Профилирование , также пишется профилирования или профилирования , является одним из видов прокатки с участием непрерывного изгиба длинной полосы листового металла ( как правило , спиральный стальной ) в желаемое поперечное сечение. Полоса проходит через комплекты валков, установленных на последовательных клетях, причем каждый комплект выполняет только инкрементную часть изгиба, пока не будет получено желаемое поперечное сечение (профиль). Профилирование идеально подходит для изготовления деталей с постоянным профилем большой длины и в больших количествах.
Обзор [ править ]
Могут быть изготовлены различные профили поперечного сечения, но для каждого профиля требуется тщательно подобранный набор роликового инструмента. Дизайн валков начинается с цветочного узора , который представляет собой последовательность поперечных сечений профиля, по одному профилю на каждую клеть валков. Затем контуры валков выводятся из профилей цветочных узоров. Из-за высокой стоимости комплектов валков компьютерное моделирование часто используется для разработки или проверки конструкции валков и оптимизации процесса формования, чтобы минимизировать количество клетей и напряжения материала в конечном продукте.
Гнутые профили могут иметь преимущества по сравнению с изделиями аналогичной формы. Формованные в рулоне детали могут быть намного легче, с возможными более тонкими стенками, чем в процессе экструзии, и более прочными, если они подверглись деформационному упрочнению в холодном состоянии. Детали могут быть отделаны или уже окрашены. Кроме того, процесс профилирования происходит быстрее и требует меньше энергии, чем экструзия. [1] [2]
Доступны профилегибочные машины, которые из одних и тех же валков производят формы разного размера и толщины материала. Различия в размерах достигаются за счет изменения расстояний между валками с помощью ручной регулировки или компьютеризированного управления, что обеспечивает быструю замену. Эти специализированные фрезы широко используются в отрасли производства легких конструкций, где используются металлические стойки и направляющие стандартных профилей и толщин. Например, одна мельница может быть способна изготавливать металлические шпильки различной перегородки (например, от 3-5 / 8 дюймов до 14 дюймов), фланцев (например, от 1-3 / 8 дюймов до 2-1 / 2 дюймов) и кромок (например, От 3/8 дюйма до 5/8 дюйма) из оцинкованного стального листа разной толщины (например, от 20 до 12 GA).
Линии профилирования могут иметь несколько конфигураций для непрерывной штамповки и резки деталей. Для отрезания детали по длине линии могут быть настроены на использование штампа для предварительной резки, когда одна заготовка проходит через валковый стан, или штампа для последующей резки, где профиль обрезается после процесса профилирования. Элементы могут быть добавлены в форме отверстия, паза, тиснения или сдвига путем штамповки на линии профилирования. Эти детали могут быть выполнены в приложении предварительной штамповки (до начала профилирования), в приложении штамповки на средней линии (в середине линии / процесса профилирования) или в приложении после штамповки (после выполнения профилирования). . Некоторые линии профилирования включают в себя только одно из перечисленных выше применений для пробивки или отрезки, другие объединяют некоторые или все приложения на одной линии.
Процесс [ править ]
Профилирование является одним из самых простых производственных процессов. Обычно он начинается с большого рулона листового металла от 1 дюйма (2,5 см) до 20 дюймов (51 см). шириной и толщиной 0,004 дюйма (0,10 мм) и 0,125 дюйма (3,2 мм), опираясь на разматыватель. Полоса подается через входную направляющую для правильного выравнивания материала при прохождении через валки мельницы, причем каждый набор валков изгибается до тех пор, пока материал не достигнет желаемой формы. Наборы валков обычно устанавливаются один над другим на паре горизонтальных параллельных валов, поддерживаемых подставкой (подставками). Боковые валки и групповые валки также могут использоваться для обеспечения большей точности и гибкости, а также для ограничения нагрузок на материал. Профилированные полосы можно разрезать до необходимой длины перед профилегибочным станом, между станами или в конце линии профилирования.
Геометрические возможности [ править ]
Геометрические возможности могут быть очень широкими и даже включать замкнутые формы, если поперечное сечение однородно. Типичная толщина листа составляет от 0,004 дюйма (0,10 мм) до 0,125 дюйма (3,2 мм), но может превышать это значение. Процесс прокатки практически не влияет на длину. Ширина детали обычно не меньше 1 дюйма (2,5 см), но может превышать 20 дюймов (51 см). Основным ограничением является глубина профиля, которая обычно ограничивается менее 4 дюймов (10 см) и редко превышает 6 дюймов (15 см) из-за передаваемых валками напряжений и перепада поверхностной скорости, которые увеличиваются с глубиной.
