Особенности гибки обечаек из двухслойных металлов.

Классификация и область применения валковых листогибочных машин.

Наименьший диаметр изгибаемой обечайки определен ГОСТ 10664—75. Практически принимают наименьший диаметр обечайки равным 1,3 диаметра верхнего валка машины.

Двухвалковые листогибочные машины. На рис. 2.9 изображена схема получения цилиндрической обечайки на двухвалковой машине.

Упругим покрытием валка (рис. 2.9) является полиуретан, толщина которого должна обеспечивать необходимую величину деформации листовой заготовки при нажатии на нее верхним стальным валком. Полиуретан является эластичным, плотным полимером с высокой упругостью и износостойкостью. На этих машинах гнут листы толщиной до 4 – 5 мм и шириной 800 – 1200 мм. Верхний валок является сменным для получения обечаек различных диаметров.

Преимущества: простота конструкции; высокая производительность; отсутствие порчи поверхности при гибке; гибка листов различных толщин без регулировки валков; получение цилиндрической заготовки за один проход с подгибом кромок без специальных приспособлений и устройств; высокая точность получаемого изделия.

Трехвалковые машины.

Машины с симметричным расположением валков являются наиболее простыми по конструкции, однако они не обеспечивают подгибку кромок. Передняя и задняя кромки листа остаются прямыми на длине, равной половине расстояния между нижними валками. Схема гибки обечаек на такой машине дана на рис. 2.10. Приводными являются нижние валки. Верхний валок перемещается по высоте и обеспечивает прогиб листа.

Недостатком этих машин является наличие после вальцевания прямых участков в месте стыка, равных половине расстояния между валками. При использовании таких машин следует предварительно подгибать кромки согласно рекомендуемой технологии или использовать вальцы для калибрования обечаек.

Трехвалковые машины с асимметричным расположением валков (см. рис. 2.7) позволяют проводить почти полную гибку одного края листа. Противоположный край листа остается не подогнутым на величину, равную расстоянию от оси верхнего валка до оси бокового (гибочного) валка. Для подгибки второго края листа его вынимают из машины и заводят в валки неподогнутой стороной вперед. Прямые участки листов после подгибки кромок составляют 1,5 – 2 толщины листа. Гибочный (боковой) валок является неприводным и перемещается под углом к вертикали, приводным может быть верхний или нижний валок, при этом соответственно нижний или верхний валок регулируется по высоте. Иногда привод имеет оба валка – верхний и нижний.

Машины листогибочные с регулировкой валков по симметричной и асимметричной схемам имеют следующие 7 типов.

1. С раздельной вертикальной регулировкой нижних валков (рис. 2.11). Нижние приводные валки с индивидуальной регулировкой каждой опоры по высоте расположены симметрично относительно вертикальной оси верхнего валка. Индивидуальная регулировка опор нижних валков позволяет наклонно устанавливать один или два валка одновременно, что необходимо для производства конических обечаек.

2. С раздельной наклонной регулировкой нижних валков. В этих машинах регулировка опор предусмотрена под углом от 20 до 45° к вертикальной оси верхнего валка. Машины выпускает для гибки листов толщиной от 10 до 35 мм.

3. С раздельной наклонной регулировкой нижних валков и вертикальной регулировкой верхнего валка. В этих машинах в дополнение к типу 2 может перемещаться вертикально верхний валок. Это позволяет не только устанавливать валки по асимметричной форме, но и регулировать расстояние между нижними валками, что расширяет технологические возможности машины. Например, при увеличении расстояния между нижними валками (при опускании всех трех валков) можно использовать машину, настроенную по симметричной схеме для гибки листов, имеющих толщину больше номинальной. Конструкция машин этого типа более сложная в эксплуатации, изготовлении и ремонте.

4. С горизонтальной регулировкой нижних валков и вертикальной регулировкой верхнего валка (рис. 2.12). При подгибке кромок листа валки настраивают по асимметричной схеме перемещением нижних валков в горизонтальной плоскости. При круговой гибке валки устанавливают по симметричной схеме. Нижние валки – приводные. Опоры верхнего валка перемещаются как совместно, так и раздельно, что позволяет установить валок наклонно для гибки конических обечаек.

5. С горизонтальной и вертикальной регулировкой верхнего валка (рис. 2.13). Такие машины выпускают с приводными нижними валками, они имеют более простое управление благодаря наличию только одного регулируемого валка.

6. С секторной регулировкой нижних валков (рис. 2.14) позволяют подгибать кромки, гнуть конусные и цилиндрические обечайки.

7. С маятниковой регулировкой верхнего валка.

Преимущества трехвалковых машин с регулировкой валков по асимметричной схеме: возможность подгибки кромок обеспечивает получение заготовок правильной цилиндрической формы; возможность регулировки валков с установкой их по асимметричным схемам обеспечивает подгибку передней и задней кромок листа с одной установки его на машину; простота в эксплуатации и управлении, так как установка валков по асимметричной схеме для подгибки кромок и регулировка валков для круговой гибки осуществляются одним приводом.

