить производственный цикл.
• Технология РВ позволяет существенно ускорить процесс изготовления любых партий деталей самой сложной формы, такие традиционные методы обработки металлов, как ковка или литье, проигрывают по многим показателям.
• При изготовлении деталей существенно сокращается расход материала.
• Технология позволяет изготавливать детали из заготовок с толщиной близкой к толщине стенок детали.
• Приспособления и инструмент имеют низкую себестоимость, обладают повышенной прочностью и небольшой массой.
• Оснастка и инструменты, применяемые при изготовлении деталей по технологии РВ более экономически эффективные в сравнении с инструментами и оснасткой, используемой при традиционной обработке металла.
• Нет необходимости производства штампов и литьевых моделей, которые, как правило, требуют использования дорогостоящих материалов и ручного труда.
• Детали после изготовления по технологии РВ обладают повышенной прочностью и однородной структурой.
• Благодаря этому удается существенно увеличить ресурс работы не только детали, но и сборочной единицы в целом.
• Оборудование можно быстро переналадить для изготовления другой детали. Одно рабочее место позволяет производить несколько операций, благодаря этому существенно сокращается полный цикл обработки.
• Нет необходимости использовать большое количество оборудования и специальной оснастки для каждого технологического перехода.

Достаточно невысокая стоимость подготовительного цикла для изготовления детали. Если производство опытное или мелкосерийное, то экономическая эффективность его является максимальной.

Какие детали можно получить, используя технологию РВ

Такая технология позволяет получить детали различных геометрических размеров. Толщина стенок может быть в пределах от десятых долей мм, до 75 мм (алюминий). Диаметр детали может быть до семи метров.

Если использовать специальные режимы нагрева, то толщину стенок можно увеличить. Точность детали может соответствовать 5-6 квалитету.

Сколько стоит инструмент и оснастка для производства деталей по технологии ротационной вытяжки?

Ротационная обработка отличается невысокой стоимостью инструментов и оснастки для изготовления деталей, она в несколько раз меньше стоимости деталей и оснастки, которую используют при традиционной обработке металла.

Сферы применения и используемые материалы для изготовления деталей ротационной вытяжки

Прежде всего детали, изготовленные по технологии РВ нашли широкое применение в космической и авиационной отраслях, судостроении и машиностроении, в автомобильной и химической промышленности, в энергетическом машиностроении и средствах связи.

В авиации по технологии РВ изготавливаются детали для обтекателей и воздухозаборников, топливные баки, баллоны высокого давления, камеры сгорания и т, д.

Для производства деталей используются практически любые металлы и сплавы, широко используется алюминий и его сплавы, цветные металлы и сплавы (латунь, бронза, медь), жаростойкие стали различных марок, легированная сталь, титан и его сплавы.

Технология ротационной вытяжки металла

Тонкости технологии ротационной вытяжки

Если вы когда-нибудь задумывались, как выглядит ротационная вытяжка металла, достаточно представить металлообрабатывающий станок, куда устанавливается круглая заготовка и основа, подходящей формы. На современном оборудовании мастер просто задает подходящую программу, которая сама выполняет все команды на оборудовании. Однако ротационную вытяжку делают и вручную с простым оборудованием без режима программирования.

Всего выделяют несколько видов ротационной вытяжки:

• многопроходная — несколько режимов обработки;
• одноэтапная;
• раскатка;
• закатка;
• профилирование.

В результате разнообразия процессов и самой технологии ротационной вытяжки можно получить детали сложной формы, например, в виде конуса, сферы, овала. При этом для самого производства не требуется большого количества различных технических оснасток.

Другие возможности ротационной вытяжки

Помимо создания сферических деталей и других заготовок, технология вытяжки металла способна:

• создавать детали неправильной формы с постоянным или переменным сечением стенок;
• выполнять сложные детали, которые невозможно создать при помощи других технологий;
• получать элементы с минимальным показателем шероховатости поверхности;
• проводить доделочные операции с металлом, включая обрезку, рифление, накатку и другие варианты;
• обрабатывать детали различной сложности в автоматическом режиме.

Благодаря современному оборудованию большим ювелирным заводом удалось уменьшить количество ручного труда. К примеру, можно заменить процесс ручного литья на технологию ротационной вытяжки, чтобы получить сферические серьги или красивый кубок.

Достоинства методики вытяжки металлов

Различают два основных способа ротационной вытяжки: прямой и обратный. Оба варианта обладают следующими преимуществами:

• автоматизация рабочего процесса;
• точность изготовления деталей, повторяющих профиль (заготовку);
• допустимость производства небольших и крупных партий товаров;
• сокращение производственных циклов и увеличение продуктивности предприятия;
• уменьшение расхода материала, что снижает конечную стоимость изделий;
• готовые детали обладают высокой прочностью и однородной структурой;
• невысокая стоимость закупки расходных материалов.

Благодаря технологии ротационной вытяжки получаются идеальные формы, которые выступают в роли заготовок для дальнейшего ювелирного творчества. Помимо ювелирной промышленности, станки применяются для производства металлических деталей и заготовок для разных сфер промышленности.

Сферы применения технологии ротационной вытяжки

Чаще всего станки для проведения ротационной вытяжки металла устанавливают в космической и авиационной области. А также в сфере судостроения и машиностроения, автомобильной и химической промышленности, энергетике и для создания деталей для радиооборудования и электроники. Нередко оборудование применяют в ювелирном деле в промышленных масштабах, чтобы изготовить уникальные партии товаров в срок.

