Машина за извиване на профил

В пейзажа на съвременното производство профилите (като ъглови стоманени профили, канали, двутаври, квадратни тръби, кръгли тръби и специални алуминиеви профили с необичайна форма) са основен и широко използван конструкционен материал. Въпреки това много машини и строителни конструкции не изискват праволинейна твърдост, а по-скоро извити компоненти със сложни пространствени повърхности, високоточни дъги или определени художествени форми. Как може тези първоначално праволинейни профили да се обработят ефективно, точно и икономично във формите, изисквани от проекта? Машината за извиване на профили е ключовото оборудване за решаване на този основен технологичен проблем. Тя представлява върха на непрекъснатото и контролирано извиване на дълги лентовидни профили в областта на металното пластично формообразуване.

Основен принцип: Еволюцията от „студено извиване“ към „извиване чрез разтягане"

1. Хладно гънене: Това обикновено се отнася до процеса на непрекъснато деформиране на напречното сечение на лист или профил при стайна температура чрез серия специално подредени ролки (формовъчни ролки), за да се получи крайният желан профил с определено напречно сечение (например производството на стоманени профили във форма на буквите „С“ и „Z“). Ключов е фактът, че се променя формата на напречното сечение, докато надлъжното гънене по посока на дължината е второстепенен или случайно възникващ ефект.

2. Опънато гънене: Това е основният процес, извършван от машината за гънене на профили. Принципът му е прилагането на гънен момент върху профила, за да се предизвика пластично гънене, едновременно с прилагането на непрекъсната опънна сила по осовата посока на профила. Тази опънна сила е от решаващо значение: тя гарантира, че деформацията на външния слой (страната, която се удължава) на профила остава в еднопосочен опънен режим, а не в алтернативния режим „опън-компресия“, характерен за традиционното чисто гънене.

Механизъм на влагателна сила:

Изключване на вътрешната сгъстяваща нестабилност: при чисто огъване вътрешният метален слой на профила е под сгъстяване. Когато налягането надвиши критична стойност, вътрешният метален слой ще стане нестабилен и набръчкан, което води до изкривяване на напречното сечение. Силата на разтягане компенсира част от натиска, което по същество предотвратява бръчките.

Спрингбекът е намаляването на кривината, причинено от еластичното възстановяване след огъване. Изтеглянето подлага цялото напречно сечение на определено напрежение при изтегляне, което отслабва тенденцията за възстановяване на еластичността след разтоварване, като по този начин се получава по-прецизен ъгъл и радиус на огъване.

Подобряване на еднородността на пластичната деформация: Напрежението кара външния метален слой по-рано да навлезе в пластично състояние, което води до по-гладък преход в деформацията от вътрешността към външността. Това намалява интензивното срязване между влакнестите слоеве в напречното сечение, което е полезно за запазване на формата на напречното сечение.

Намаляване на съпротивлението при деформация: Растящото напрежение насърчава плъзгането в металната решетка и намалява огъващия момент, необходим за общата огъвна деформация.

Качеството на процеса на огъване под напрежение се влияе от взаимодействието на множество параметри, чийто основен ядрен елемент включва:

1. Контрол на еластичното възстановяване: Това е основният проблем. Степента на еластичното възстановяване е пряко свързана с механичните свойства на материала (модул на еластичност E, граница на текучест σs), радиуса на огъване R (относителен радиус R/t, където t е дебелината на стената/дебелината), ъгъла на огъване θ и коефициента на удължение (отношението между растегателната сила и границата на текучест на материала). Операторите трябва да предварително зададат в програмата "преогъването" като компенсация чрез експерименти или емпирични формули и да контролират точно коефициента на удължение (обикновено 5 %–20 %), за да се компенсира еластичното възстановяване.

2. Деформация на напречното сечение (изкривяване): Дори при опънна сила тънкостенните, отворени или асиметрични напречни сечения (като швелер и ъглов профил) могат да изпитат разширяне на полиците и вълнообразност на гърба по време на огъване поради неравномерно разпределение на огъващия момент или остатъчни напрежения. Това изисква подходяща подпора и стягане (например чрез използване на специален оправочен прът или странични подпорни блокове), за да се ограничи напречното сечение и да се запази първоначалната му форма.

3. Разпределение на остатъчните напрежения: Идеално е при огъване на опън остатъчните напрежения да са равномерно разпределени с малка амплитуда. Неравномерното разпределение на остатъчните напрежения може да доведе до деформация след последваща обработка (например заваряване или стареене) или да повлияе на уморителния живот на конструкцията. Оптимизираните процеси на огъване на опън са ключови за намаляване на остатъчните напрежения.

4. Осева сила и скорост на огъване: Осевата сила трябва да е достатъчно голяма, за да предотврати образуването на гънки, но не толкова голяма, че да причини локално стесняване или разкъсване. И двете параметри трябва да са точно съгласувани според свойствата на материала. Твърде високата скорост на огъване може да доведе до динамични ефекти, които влияят на точността.

5. Съвместимост на матрица/ролка: Контурът на елемента за огъване трябва да приляга плътно към външния контур на профила, а зазорът трябва да бъде точно изчислен, за да се предотврати вдълбаване или плъзгане.

Приложения на машините за огъване на профили:

1. Автомобилна промишленост: Каросерийни рамки (стълбове А/В/С, рамки на врати, надлъжни греди), буфери, катарами на изпускателни системи, рамки на седалки и др. Изискват се висока прецизност, висока последователност и добро качество на повърхността.

2. Авиационна промишленост: Фюзелажи на самолети, подпори на крила, ребра и рамки на врати и др. Материалите обикновено са високопрочни алуминиеви сплави или титанови сплави, като се изисква изключително строго контролиране на точността при формирането и остатъчните напрежения.

3. Архитектура и завесни стени: Ферми за покриви, рамки на завесни стени, перила на спираловидни стълби и др. за големи стадиони, терминали на летища и забележителни сгради. Често се използват стоманени тръби с голям диаметър или гигантски алуминиеви профили, като се преследват гладки архитектурни линии.

4. Енергетика и електропренос: Конструкции на подстанции, ъглови стоманени кули за електропреносни линии и извити разположения на твърди шини (медни/алуминиеви шини).

5. Мебели и декорация: Метални рамки за висококачествени мебели, художествени скулптури, изложбени елементи в търговски центрове и др., като се подчертава естетичният вид и качеството на повърхността.