Важность правки деталей при изготовлении листового металла

Как показано на рис. 1, деталь слева имеет пружинистую форму и не совсем плоская, а деталь справа была выровнена на станке для выравнивания деталей.

Плоские и свободные от напряжений детали повышают эффективность гибки и сварки, обеспечивая удовлетворенность клиентов.

Что касается напряжения материала

Хотя металлические листы Поставляемые на завод листовые материалы выглядят достаточно плоскими, но внешний вид может быть обманчивым, особенно для металлических материалов. Материалы или детали, которые кажутся плоскими, могут стать неплоскими в процессе обработки под воздействием механических напряжений.

Поэтому важно понимать, что происходит с сырьем до того, как оно попадает на завод по производству листового металла. Листовой металл производится из рулонов.

В сервисных центрах по обработке металла эти рулоны разматываются, выпрямляются и, наконец, разрезаются на отрезки определенной длины. Хотя лист выглядит плоским, в нем все еще присутствуют внутренние напряжения (в частности, в микроструктуре металла).

При выполнении термической резки (например, лазерной или плазменная резка) на эти материалы, напряжение снимается, делая детали неровными. Это справедливо как для тонких, так и для толстых металлических деталей.

Это относится как к деталям из черных, так и цветных металлов. В процессе резки важную роль играет использование защитных газов.

Например, когда кислород используется для резки углеродистой стали, между кислородом и металлом происходит экзотермическая реакция. Это приводит к выделению значительного количества тепла в зоне резки, что позволяет ускорить процесс резки (побочным продуктом этой химической реакции является окисленная кромка, которую необходимо очистить перед покраской).

Однако дополнительное тепло также увеличивает напряжение металла. По сравнению с кислородом, резка с использованием инертного газа, например азота, позволяет снизить тепловыделение, но даже при более щадящих процессах напряжение все равно выделяется.

По мере снятия напряжения детали становятся неровными. Это создает проблемы для производственных цехов, использующих новые лазерная резка технологии.

Во время лазерной резки некоторые детали могут наклоняться или всплывать на решетке, что может привести к столкновению и повреждению режущей головки, особенно если скорость резки достигает 30 м/мин или выше, а ускорение превышает 2 м/с.², который стал отраслевым стандартом.

Очень дорогой компонент оборудования для лазерной резки может быть поврежден деталями, которые отскакивают из-за напряжения.

Любой процесс резки может снять напряжения, возникшие во время сворачивания материала. Это напряжение проявляется в явлении пружинящего возврата металла после резки или штамповки (штамповка может создавать новые напряжения из-за упрочнения, заметного на штампованных деталях).

Борьба с материальным стрессом

Как на заводе по производству листового металла устранить напряжения, возникающие при свертывании и снимаемые после резки или штамповки? Огромную помощь могут оказать станки для выравнивания деталей.

Станки для выравнивания деталей могут обеспечить заводы по производству листового металла и их последующие производственные процессы необходимыми плоскими деталями, обеспечивая более высокую эффективность производства и сокращая отходы при гибочных и сварочных операциях.

Станки для выравнивания деталей (как показано на рис. 2) добиваются плоскостности путем приложения повторяющихся изгибающих усилий к металлическому листу или детали через набор выравнивающих роликов.

Когда металлический материал проходит через выравнивающую машину, ролики оказывают на него давление. Напряжение, оказываемое на металл, уменьшает и в конечном итоге устраняет его внутренние напряжения.

Как устроены эти выравнивающие ролики? Это зависит от тип металла материал, его толщина и необходимый уровень плоскостности.

Параметры станка для выравнивания деталей включают в себя количество выравнивающих роликов; центральное расстояние между роликами; расположение и способ поддержки роликов; жесткость рамы роликов и всей машины; поддержка роликов (длина и расположение опорных роликов); система контроля зазора и ее способность поддерживать постоянный зазор; потребляемая мощность.

Также важно учитывать простоту очистки выравнивающих и опорных роликов и обслуживания машины.

По мере того как выравнивающие ролики постепенно оказывают давление и расплющивают детали, роликовая рама, приводимая в движение двигателем, может быть выдвинута из станка. В зависимости от размера выравниваемой детали давление выравнивания определяется диаметром выравнивающих роликов. Диаметр каждого ролика в сочетании с его положением, конструкцией рамы станка, опорными роликами и самой рамой станка имеет соответствующее окно оперативной индикации.

Как правило, для тонких материалов используются ролики меньшего диаметра, а для более толстых - большего диаметра.

Как правило, нивелировочные станки могут обрабатывать детали толщиной от 0,2 мм до почти 70 мм.

Точность плоскости, обеспечиваемая нивелиром, основана на применении металлический материал и варьируется в зависимости от его толщины и типа.