В качестве заготовок выступает практически любой металл, чаще всего используют алюминий, латунь, бронзу и медь благодаря их гибкости и пластичности. Драгоценные металлы также поддаются обработки путем вытяжки.

Возможные дефекты в процессе вытягивания металла

Автоматизированная технология ротационной вытяжки позволяет получать точные асимметричные полые детали. Благодаря давлению роликового элемента на заготовку, металл быстро принимает нужную форму. При мелкосерийном производстве используют ручные токарные станки. В сфере промышленности — устанавливают специальное давильно-раскатное оборудование.

Однако применение токарных станков имеет ряд недостатков, к которым относят необходимость постоянной смены заготовок. При ручном производстве получается невысокая скорость работы и низкая производительность. А также при постоянном нагреве металла нередко требуется его дополнительный обжиг для увеличения показателей прочности.

К другим недочетам и возможным дефектам ротационной вытяжки относят:

1. Наплыв металла перед зоной деформации (соприкосновение ролика и металла). Происходит при неправильном назначении режима подачи инструмента. Для устранения дефекта уменьшают рабочий угол ролика и скорость подачи металла.
2. Получение детали с увеличенным диаметром. Устраняется недочет при помощи увеличения рабочего угла и скорости подачи.
3. Появление спиральных волн на поверхности заготовки. Наличие такого дефекта ухудшает качество заготовки. Появляется недочет в результате превышения предельного значения частоты вращения, в результате инструмент «перескакивает» участки заготовки. Устраняется дефект корректировкой режима работы оборудования.

Чтобы не получалось дефектов и недочетов в процессе вытяжки деталей, за станком должен работать только профессионал.

Почему ротационную вытяжку применяют в ювелирном деле

Технология вытяжки металла подходит для разных областей промышленности, в том числе для ювелирных мастерских. Нередко мастера используют ручные токарные станки и специальное оборудование в виде удлиненной лопатки с внутренней пустотой (полостью), чтобы создать неповторимые объемные изделия.

Благодаря такой обработке удается сократить расход драгоценного металла, а также увеличить скорость создания уникальных украшений. Нередко ювелиры после получения заготовки нужной формы продолжают работать с ней вручную, добавляя драгоценные камни и создавая уникальный рифленый рисунок на поверхности.

Принцип ротационной вытяжки металла

КАТАЛОГ

Ротационная вытяжка металла — это метод обработки листового металла для получения полых деталей самых разнообразных форм без снятия стружки. .

При этом методе обработки стружки круглая металлическая заготовка, труба или полуфабрикат сначала приводится во вращательное движение. Формующие ролики оказывают давящее усилие на вращающуюся металлическую заготовку и заставляют металл течь, принимая форму оправки. Этот метод позволяет изготовить детали со сложной кофигурацией и геометрией, жесткими допусками и превосходным качеством поверхности при минимальных затратах на инструмент. Преимущество метода ротационной вытяжки очевидно: с помощью этого метода достигается максимальная точность воспроизведения контура детали.

Технология ротационной вытяжки, на сегодняшний день, незаслуженно утратила популярность на территории СНГ, в то время как в Китае и США работает множество производств, использующих данную технологию обработки металла, как на высокотехнологичном уровне, так и на уровне небольших производственных мастерских с ручным трудом. Высокотехнологичные давильно-раскатные станки ротационной вытяжки имеют широчайший спектр применения как в легких так и в тяжелых отраслях промышленности для производства комплектующих к военной технике, космическим аппаратам, самолетам, автомобилям и т.д. Для данных отраслей необходимо не только соответствие готовых изделий по заданным геометрическим размерам, но и по полученным плотности, внутренним напряжениям и другим физических характеристиками. Для моделирования данных процессов и правильного программирования оборудования применяют различные математические модели и соответственно программные продукты к примеру — математическое моделирование ротационной вытяжки

Для более простых изделий возможно применять ручные давильно-раскатные станки (станки ротационной вытяжки) или станки с гидроусилителями, где оператор используя джойстик управляет инструментом станка, не затрачивая усилий на деформацию заготовки. На таких станках часто применяется система запоминания действий оператора для последующего серийного изготовления изделий в автоматическом режиме.

Технология ротационной вытяжки металла на ручных станках:

Инструментом для работы на давильном станке может послужить закаленный металлический стержень диаметром 30-40мм с определенной формой давильной отшлифованной головки на конце. Наиболее часто применяются головки «утиный и овечий нос» Для обработки заготовок из черного металла или нержавеющей стали лучше применять ролики (изготовить их можно из стали Р6М5 — термообработка — закалка до единиц 60 по HRC). Для обработки мягких металлов, таких как алюминий часто применяют ролики из фторопласта или подобного материала, что позволяет ограничить давление на заготовку и ее чрезмерную раскатку (утонение до разрыва). Ниже на рисунках представлены различные виды инструментальных головок:

Основные области применения

• Осветительные установки
• Машиностроение
• Хозяйственные товары
• Прикладное искусство
• Химическая промышленность
• Производство баков, космонавтика
• Производство музыкальных инструментов
• Авиация
• Производство антенн, телекоммуникации
• Пищевая промышленность
• Автомобилестроение

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