دستگاه رول فرمینگ چیست؟ فرآیند، مزایا و راهنمای انتخاب

A دستگاه رول فرمینگ یک سیستم شکل دهی پیوسته فلز است که به تدریج یک نوار بلند از ورق فلزی مارپیچ را به شکل مقطعی یکنواخت در دمای اتاق خم می کند. بر خلاف کوبیدن یا ترمز فشاری، که قطعات مجزا را در ضربات جداگانه تشکیل می‌دهند، رول‌فرمینگ فلز را از طریق یک سری قالب‌های غلتکی متوالی تغذیه می‌کند، که هر یک افزایش کوچکی از خمش کلی را انجام می‌دهند تا شکل نهایی در خروجی ظاهر شود. درک کردن دستگاه رول فرمینگ چیست و فرآیند منحصر به فرد آن مسیرهای تولید مقرون به صرفه را برای همه چیز باز می کند، از پانل های سقف و قاب درها گرفته تا ریل های ساختاری پیچیده خودرو، که اغلب با سرعت خط بیش از حد کار می کنند. 30 متر در دقیقه شبانه روزی

چگونه یک دستگاه رول فرمینگ کار و فرآیند شکل دهی رول سرد

برای درک دستگاه رول فرمینگ چگونه کار می کند ، به تصویر کشیدن یک سری قالب های غلتکی جفتی که در امتداد یک تخت چیده شده اند کمک می کند. یک دیکویلر یک نوار فلزی مسطح را به پایه اول وارد می‌کند، جایی که دو غلتک کانتور لبه‌ها را گرفته و شروع به تشکیل یک خمیدگی می‌کنند. سپس نوار از پایه های بعدی عبور می کند - معمولا 10 تا 30 جفت - هر کدام یک تغییر شکل اضافی کوچک اعمال می کنند. از آنجایی که فلز بالاتر از دمای تبلور مجدد خود گرم نمی شود، کل عملیات را می نامند فرآیند تشکیل رول سرد .

علم پشت سر فرآیند شکل دهی رول سرد چگونه کار می کند در تغییر شکل پلاستیکی کنترل شده فلز نهفته است. با پیشروی نوار، شعاع خمش در هر پایه به دقت محاسبه می شود تا در محدوده کرنش ماده باقی بماند و از ترک خوردن یا نازک شدن جلوگیری شود. پاس نهایی، ابعاد دقیق پروفیل را تعیین می کند، پس از آن یک پرس قطع، طول تشکیل شده را بدون توقف خط به اندازه مورد نیاز برش می دهد. خطوط مدرن می توانند عملیات درون خطی اضافی - مانند سوراخ کردن، بریدگی، برجسته کردن، یا حتی جوشکاری - را ادغام کنند تا یک جزء تمام شده از یک پاس بیرون بیاید. این ماهیت پیوسته مشخصه تعیین کننده است: یک رول ساز می تواند ساعت ها بدون وقفه کار کند و صدها متر پروفیل یکسان تولید کند.

مزایای رول فرمینگ چیست؟

هنگام ارزیابی فواید رول فرمینگ چیست؟ مهمترین آنها تلفیق سرعت و دقت با حداقل ضایعات مواد است. از آنجایی که فلز به صورت سرد شکل می گیرد، استحکام کششی آن در واقع از طریق سخت شدن کار کمی افزایش می یابد، در حالی که پوشش سطح بکر باقی می ماند. این فرآیند می تواند به تحمل های طولی در داخل دست یابد ± 0.5 میلی متر در چندین متر و این دقت را در میلیون ها قسمت تکرار کنید.

• بهره وری بالا: سرعت خط از 15-60 متر در دقیقه به این معنی که یک خط می تواند بیش از 30000 متر خطی در روز برای پروفایل های ساده، توان عملیاتی بی نظیر با فرآیندهای دسته ای.
• استفاده عالی از مواد: نرخ قراضه معمولاً زیر است 3-5٪ ، به طور قابل ملاحظه ای پایین تر از 15-25٪ رایج در مهر زنی اشکال پیچیده از نوار.
• پروفایل های پیچیده و چند ویژگی: یک خط رول‌فرمینگ می‌تواند یک قطعه تمام شده با خم‌ها، فلنج‌های برگشتی، سوراخ‌های پانچ شده و بریدگی‌ها را در یک پاس ایجاد کند و عملیات ثانویه را حذف کند.
• کیفیت ثابت در طول های طولانی: بر خلاف پرس بریک که قسمتی از بخش را تشکیل می دهد، رول فرمینگ یک سطح مقطع کاملاً یکنواخت را از ابتدا تا انتها ایجاد می کند که برای قطعاتی که باید محکم جمع شوند ضروری است.
• هزینه های نیروی کار کمتر: پس از راه اندازی، خط به طور خودکار اجرا می شود و تنها به یک اپراتور برای نظارت بر تغییرات سیم پیچ و کیفیت برش نیاز دارد.
• ادغام با فرآیندهای پایین دستی: بسیاری از خطوط شامل ایستگاه های خمشی، جوشکاری یا بسته بندی درون خطی، تبدیل سیم پیچ خام به محصولات بسته بندی شده با دخالت دستی صفر است.