- Допуски обычно могут быть в пределах ± 0,015 дюйма (0,38 мм) для ширины формы поперечного сечения и ± 0,060 дюйма (1,5 мм) для ее глубины. [3]
Скорость производства [ править ]
Производительность сильно зависит от толщины материала и радиуса изгиба; однако на это также влияет количество требуемых станций или ступеней. Для радиусов изгиба, в 50 раз превышающих толщину материала низкоуглеродистой стали толщиной 0,7 дюйма (18 мм), может варьироваться от 85 футов в минуту (26 м / мин) через восемь станций до 55 футов в минуту (17 м / мин) через 12. станций или 50 футов в минуту (15 м / мин) через 22 станции.
Время, необходимое для того, чтобы один продукт принял форму, можно представить простой функцией: t = (L + n⋅d) / V , где L - длина формируемой детали, n - количество формовочных клетей, d - расстояние между клетями, V - скорость полосы через валки. [3]
Как правило, линии профилирования могут работать со скоростью от 5 до 500 футов в минуту (от 1,5 до 152,4 м / мин) или выше, в зависимости от области применения. В некоторых случаях ограничивающим фактором является пробивка или отрезание.
Другие соображения [ править ]
При производстве следует учитывать, например, смазку, влияние процесса на свойства материала, стоимость и, конечно же, безопасность.
Смазка создает существенный барьер между матрицами валков и поверхностью заготовки. Это помогает снизить износ инструмента и позволяет вещам двигаться быстрее. В этой таблице показаны различные виды смазочных материалов, их применение и идеальные металлы для их использования.
| Рабочий материал | Смазки для валков | заявка |
|---|---|---|
| Цветной | Хлорированные масла или воски, минеральные масла | Спрей, протирочный валик |
| Железо | Водорастворимые масла | Протирание, капание, распыление |
| Нержавеющая сталь | Хлорированные масла или воски | Протирочный валик |
| Полированные поверхности | Пластиковая пленка | Календарное оформление, покрытие, опрыскивание |
| Материалы с предварительно нанесенным покрытием | Пленка или принудительный воздух |
Влияние процесса на свойства материала минимально. [ требуется пояснение ] Физические и химические свойства практически не меняются, но при обсуждении механических свойств материала процесс может вызвать деформационное упрочнение , микротрещины или утонение на изгибах.
Стоимость профилирования относительно невысока. При расчете стоимости процесса необходимо учитывать такие факторы, как время наладки, стоимость оборудования и инструментов, время загрузки / разгрузки, прямую норму оплаты труда, ставку накладных расходов и амортизацию оборудования и инструментов.
Безопасность также является небольшой проблемой в этом процессе. Основные опасности, которые необходимо учитывать, связаны с движущимися деталями (до 800 футов в минуту (240 м / мин)), валками высокого давления или острыми, срезанными кромками металла. [3]
См. Также [ править ]
- Листовой металл
- Скин-пасс
- Профилегибочная прокатка
- Бисероплетение труб
- Валковая гибка
- Профилегибочная машина для выдвижных ящиков
Ссылки [ править ]
Заметки [ править ]
- ^ Тодд, Роберт Х .; Аллен, Делл К .; Алтинг, Лео (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Industrial Press Inc., стр. 300–304, ISBN 0-8311-3049-0.
- ^ Groover, Mikell P. (2010). Основы современного производства: материалы, процессы и системы . Джон Вили и сыновья. п. 472. ISBN. 9780470467008.
- ^ a b c Справочное руководство по производственным процессам, Industrial Press Inc., 1994.
Библиография [ править ]
- Халмос, Джордж Т. Справочник по формованию валков , CRC Press, 2005. ISBN 0-8247-9563-6
- Добрев, Атанас; Джордж Т. Халмос (1993). «Профилирование в 21 век». Общество инженеров-технологов. Cite journal requires
|journal=(help) - Тодд, Роберт (1994). Справочное руководство по производственным процессам . Нью-Йорк: Industrial Press inc. ISBN 0-8311-3049-0.