Четырехвалковые машины.Эти машины отличаются широкими технологическими возможностями: на них можно получать цилиндрическую обечайку с подогнутыми концами без съема и перестановки листа и вальцевать обечайки за один проход. Машины работают по схеме, показанной на рис. 2.15. Вертикальная пара валков зажимает и перемещает заготовку, боковые валки обеспечивают деформацию листа во время гибки. Приводными являются верхний или верхний и нижний валки одновременно. Иногда приводным выполняют один из гибочных боковых валков. Положением гибочных боковых валков определяют радиус изгиба. Нижний валок может перемещаться в вертикальной плоскости на величину, обеспечивающую зажим листа наибольшей толщины.

Недостатком четырехвалковых машин по сравнению с трехвалковыми является значительно большая масса (на 25—40%), сложность конструкции, обслуживания, высокая стоимость.

Специальные листогибочные машины. Для получения обечаек различной формы, расширения технологических возможностей повышения уровня механизации используют специальные листогибочные машины.

1. Правильно-гибочная машина для совмещения операций гибки и правки листов работает по схеме, показанной на рис. 2.16. Машина имеет верхний нерегулируемый валок и четыре нижних регулируемых валка. Машину, настроенную по схеме рис. 2.16, б, используют, как пятироликовую листоправильную.

2. Полуавтоматические листогибочные машины для получения цилиндрических обечаек за один проход. Эти машины применяют для массового выпуска продукции. Все операции, кроме укладки листа и подачи его в рабочую зону, автоматизированы. Время гибки одной обечайки диаметром 380мм, толщиной 8мм и высотой 1500мм на машине фирмы «Вронкс» составляет 6 с при обслуживании ее одним человеком. Конструктивно машина оформлена по двухвалковой схеме (см. рис.2.9).

B. Листогибочные машины с программным управлением (ПУ) для изготовления обечаек, как цилиндрической формы, так и неравномерной конфигурации. Формы обечаек, изгибаемых на этой машине, показаны на рис. 2.17.

Программу составляют для следующих видов обечаек: цилиндрических, неравномерной конфигурации, с переменными радиусами. Машина может работать и без ПУ. Программу устанавливают при помощи регулируемых кулаков на двух блоках управления: контроля линейного перемещения заготовки (листа) и контроля положения гибочного валка, определяющего при своем перемещении радиус гибки обечайки. Программы составляют по эмпирическим формулам, которые сводят в таблицы с учетом механических свойств материала листа, его толщины, состояния поверхности, а также формы обечайки. Задний валок регулируется механически или гидравлически. Нижний валок устанавливают на толщину листа вручную или механически. Время получения обечаек различных форм составляет 20–100 с. Вертикальные и специальные листогибочные машины см. в книге [7].

Вспомогательные и загрузочно-выгрузочные устройства валковых листогибочных машин. Для повышения производительности труда, использования машин, удобства в работе, соблюдения условий техники безопасности, механизации перемещения при обеспечении высокого качества к листогибочным машинам желательно иметь набор следующего оснащения: загрузочное (задающее) устройство; устройства для ориентации листов при подаче в валки (откидные упоры, пазы и др.); поддерживающие устройства для обечаек больших диаметров и малых толщин для уменьшения потери устойчивости заготовки при гибке; торцовые упоры со стороны опорных подшипников при гибке конических обечаек; средства активного контроля обечайки в процессе гибки с сигнализацией результатов на пульт управления машины.

Выводы и рекомендации по выбору листргибочных валковых машин для гибки цилиндрических обечаек. При выборе валковых листогибочных машин для гибки цилиндрических обечаек руководствуются простотой конструкции машины, ее обслуживания и технологическими возможностями. Этим требованиям наиболее полно отвечают трехвалковые машины с регулировкой валков по асимметричной форме.

Перспективным является применение листогибочных валковых машин с ПУ, повышающим производительность, качество изделия и облегчающим условия труда. Весьма желательна установка на машинах контрольно-измерительных устройств, контролирующих заданные размеры в процессе гибки с выдачей сигналов на пульт управления и обеспечивающих повышение качества и стабильность размеров заготовок.

Выбор типа машин базируется на детальном технико-экономическом анализе условий производства с учетом всех операций, подлежащих выполнению на валковой листогибочной машине.

Особенности гибки обечаек из двухслойных металлов.

Для этих металлов характерно различие механических свойств основного и плакирующего слоев, различные значения теплопроводности и коэффициентов линейного расширения слоев, наличие промежуточного слоя, отличающегося по свойствам от основных слоев. Эти особенности могут вызвать появление выпучин, гофр, складок и расслоений, трещин и коробления

Эпюра распределения напряжений при изгибе двухслойного листа показана на рис. 2.18, она характеризуется наличием скачка тангенциальных напряжений на границе основного и плакирующего слоев. Эти особенности двухслойного металла требуют строгого соблюдения технологических режимов. Например, холодную гибку двухслойной стали не следует производить при температуре ниже 20 °С; заготовки для горячей гибки необходимо нагревать до 1150–1200 °С, заканчивать гибку следует при температуре не ниже 850–900 °С. Необходимо соблюдать и режимы термообработки заготовок [7], а также минимальные радиусы гибки при различном расположении плакирующего слоя (снаружи или внутрь). При гибке биметаллических листов плакирующий слой надо защищать от повреждения тонкими листами меди, латуни, алюминия, плотной бумагой или полимерными пленками.