رول فرمینگ در مقابل مهر زدن و خم شدن ترمز را فشار دهید

انتخاب بین فرآیند شکل دهی رول در مقابل فرآیند مهر زنی and رول‌فرمینگ در مقابل خمش پرس بریک متکی بر هندسه، حجم و طول بخشی است. جدول زیر تفاوت های مهم را نشان می دهد.

در فرآیند شکل دهی رول در مقابل فرآیند مهر زنی در صورتی که قطعه دارای مشخصات یکنواخت باشد و در طول بیشتر مورد نیاز باشد 1-2 متر ، شکل دهی رول تقریباً همیشه مقرون به صرفه تر است. هنگامی که قطعات کوچک، پیچیده و نیاز به طراحی عمیق یا شکل دهی چند سطحی دارند، مهر زنی غالب می شود. برای رول‌فرمینگ در مقابل خمش پرس بریک ، ترمزهای فشاری ابزار انتخابی برای نمونه های اولیه، دوره های بسیار کوتاه و پروفایل هایی هستند که ممکن است به طور مکرر تغییر کنند. با این حال، هنگامی که حجم تولید به بیش از چند هزار قطعه برسد، سرعت و قوام شکل‌گیری رول معمولاً سرمایه‌گذاری اولیه ابزارآلات اولیه بالاتر را در اولین سال تولید جبران می‌کند.

چه موادی را می توان رول تشکیل داد؟

یک سوال متداول این است چه موادی را می توان رول تشکیل داد و پاسخ طیف وسیعی از فلزات انعطاف پذیر را در بر می گیرد. از آنجایی که کار سرد مستلزم کشیدگی مواد بدون شکستگی است، شکل پذیری ویژگی کلیدی مواد است.

• فولادهای کم کربن و با مقاومت بالا: رایج ترین مواد، از فولاد ملایم (قدرت تسلیم ~ 250 مگاپاسکال ) به فولادهای پیشرفته با مقاومت بالا (بازده بالا 1000 مگاپاسکال ) در تیرهای درب خودرو استفاده می شود. کویل های گالوانیزه و از پیش رنگ شده را می توان بدون آسیب رساندن به پوشش تشکیل داد.
• فولاد ضد زنگ: درجه های 304 و 316 به طور معمول برای کاربردهای معماری و مواد غذایی شکل می گیرند. فنر پشتی بالاتر به طراحی رول دقیق نیاز دارد.
• آلومینیوم: آلیاژهای سری 3000، 5000 و 6000 به خوبی شکل می گیرند. آلومینیوم سبک‌تر است، بنابراین خطوط می‌توانند سریع‌تر اجرا شوند، اما سطح نرم‌تر به رول‌های صیقلی نیاز دارد تا از علامت‌گذاری جلوگیری شود.
• مس، برنج و روی: رایج در تزئینات تزئینی و سقف. شکل پذیری عالی آنها به پروفیل های پیچیده و با شعاع محکم اجازه می دهد.
• سایر فلزات: تیتانیوم و حتی آلیاژهای خاصی از منیزیم را می توان برای کاربردهای هوافضا و پزشکی به صورت رول شکل داد، اگرچه آنها به ابزار و روان کننده های تخصصی نیاز دارند.

محدوده ضخامت معمول برای رول شکل دهی از 0.15 میلی متر (فیل سنج) تا حدود 6.5 میلی متر (مقاطع سازه ای سنگین). عرض سیم پیچ می تواند بیشتر شود 2000 میلی متر در خطوط اختصاصی مواد باید به صورت سیم پیچ تراز با ضخامت و عرض ثابت عرضه شود. هر گونه تغییر از طریق خط منتشر می شود و می تواند باعث پیچش یا موج در نمایه تمام شده شود.

