Profiilipöördamasina

Kaasaegse tootmise maastikul on profiilid (nt nurga- ja kanalteras, I-palk, ruudukujulised ja ümmargused torud ning erikujulised alumiiniumprofiilid) põhiline ja laialdaselt kasutatav konstruktsioonimaterjal. Siiski ei vaja paljud seadmed ja ehituskonstruktsioonid sirget jäikust, vaid pigem keerukaid ruumilisi pinnasid, kõrgtäpsusega kaareid või kindlaid kunstilisi kujundeid. Kuidas saab neid alguses sirgu profiile töödelda efektiivselt, täpselt ja majanduslikult soovitud disainikujudeks? Profiilide painutusmasin on võtmevarustus selle põhiprotsessiprobleemi lahendamiseks. See tähistab metalli plastilise kujundamistehnoloogias pika ribaprofiili pidevat ja reguleeritavat painutamist.

Põhimõte: Areng „külmast painutamisest“ „venituspainutuseni"

1. Külm kuumutamata vormimine: See viitab üldiselt pidevale lehtmetalli või profiili ristlõike kujuga muutmisele toatemperatuuril mitme eriti paigutatud rulliga (vormirullid), et saavutada lõplik soovitud ristlõikeprofiil (nt C-kujulise ja Z-kujulise terase tootmine). Peamine on ristlõike kujumuutus, samas kui piki pikkust toimuv painutamine on sekundaarne või juhuslik tulemus.

2. Tõmbepainutamine: See on profiilipainutusmasina põhiprotsess. Selle põhimõte on profiilile paindemomendi rakendamine, et tekitada plastiline painutus, samal ajal kui profiili telje suunas rakendatakse pidevat tõmbefaktorit. See tõmbefaktor on oluline: see tagab, et profiili välimise kihi (venitatud külje) deformatsioon jääb ühesuunalisse tõmbetäielikku olekusse, mitte traditsioonilises puhtas painutuses esinevasse vahelduvasse „tõmbe-surumise“ olekusse.

Tõmbejõu mehhanism:

Sisemise surve ebastabiilsuse kõrvaldamine: puhtas paindes on profiili sisemine metallkiht surve all. Kui surve ületab kriitilist väärtust, muutub sisemine metallkiht ebastabiilseks ja tekivad rippsed, mis põhjustavad ristlõike deformatsiooni. Tõmbejõud kompenseerib osaliselt survet, takistades seega rippsuste teket.

Pöördumise vähendamine: Pöördumine on painde kõveruse vähenemine elastse taastumise tõttu pärast painutamist. Venitamine teeb terve ristlõikele kindla tõmbespinge, nõrgestades seega elastse taastumise kalduvust pärast koormuse eemaldamist ning tagades täpsema paindenurga ja -raadiuse.

Plastilise deformatsiooni ühtlasuse parandamine: pingutamine põhjustab välimise metallkihi varasema sisenemise plastse olekusse, mis tagab sujuvama deformatsiooniküllastuse sisemiselt välispoole. See vähendab ristlõikes kihtide vahelist tugevat nihkekoormust, mis on kasulik ristlõike kujuga säilitamiseks.

Deformatsioonitakistuse vähendamine: tõmbetugevus soodustab liikumist metalli kristallrešketas, vähendades kogu painutamiseks vajalikku paindemomenti.

Venituspainutuse protsessi kvaliteeti mõjutab mitme parameetri koosmõju, mille südamiks on:

1. Tagasipõrkumise reguleerimine: See on peamine väljakutse. Tagasipõrkumise suurus on otseselt seotud materjali mehaaniliste omadustega (elastsusmoodul E, plastse deformeerumise piir σs), paindemääraga R (suhteline raadius R/t, kus t on seinapaksus/paksus), paindenurgaga θ ja venitusnäitajaga (tõmbetugevuse ja materjali plastse deformeerumise piiri suhe). Töötajad peavad programmi ette seadma „ülepainutamise“ kompensatsioonihulga katsete või empiriilsete valemite põhjal ning täpselt reguleerima venitusnäitajat (tavaliselt 5–20 %), et tagasipõrkumist kompenseerida.

2. Ristlõike deformatsioon (moonutus): Isegi tõmbetugevuse korral võivad õhukeseseinalised, avatud või assümmetrilised ristlõiked (nt kanalprofiil ja nurkprofiil) painutamisel kogeda põhjustatud ebavõrdse paindemomendi jaotumise või jäägpingete tõttu laiuvaid põikplaate ja vöödiku lainasust. Selleks on vajalik sobiv toetus ja kinnitamine (nt eraldi südamik või küljepoolne toetusplaat), et takistada ristlõike moonutumist ja säilitada selle algne kuju.

3. Jäägpingete jaotumine: Ideaalselt peaks tõmbepainutus andma ühtlase jäägpingete jaotuse väikese amplituudiga. Ebavõrdne jäägpingete jaotumine võib põhjustada deformatsiooni järgmise töötlemise (nt keevitamine või vananemine) ajal või mõjutada konstruktsiooni väsimuselu. Optimeeritud tõmbepainutusprotsessid on olulised jäägpingete vähendamiseks.

4. Tõmbetugevus ja paindemäär: Tõmbetugevus peab olema piisavalt suur, et takistada kipitumist, kuid mitte nii suur, et põhjustada kohalikku kitsenemist või murdumist. Mõlemad parameetrid tuleb täpselt sobitada materjali omaduste järgi. Liialt suur paindemäär võib põhjustada dünaamilisi efekte, mis mõjutavad täpsust.

5. Matrissi/rulli sobivus: Paindemudeli kontuur peab sobima täpselt profiili välimise kontuuriga ja lõhe tuleb täpselt arvutada, et vältida sügavdusi või libisemist.

Profiilipaindemasinatega saavutatavad rakendused:

1. Autotööstus: kehakarvad (A/B/C-tuged, uksekarvad, pikisuunalised kandjad), löögiabsorbeerijad, väljalaske süsteemi riputuskandjad, istmete karvad jne. Nõutakse kõrgemat täpsust, kõrgemat ühtlust ja hea pinnakvaliteeti.

2. Õhutööstus: lennukite kere, tiiva liistud, ribskelett, uksekarvad jne. Materjalid on enamasti kõrgtugevusega alumiiniumi sulamid või titaanisulamid, kus esitatakse eriti ranged nõuded kujundustäpsusele ja jäägpingete reguleerimisele.

3. Arhitektuur ja eesvõrk: Katusekarkassid, eesvõrkade raamid, spiraalne treppide käsipuud jne suurtes staadionites, lennujaama terminaalides ja silmapaistvates hoonetes. Sageli kasutatakse suurt läbimõõtuga terasavasid või suuri alumiiniumprofiile, et saavutada siledad arhitektuurilised jooned.

4. Energia ja elektriliinid: Elektrijaamade konstruktsioonid, elektriliinide nurkterastornid ja kõverad jäigad busbarid (vas- või alumiiniumribad).

5. Mööbel ja dekoratsioon: Kõrgklassilise mööbli metallraamid, kunstiskulptuurid, kaupluskeskuste eksponeerimisvahendid jne, rõhutades esteetilist muljet ja pinnatöötlust.