Например, для металлических деталей, используемых в производстве кранов и горного оборудования, плоскостность от 0,5 мм до 1 мм, обеспечиваемая нивелиром, считается превосходной. Однако для производителей пильных дисков, которым требуется плоскостность 0,1 мм/м или выше, такая плоскостность будет недостаточной.

К счастью, высокоточный станок для выравнивания деталей может поставлять плоские детали для производителей тяжелого оборудования и изготавливать детали с более жесткими допусками для производителей пильных дисков.

Например, компании, занимающиеся производством аэрокосмической продукции, обычно используют алюминиевые материалы. 5 мм считается относительно толстой деталью для этих компаний, но для производителей горного оборудования такая толщина является слишком тонкой.

Этот алюминиевый материал часто подвергается термической обработке для достижения большей прочности. После термообработки алюминий становится мягким и хранится при температуре -18°C.

Если такие детали выравниваются сразу после штамповки, то перед выравнивающей машиной стоят две основные задачи.

Во-первых, поскольку материал мягкий, выравнивающие ролики должны обращаться с ним аккуратно, чтобы избежать деформации.

Во-вторых, когда замерзшие детали соприкасаются с более высокой температурой окружающей среды, на их поверхности образуется конденсат. Поэтому компоненты нивелира должны быть изготовлены из нержавеющей стали или стали с покрытием для предотвращения коррозии.

Выпрямление сложных материалов

Результат работы станка для выравнивания деталей прост: плоские детали. Однако это сложные машины, способные управлять труднокорректируемыми деформациями материала, например, деформациями, возникающими при штамповке или термообработке.

В таких материалах часто наблюдаются деформации средней волны или деформации краевой волны. Для исправления таких деталей или листов требуются специальные меры и методы.

Для некоторых штампованных и термически обработанных материалов используется усовершенствованная система выравнивания гибка валков Управление может специально увеличивать давление выравнивания на определенных участках детали или листа и уменьшать его на других.

Благодаря этому методу контролируемого выравнивания материал вытягивается в продольном направлении, что позволяет уменьшить или даже устранить деформации средней и краевой волн.

Материалы с высокой прочностью на разрыв - еще один сложный тип материалов.

Для обработки таких материалов требуется мощная машина, использующая выравнивающие валки очень большого диаметра в сочетании с соответствующим расстоянием между валками, чтобы снизить напряжение материала и обеспечить хорошую плоскостность, устраняя деформации средней и краевой волны.

Опыт выравнивания операторов

Любое современное производственное оборудование требует квалифицированного оператора, обладающего богатым опытом. Но еще важнее, что любознательный и стремящийся к знаниям оператор может по-настоящему изменить результат.

Если они готовы потратить время на регулировку и тестирование деталей для оптимального выравнивания, завод может добиться эффективного выравнивания деталей и более высокого качества продукции в последующих производственных процессах.

Теоретически, нивелирование - простая задача. Помимо скорости вращения нивелирующих валов, оператору необходимо отрегулировать только два других параметра: зазор между нивелиром на входе и выходе и угол, под которым деталь входит в станок. Подобрав правильную комбинацию, оператор может оптимизировать результаты нивелирования.

Конечно, встроенные вычислительные инструменты в системе управления оборудованием могут оказать помощь. После ввода толщины, предел текучестии тип материала, система управления выдает предлагаемые параметры выравнивания.

Как правило, эти параметры уже обеспечивают хорошие результаты нивелирования. Если операторы стремятся к еще более высоким результатам, эти параметры нивелирования могут служить отправной точкой для их корректировки.

Преимущества выравнивания

Выравнивание деталей может помочь заводам по производству листового металла увеличить выпуск продукции и производительность.

Согласно отчетам заводов по производству листового металла, интеграция станков для выравнивания деталей в производственный процесс повышает производительность гибочной операции примерно на 25% после выравнивания деталей.

Плоские детали сгибаются более точно, что означает меньшее количество повторных обработок и более высокое качество продукции.

В сварочном цехе это означает значительное упрощение оснастки и приспособлений, повышение точности сборки и благодарности сварщиков. Значительно сокращается количество дефектов, что приводит к повышению производительности.

Это особенно актуально для роботизированной сварки. Более плотные и стабильные сварные швы означают использование меньшего количества присадочного материала, более плавные сварочные линии и более быстрые процессы автоматизации.

Машины для выравнивания деталей также могут открыть перед компанией новые возможности для бизнеса.

Например, если компания хочет обслуживать клиентов в строительной отрасли, потолки и фасады, которые она предоставляет, должны быть идеально ровными. Каждый лист должен соответствовать этому требованию, поскольку любое несоответствие может привести к остановке монтажных работ.