Profilio lankymo mašina

Šiuolaikinės gamybos srityje profiliai (pvz., kampinė plieninė juosta, kanalinė plieninė juosta, I-pjūvio sijos, kvadratinės vamzdžių formos, apvalios vamzdžių formos ir specialios formos aliuminio profiliai) yra pagrindinis ir plačiai naudojamas konstrukcinis medžiagų tipas. Tačiau daugelis įrangos ir pastatų konstrukcijų nereikalauja tiesios standumo, o reikalauja išlenktų detalių su sudėtingomis erdvinėmis paviršiaus formomis, aukštos tikslumo lankomis arba tam tikromis dailinėmis formomis. Kaip šiuos pradinius tiesius profilius galima efektyviai, tiksliai ir ekonomiškai apdoroti į projektuojamas formas? Profilio lenkimo įrenginys yra pagrindinis įrenginys, skirtas šiam esminiam technologiniam procesui išspręsti. Jis atstovauja metalo plastinio formavimo technologijoje ilgų juostos profilių nuolatiniam ir valdomam lenkimui.

Pagrindinis principas: evoliucija nuo „šalto lenkimo“ iki „tempimo lenkimo“

1. Šaltasis lenkimo formavimas: tai paprastai reiškia nuolatinį lakštų ar profilių skerspjūvio formos deformavimą kambario temperatūroje naudojant tam tikrai išdėstytų ritinėlių (formavimo ritinėlių) seriją, kad galiausiai būtų gautas pageidaujamas skerspjūvio profilis (pvz., C formos ir Z formos plieno gamyba). Pagrindinis dėmesys skiriamas skerspjūvio formos keitimui, tuo tarpu išilginis lenkimas ilgio kryptimi yra antraeilis arba atsitiktinis rezultatas.

2. Tempiamasis lenkimas: tai pagrindinis profilio lenkimo įrenginiu atliekamas procesas. Jo principas – profilį veikti lenkimo momentu, kuris sukelia plastinį lenkimą, vienu metu taikant nuolatinę tempiamąją jėgą palei profilio ašinę kryptį. Ši tempiamoji jėga yra lemtinga: ji užtikrina, kad profilio išorinės (ištemptosios) pusės deformacija išliktų vienkryptėje tempiamojoje būsenoje, o ne kaitaliotų „tempiamoji-gniuždomoji“ būseną, kuri būdinga tradiciniam grynam lenkimui.

Tempiamosios jėgos veikimo mechanizmas:

Vidinės suspaudimo nestabilumo pašalinimas: grynojo lenkimo metu profilio vidinė metalo sluoksnis yra suspaudimo būsenoje. Kai slėgis viršija kritinę reikšmę, vidinė metalo sluoksnis tampa nestabilus ir susiraukšlėja, dėl ko keičiasi skerspjūvio forma. Tempiamoji jėga kompensuoja dalį suspaudimo įtempio, taip esminiu būdu slopindama susiraukšlėjimą.

Šuoliuko mažinimas: šuoliukas – tai kreivumo sumažėjimas, kuris atsiranda dėl tampriojo atsistatymo po lenkimo. Tempiant visą skerspjūvį veikia tam tikras tempiamasis įtempis, kuris silpnina tampriojo atsistatymo tendenciją po apkrovos nuėmimo, todėl pasiekiamas tiksleresnis lenkimo kampas ir spindulys.

Gerinant plastinio deformavimo vienodumą: įtempimas sukelia išorinės metalo sluoksnio ankstesnį įėjimą į plastinę būseną, dėl ko deformavimosi perėjimas iš vidaus į išorę tampa lygesnis. Tai sumažina skerspjūvyje esančių pluoštų sluoksnių tarpusavio stiprų šlytį, kas palanku išlaikyti skerspjūvio formą.

Sumažinant deformavimosi pasipriešinimą: tempiamasis įtempimas skatina slydimo procesą metalo gardelėje, todėl mažėja viso lenkimo reikalaujantis lenkimo momentas.

