Технология ротационной вытяжки металла

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

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.
Изготавливать сложные детали, которые другим способом изготовить не представляется возможным.
Изготавливать не осесимметричные детали.
Получать детали с минимальной шероховатостью поверхности и высокой точностью.
Осуществлять в одном процессе доделочные операции, такие как рифление, обрезка, накатка и другие.
При помощи ротационной вытяжки есть возможность обрабатывать кованые, литые или сварные заготовки.
Детали любой степени сложности можно обрабатывать в автоматическом режиме.
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.

Читать еще: Токарный станок с чпу что это такое

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

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

Россия, г. Воронеж, ул. Циолковского, 34/6 Тел./факс: (473) 248-14-57

НПП «Технологический центр»

Заказ продукции

Технологии ротационной вытяжки

Технологии обработки металлов давлением, которыми занимается НПП «Технологический центр» , приобретают все большее значение в изготовлении деталей из-за экономного использования металла и возможности получения оптимальных механических свойств деталей. Перспективны экономичные и гибкие методы ротационного выдавливания.

Этими методами можно изго-тавливать разнообразные полые осесимметричные детали с различными формами образующими и толщинами стенок, например, детали авиационной и ракетной техники; корпуса боевых снарядов; крупногабаритные оболочки высокой точности; дежи, куттера и другие емкости для пищеперераба-тывающего оборудования; металлическую бытовую посуду; духовые музыкальные инструменты; различные типы сосудов — от алюминиевых бутылей до сосудов высокого давления; сильфонные компенсаторы; гидро- и пневмоцилиндры и многие другие детали. Давильная технология находит также применение и при изготовлении клиноременных шкивов, деталей автомобилей — колесные диски, отражатели и др. Накоплен большой практический опыт проектирования технологических процессов изго-товления таких деталей, как обтекателей для двигателей аэробусов “Ильюшин”, гидравлических цилиндров, рефлекторов, тонкостенных труб и др.
Толщина указанных типов деталей может изменяться в пределах от 0.1 мм до 60 мм.

ОСОБЕННОСТИ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ

Ротационная вытяжка — процесс локального циклического деформирования вращающейся плоской или полой заготовки деформирующим инструментом в виде одного или нескольких роликов и является реальной альтернативой обычной листовой штамповке при изготовлении осесимметричных деталей. Инструменты при давильном методе чаще всего не привязаны к геометрии деталей. В связи с этим данный метод обладает в достаточной степени экономичностью и чрезвычайной гибкостью, что позволяет давильному методу быть перспективным не только в сфере серийного производства, но и при выпуске ограниченного количества деталей и изготовления единичных прототипов.

Процесс ротационной вытяжки в большей степени поддается автоматизации, чем большинство других формообразующих операций листовой штамповки, потому что используется оборудование, по своей кинематической схеме и системе управления сходное с универсальными металлорежущими станками токарно-фрезерной группы, и возможно совмещение нескольких операций на одном оборудовании вплоть до изготовления готовой детали. Кроме того, это оборудование достаточно универсально и позволяет изготавливать детали различной сложной формы и размеров.

ДОСТОИНСТВА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ

Сравнительно простая и недорогая технологическая оснастка и инструмент.
Достижение значительно больших пластических деформаций (более 90% ) без термической обработки по сравнению с другими операциями холодной листовой штамповки.
Достаточно малая энергоемкость и мощность применяемого оборудования.
Возможность формообразования деталей из труднодеформируемых сплавов.
Осуществление локального нагрева очага пластической деформации.
Реализация совмещения на одном станке с одной установки основных и доделочных операций (выглаживание поверхности, подрезка фланца, отрез припуска или донышка, загиб или завивка кромок, зиговка и др.).
Совмещение в одном автоматизированном цикле нескольких основных операций (вытяжка, раскатка, обжим, раздача, отбортовка).
Получение детали с заданным переменным сечением стенок; обработка деталей из листовой, штампованной, кованной, литой или сварной заготовки, с получением при этом улучшенной структуры металла — твердость и предел прочности материала детали увеличивается до 2 раз по сравнению с материалом заготовки.
Возможность регулировки точности получаемой заготовки (детали) соответствующим выбором режимов обработки.
Обеспечение высокой чистоты поверхности детали, соответствующей финишным операциям — шероховатость поверхности до Ra 0.32.

Читать еще: Настольный токарный станок 1д601

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ

Небольшие временные и материальные затраты на подготовку производства.
Высокая экономическая эффективность при изготовлении деталей малыми сериями.
Сокращение цикла обработки деталей и снижение себестоимости за счет уменьшения числа переходов и концентрации операций на одном рабочем месте.
Повышение коэффициента использования металла.
Быстрая перенастройка на выпуск новых деталей.
Высокая автоматизация ротационной вытяжки на автоматизированном оборудовании, позволяющая эффективно использовать процесс в массовом производстве.

Традиционные операции ротационной вытяжки, использовавщиеся ранее преимущественно для изготовления ответственных особоточных деталей космической и военной техники, благодаря созданию их достаточно надежных математических моделей с соответствующим методическим и программным обеспечением получили возможность эффективно использоваться в гибком современном производстве. Использование технологий ротационной вытяжки в промышленности позволяет изготавливать многие осесимметричные детали различных машин и механизмов с высокими эксплуатационными свойствами, с минимальными производственными затратами, способствуя развитию автоматизированного производства.

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.

Читать еще: Токарно винторезный станок гс526у

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

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