Метод ротационной вытяжки металла: виды и технология
Ротационная вытяжка металла это, наравне с штамповкой, одна из самых дешевых и универсальных технологий, позволяющих изготавливать металлические изделия почти любой формы. При наличии подходящего оборудования оператор может в сжатые сроки изготавливать сложные предметы из стандартных заготовок. Однако не все знают об этой технологии и её плюсах. Попробуем разобраться в этом вопросе.
Что такое ротационная вытяжка?
Ротационной вытяжкой называют процесс, при котором специальный инструмент при вращении оказывает силовое воздействие на тонкостенные детали. При этом листовая заготовка из металла превращается в оправку, деформируется и становится полой деталью, симметричной относительно оси вращения.
Постепенно данная технология становится альтернативой классической штамповке, имея ряд достоинств – о них расскажем чуть позже.
Этапы процесса
Начинается работа с того, что на вращающийся шпиндель фиксируется деталь, представляющая собой лист металла. Когда станок запускается, подводимые к заготовке ролики деформируют её, в результате чего последняя приобретает нужную форму. Оборудование способно самостоятельно регулировать как силу давления, так и скорость вращения. Благодаря этому из многих металлов может быть изготовлен полый предмет.
Если цель работы - создание сложной продукции, то обработка может иметь несколько ступеней. На каждом этапе геометрия изделия немного корректируется, что позволяет изменять форму готового изделия. Благодаря точности, которая характерна для этого метода обработки металла, гарантируется отсутствие любых дефектов (неровности, трещины, заусенцы).
Оборудование и материалы
Сегодня можно купить ротационный станок, оснащенный не только гидравлическим приводом, но и ЧПУ-системой. То есть, вмешательство оператора в процесс сводится к минимуму. Нужно задать программу, закрепить заготовку на шпинделе и запустить станок. Спустя какое-то время (в зависимости от сложности работы), он забирает готовое изделие. Благодаря этому изготовление продукции занимает минимум времени, а появление брака исключено.
Ещё один фактор – станок может работать со всеми металлами, имеющими соответствующую гибкость. Например, это могут быть сталь, алюминий, а также высокопрочные и термостойкие титановые сплавы. Причем заготовки могут иметь разную толщину – от 0,5 до 12 мм.
Так как технология ротационной вытяжки обеспечивает точность, то становится понятно, почему её часто используют для работы в космической промышленности.
Станки ротационной вытяжки
Станки позволяют применять несколько видов вытяжки. При этом функциональность увеличивается, позволяя изготавливать большее количество разнообразных деталей. Сегодня на таких станках можно использовать разные способы обработки металла. Изучим вкратце некоторые из них.
Проецирование
Особенность этого вида обработки заключается в том, что заготовку укладывают на оправку при одном проходе инструмента. Затем материал утоняется, сдвигаясь по оси. При этом на поверхности оправки будто создается проекция. После окончания обработки диаметр детали и исходной заготовки совпадают.
Протяжка
Этот процесс обработки заключается в том, что полая цилиндрическая заготовка удлиняется при одновременном уменьшении толщины её стенок. Для этого к ней прикладывается локальная сила давления. Применяется не только прямая, но и обратная протяжка. В первом случае металл перемещается в том же направлении, что и давящий ролик, а во втором – в противоположном.
Закатка
При этом способе обработки диаметр вращающейся заготовки ступенчато уменьшается. Происходит это из-за того, что металл перераспределяется и стенки утолщаются. Для данного метода характерно перемещение ролика в сторону центра вращения. Лучше всего подходит, если нужно получить заготовку с дном или горловиной.
Раздача
Этот вид работы с металлом заключается в создании деталей, во время которого диаметр полой заготовки увеличивается, но не на всей длине, а на некоторых участках – как правило в конце или середине изделия.
Профилирование
Один из самых сложных методов ротационной вытяжки. Обработка выполняется несколькими роликами – они применяются одновременно, дополняя друг друга, чтобы сформировать форму детали. Последняя может иметь пазы, выемки и другие сложные элементы.
Комбинированный метод
Данная технология обработки металла применяется в случаях, когда нужно создать сложную деталь. Для этого вышеперечисленные методы могут использоваться поочередно – в любой последовательности и разных сочетаниях. При таком подходе можно изготовить любое тело, но он требует от оператора наличия должного опыта.
Достоинства методики вытяжки металлов
Теперь давайте разберемся, почему же метод ротационной вытяжки сегодня пользуется такой популярностью.
Как уже говорилось выше, благодаря этой технологии можно работать с различными металлами: медь, алюминий, латунь, титановые сплавы, разные виды стали – как низкоуглеродистые, так и высокоуглеродистые. Конечно, это увеличивает сферу применения данного оборудования.
Также стоит выделить точность. Даже при создании крупногабаритных изделий погрешность не превышает 0,1-0,2 миллиметров, что считается одним из лучших показателей.
Ещё одним достоинством считается экономия материала. Если при штамповке (близкая по производительности замена технологии ротационной вытяжки) коэффициент полезного использования металла не превышает 70%, то в данном случае он составляет не меньше 90%.
Ещё одна особенность – обработка листов металла для создания деталей с тонкими стенками. Толщина стенок быть в тысячу раз меньше диаметра. Никакие другие инструменты и станки не позволяют добиться такого результата.
Стоит упомянуть и то, что эта технология обеспечивает прекрасную производительность. В зависимости от того, насколько сложное изделие создается, на это уходит немного времени – от считанных секунд до нескольких минут. Автоматизация процесса обеспечивает массовое производство, дополнительно снижающее себестоимость продукции.
Как для малых, так и крупных производств плюсом можно назвать и универсальность оборудования. Использование разных программ и оправки на одном станке дает возможность создавать десятки и даже сотни самых разных деталей.
Минусы также имеются, но они не слишком критичны. Например, можно изготавливать исключительно осесимметричные изделия. Даже у самых продвинутых и дорогих станках, лишенных этого недостатка, имеются серьезные ограничения.
Также работать можно не со всеми материалами – только обладающими определенной пластичностью. В противном случае заготовка может быть разрушена. К примеру, чугун никак не может обрабатываться при ротационной вытяжке. Впрочем, такое же ограничение существует для всех видов технологий, основанных на давильном воздействии.
Область применения технологии ротационной вытяжки
Сложно найти сферу человеческой деятельности, где не используются изделия, созданные благодаря этой технологии. Это авиация и космонавтика, машино- и судостроение, энергетика, ювелирное дело и ряд других.
Например, многие ракеты и самолеты снабжаются камерами сгорания, воздухозаборниками, баллонами и топливными баками, изготовленные в процессе ротационной вытяжки. Если ювелирным заводам нужно в сжатые сроки выполнить большой заказ, связанный с выпуском какой-либо продукции, то и их может выручить эта технология.
При изготовлении стерильных емкостей и титановых имплантатов, применяемых в медицине, также применяется ротационная вытяжка. С одной стороны это быстро и дешево. С другой – на бесшовной поверхности не появляется коррозия.
Даже теплообменники и корпусы реакторов, столь необходимые для энергетики, часто изготавливаются по этой технологии.
Заключение
Сами видите – технология ротационной вытяжки обладает рядом достоинств и почти лишена недостатков. Поэтому популярность сложного оборудования, позволяющего создавать подобную продукцию, растет с каждым годом. А ассортимент моделей позволяет каждому потенциальному покупателю выбрать то, что нужно его производству.
Реклама. Костин Валерий Валерьевич, ИННИП 233507048056
erid: 2SDnjePGMwa