نحوه انتخاب دستگاه رول فرمینگ

دانستن نحوه انتخاب دستگاه رول فرمینگ شامل تطبیق مشخصات خط با سخت‌ترین مشخصات در محدوده محصول شما است. فرآیند تصمیم گیری بر شش عامل کلیدی تمرکز دارد:

1. پیچیدگی نمایه و تعداد پاس ها: کانال های ساده ممکن است فقط نیاز داشته باشند پایه های رول 8-12 ، در حالی که اشکال پیچیده نامتقارن با خم های متعدد می تواند نیاز داشته باشد 25-40 غرفه . ماشینی با پایه های بسیار کم در هر گذر تغییر شکل بیش از حدی را اعمال می کند و خطر تقسیم شدن مواد را به همراه دارد.
2. نوع مواد و محدوده ضخامت: اطمینان حاصل کنید که قطر میل رول و بار باربرینگ برای استحکام تسلیم و ضخامتی که قصد اجرای آن را دارید، کافی است. قدرت موتور محرک باید بر این اساس اندازه شود. فولاد ضخیم با استحکام بالا به طور قابل توجهی به گشتاور بیشتری نیاز دارد.
3. حجم تولید و سرعت خط: برای عملیات با حجم بالا، خطی که در 30-60 متر در دقیقه با پرس قطع خودکار و سیستم تغذیه کویل خودرو قابل توجیه است. صداهای کمتر ممکن است توسط یک خط ساده تر و کندتر با کنترل های دستی ارائه شوند.
4. الزامات پردازش درون خطی: اگر قطعه نیاز به سوراخ، شکاف، برجستگی یا جوش دارد، دستگاه باید دارای ایستگاه های سوراخ کننده باشد یا فضایی برای آنها فراهم کند. مقاوم سازی اینها بعداً گران است و همسویی را به خطر می اندازد.
5. عرض و ظرفیت سیم پیچ: اطمینان حاصل کنید که صاف کننده ورودی و تغذیه کننده می تواند بزرگترین عرض و وزن سیم پیچ شما را در خود جای دهد. عدم تطابق در اینجا قبل از شروع شکل‌گیری یک گلوگاه ایجاد می‌کند.
6. زمان تعویض ابزار: اگر چندین پروفایل را اجرا می کنید، دستگاهی با کاست های رول با تغییر سریع یا سیستم های قایق می تواند تغییر را از چند ساعت تا زیر 30 دقیقه ، انعطاف پذیری تولید را به طور چشمگیری بهبود می بخشد.

انتخاب تامین کننده ای که بتواند مهندسی طراحی رول را با استفاده از شبیه سازی المان محدود ارائه دهد به همان اندازه مهم است. نمودارهای گل رول به درستی شبیه‌سازی شده، شکل‌گیری سویه‌ها را پیش‌بینی می‌کنند و از آزمون و خطا در طبقه مغازه جلوگیری می‌کنند، که بزرگترین منبع تاخیر راه‌اندازی در یک نمایه جدید است.

چه چیزی بر عملکرد دستگاه رول فرمینگ تأثیر می گذارد؟

چندین متغیر متقابل پاسخ می دهند چه چیزی بر عملکرد دستگاه رول فرمینگ تأثیر می گذارد و برای تولید قطعات مستقیم و دقیق از نظر ابعادی باید به طور همزمان کنترل شوند.