Ištempto lenkimo proceso kokybę veikia kelių parametrų sąveika, kurios pagrindą sudaro:

1. Atšokimo kontrolė: Tai pagrindinė problema. Atšokimo kiekis tiesiogiai susijęs su medžiagos mechaninėmis savybėmis (tamprumo modulis E, takumo stipris σs), lenkimo spindulys R (santykinis spindulys R/t, kur t yra sienelės storis/storis), lenkimo kampas θ ir ištempimo santykis (tempiamosios jėgos ir medžiagos takumo stiprio santykis). Operatoriams reikia eksperimentais arba empirinėmis formulėmis nustatyti programoje „perlenkimo“ kompensavimo kiekį ir tiksliai kontroliuoti ištempimo santykį (dažniausiai 5–20 %), kad būtų neutralizuotas atšokimas.

2. Skerspjūvio deformacija (išsivertimas): Net esant tempiamajai jėgai plono sienos, atvirų arba asimetriškų skerspjūvių (pvz., kanalinės ir kampinės plieninės juostos) gali pasireikšti kraštų išplėtimas ir pertvaros banguotumas lenkiant dėl netolygaus lenkimo momento pasiskirstymo arba likusiųjų įtempimų. Tam reikia tinkamo atraminio ir spaustuvų (pvz., naudojant specialų šerdį arba šoninius atraminius blokus), kad būtų aprištas skerspjūvis ir išlaikyta jo pradinė forma.

3. Likusiųjų įtempimų pasiskirstymas: Idealus tempiamasis lenkimas turėtų duoti tolygų likusiųjų įtempimų pasiskirstymą su mažu amplitudės dydžiu. Netolygūs likusieji įtempimai gali sukelti deformaciją vėlesniame apdorojime (pvz., suvirinant arba senstant) arba paveikti konstrukcijos nuovargio gyvenamąjį laiką. Optimizuoti tempiamieji procesai yra pagrindinis veiksnys, mažinantis likusiuosius įtempimus.

4. Temiamoji jėga ir lenkimo greitis: Temiamoji jėga turi būti pakankamai didelė, kad būtų neleidžiama susidaryti raukšlėms, tačiau ne tokia didelė, kad sukeltų vietinį susiaurėjimą arba lūžimą. Abi šios reikšmės turi būti tiksliai pritaikytos pagal medžiagos savybes. Per didelis lenkimo greitis gali sukelti dinamines pasekmes, kurios įtakoja tikslumą.

5. Štampo / ritinėlio pritaikymas: Lenkimo elemento kontūras turi glaudžiai prileisti prie profilio išorinio kontūro, o tarpas turi būti tiksliai apskaičiuotas, kad būtų išvengta įdubimų arba slydimo.

Profilio lenkimo mašinų taikymo sritys:

1. Automobilių pramonė: kėbulo rėmai (A/B/C stulpeliai, durų rėmai, išilginiai sijos), amortizatoriai, išmetamosios sistemos laikikliai, sėdynių rėmai ir kt. Reikalaujama aukšto tikslumo, aukštos nuoseklumo ir gerų paviršiaus savybių.

2. Aviacija: lėktuvų korpusai, sparnų stiprintuvai, pertvarų rėmai, durų rėmai ir kt. Medžiagos dažniausiai yra aukštos stiprybės aliuminio lydiniai arba titano lydiniai, o formavimo tikslumas ir likutinės įtempimų kontrolė turi atitikti itin griežtus reikalavimus.

3. Architektūra ir užuolaidinės sienos: Stogų santvaros, užuolaidinių sienų rėmai, spiralės laiptų turėklai ir kt. dideliuose stadionuose, oro uostų terminaluose ir žymiuose pastatuose. Dažnai naudojami didelio skersmens plieniniai vamzdžiai arba milžiniški aliuminio profiliai, siekiant tolygių architektūrinių linijų.

4. Energija ir perdavimas: Transformatorių stoties konstrukcijos, kampuotų plieno bokštai elektros perdavimo linijoms ir lenkti standžiųjų autobusų (varinės / aliumininės juostos) išdėstymai.

5. Baldai ir dekoracija: Aukštos kokybės baldų metaliniai rėmai, meno skulptūros, prekybos centrų demonstraciniai elementai ir kt., kurie pabrėžia estetinį patrauklumą ir paviršiaus apdailą.