• طراحی و تراز رول: قلب اجرا. رول ها باید دقیقاً مطابق با مشخصات توسعه یافته ماشینکاری شوند و در داخل تراز شوند 0.025 میلی متر آن سوی خط پاس ناهماهنگی باعث ایجاد موج لبه، پیچش یا خمیدگی در قسمت تمام شده می شود.
• تنوع خواص مواد: نوسانات در استحکام تسلیم، ضخامت یا صافی سیم پیچ به طور مستقیم باعث شکل گیری ناسازگار می شود. یک سیم پیچ با محدوده سختی بیش از 10 امتیاز راکول B از یک سر تا سر دیگر قطعاتی تولید می شود که از نظر فنری و زاویه نهایی متفاوت هستند.
• روغن کاری: لایه‌ای از روان‌کننده شکل‌دهنده، سایش رول را کاهش می‌دهد و به فلز اجازه می‌دهد تا از طریق پایه‌ها بدون گازگرفتگی جریان یابد. روان کننده بیش از حد می تواند باعث لغزش شود. خیلی کم منجر به برداشت سطح و خراب شدن سریع رول می شود.
• سرعت خط: در حالی که سرعت‌های بالاتر خروجی را افزایش می‌دهند، نرخ کرنش در ماده را نیز افزایش می‌دهند که می‌تواند استحکام تسلیم و برگشت فنری را افزایش دهد. سرعتی که برای فولاد نرم کاملاً کار می کند ممکن است باعث شکاف در درجه های با مقاومت بالا شود، مگر اینکه طراحی رول جبران کند.
• فشار شکاف رول: شکاف بین رول های بالایی و پایینی باید دقیقاً به ضخامت مواد به اضافه یک فاصله کوچک باشد. فشار بیش از حد فلز را خرد می کند و یاتاقان ها را اضافه بار می کند. فشار ناکافی باعث سرگردانی نوار می شود.
• دما: اگرچه شکل‌دهی سرد عمداً فلز را گرم نمی‌کند، دمای محیط تغییر می‌کند 10-15 درجه سانتیگراد به دلیل انبساط حرارتی رول ها و مواد، می تواند ابعاد پروفیل نهایی را به طور قابل اندازه گیری تغییر دهد.

اپراتورها صاف بودن نوار را در خروجی با حسگرهای لیزری یا لبه‌های مستقیم ساده کنترل می‌کنند و تک تک پایه‌های رول را به صورت جانبی یا عمودی برای تصحیح خطاهای ردیابی تنظیم می‌کنند. یک خط مجهز به سیستم صاف کردن حلقه بسته می تواند کیفیت را بدون توقف خط حفظ کند.

راهنمای تعمیر و نگهداری دستگاه رول فرمینگ

منضبط دستگاه رول فرمینگ maintenance guide این چیزی است که خطی را که سال ها بدون مشکل کار می کند از خطی که گرفتار توقف های برنامه ریزی نشده و تغییر کیفیت است جدا می کند. نیازهای مکانیکی - نورد مداوم با فشار بالا، ارتعاش، و قرار گرفتن در معرض ریزه‌های فلزی - یک برنامه را غیرقابل مذاکره می‌کند.

• چک روزانه: سطوح رول را از نظر خراشیدگی، آوارهای جاسازی شده یا گازگرفتگی بررسی کنید. رول ها را با یک حلال پاک کنید تا تجمع روان کننده پاک شود. بررسی کنید که قالب قطع تیز باشد و نوار به طور مرکزی از هر پایه عبور کند.
• تعمیر و نگهداری هفتگی: تمام بلبرینگ های شفت رول را چرب کرده و بازی را بررسی کنید. بیش از فاصله شعاعی 0.02 میلی متر در یک بلبرینگ به تغییرات نمایه قابل مشاهده تبدیل می شود. رول های ترمز و صاف کننده دیکویلر را بررسی کنید.
• خدمات ماهانه: همه بست های پایه رول را بررسی کرده و دوباره بچرخانید. کل خط عبور را با استفاده از سیم پیانو یا ابزار تراز لیزری به داخل تراز کنید 0.05 میلی متر بر متر . زنجیرهای محرک یا گیربکس را از نظر سطح روغن و آلودگی بررسی کنید.
• تعمیرات اساسی سه ماهه و سالانه: رول ها را برای بازرسی ابعادی بردارید. هر چیزی را که نشان می دهد فراتر از آن ساییده می شود، دوباره پرداخت کنید یا جایگزین کنید 0.01 میلی متر از کانتور اصلی . گیربکس ها را بشویید، فیلترهای هیدرولیک را تعویض کنید و رمزگذار اندازه گیری طول را مجدد کالیبره کنید. تغییر رول کامل همراه با یک بازرسی جامع معمولاً یک خط را به مشخصات عملکرد اصلی خود برمی‌گرداند.

بازده تعمیر و نگهداری دقیق فقط قابلیت اطمینان نیست، بلکه کیفیت قطعه نیز هست. یک خط رول فرمینگ که به خوبی نگهداری شده باشد، ابعاد پروفیل ثابتی را برای خود نگه می دارد 10-20 سال تولید، تنها با پرداخت معمول رول و جایگزینی بلبرینگ. با توجه به اینکه هزینه سرمایه یک خط کامل می تواند از 50000 تا بیش از 500000 دلار محافظت از آن دارایی از طریق مراقبت برنامه ریزی شده یکی از سرمایه گذاری های با بازدهی است که یک مدیر تولید می تواند انجام دهد.