numero Sfoglia:54 Autore:Editor del sito Pubblica Time: 2021-05-18 Origine:motorizzato
Una macchina di laminazione, nota anche come laminatoio o laminatoio, è un dispositivo utilizzato nella lavorazione dei metalli per modellare e formare il metallo facendolo passare tra due o più rulli rotanti. Questo processo è noto come laminazione ed è uno dei metodi più comuni di formatura dei metalli, poiché consente la creazione di fogli, piastre, barre o altre forme uniformi da materiale metallico. I laminatoi sono essenziali in settori quali quello automobilistico, edile, aerospaziale e manifatturiero.
Attraverso il rullo rotante, il metodo di piegatura del foglio sotto l'azione e l'attrito del rullo è chiamato rotolamento. Nella produzione, la più utilizzata è la piegatrice a tre rulli.
Il principio di base del rotolamento è mostrato nella figura seguente. Se il pezzo grezzo viene posizionato sul rullo inferiore a riposo, la sua superficie inferiore è in contatto con i punti più alti b e c del rullo inferiore, e la superficie superiore è in contatto con il punto più basso a del rullo superiore. A questo punto, la distanza verticale tra i rulli superiore e inferiore è esattamente uguale allo spessore del materiale. Quando il rullo inferiore non si muove, il rullo superiore scende, oppure il rullo superiore non si muove e il rullo inferiore si alza, la distanza è inferiore allo spessore del materiale. Se i due rulli vengono arrotolati in modo continuo, il grezzo risulterà liscio in tutti gli intervalli di laminazione. Poiché le due estremità del pezzo grezzo non possono essere arrotolate, sono ancora diritte. Quando formiamo le parti, dobbiamo cercare di eliminarle.
La curvatura del pezzo grezzo dopo la laminazione dipende dalla posizione relativa dell'albero del rullo, dallo spessore del foglio e dalle proprietà meccaniche. Come mostrato nella figura seguente, la relazione tra loro può essere approssimativamente espressa dalla seguente formula:
Le distanze relative H e B tra i rulli sono regolabili per soddisfare le esigenze di curvatura del pezzo. Poiché è più conveniente modificare H che modificare B, generalmente si ottengono curvature diverse modificando H. Poiché è difficile calcolare e determinare in anticipo la quantità di rimbalzo del materiale in fogli, l'espressione relazionale di cui sopra non può contrassegnare con precisione la H richiesta valore, che serve solo come riferimento durante il lancio iniziale. Nella produzione effettiva, viene adottato principalmente il metodo di prova, ovvero, dopo che la posizione del rullo superiore è stata regolata approssimativamente in base all'esperienza, la carta viene gradualmente testata fino al raggiungimento della curvatura richiesta.
I passaggi per azionare la laminatrice a tre assi sono i seguenti: in primo luogo, sollevare il rullo superiore e regolare la distanza tra i rulli inferiori in base allo spessore del pezzo grezzo. La distanza tra i rulli inferiori dovrebbe essere la più piccola possibile quando è consentita la forza di flessione del rullo superiore. Generalmente è ragionevolmente fissato in base allo spessore del pezzo grezzo. Quando lo spessore è 4 mm, la spaziatura è 90~100 mm, mentre quando lo spessore è 4~6 mm, la spaziatura è 110~120 mm. Posizionare il pezzo grezzo sul rullo inferiore, coprire i due rulli inferiori, quindi abbassare il rullo superiore in base ai requisiti del raggio di curvatura, piegare il pezzo grezzo localmente, quindi accendere il letto a rulli per ruotare il rullo e il pezzo grezzo viene automaticamente inviato a piegarsi e formarsi. Sollevare, risalire i rulli ed infine rimuovere le parti.
Sul laminatoio simmetrico a tre assi, modificando la posizione reciproca dei tre rulli, è possibile arrotolare quattro parti tipiche di forma semplice a curvatura uguale, forma semplice a curvatura variabile, cono a curvatura uguale e cono a curvatura variabile, come mostrato di seguito spettacolo di figure. Durante la piegatura, la formatura unica dovrebbe essere evitata il più possibile per evitare una flessione eccessiva. Ciò causerà difficoltà nelle operazioni ripetute. Dopo ogni piegatura, la distanza di abbassamento del rullo superiore è generalmente di circa 5~10 mm. I punti principali delle varie forme di operazioni di piegatura a rulli sono i seguenti.
1. Quando si laminano parti cilindriche (cilindriche) con uguale curvatura, è possibile ottenerlo purché il rullo superiore non si muova su e giù durante il processo di piegatura e i tre rulli siano paralleli tra loro. La curvatura deve passare attraverso diversi rulli di prova da piccola a terra prima di raggiungere finalmente i requisiti. È importante notare che il pezzo grezzo deve essere posizionato in posizione verticale durante l'alimentazione, altrimenti le parti srotolate risulteranno distorte, come mostrato nella figura (b). È meglio tracciare una linea di riferimento durante la piegatura. In fase di piegatura, prima di iniziare la piegatura, far coincidere la linea di riferimento con l'asse del rullo superiore, come indicato in figura (a). Ciò è particolarmente importante per la piegatura di lamiere di grosso spessore. Perché la riparazione successiva di questo tipo di parti non è solo grande ma anche piuttosto difficile.
Laminazione di parti semplici con uguale curvatura
2. Durante il processo di laminazione, i tre rulli rimangono paralleli tra loro e le posizioni su e giù dei rulli superiori possono essere modificate in qualsiasi momento per stendere parti con vari gradi di curvatura. Per la parte cilindrica mostrata nello schema di laminazione, R1>R2>R3>R4>Rs in figura. Il metodo utilizzato nella produzione è quello di approssimare questa parte come composta da diverse forme cilindriche con diversi raggi R, pressa. Il raggio R è diviso in sezioni, che vengono laminate successivamente secondo il raggio di curvatura da grande a piccolo. Le fasi dell'intera operazione sono le seguenti.
Laminazione di pezzi cilindrici a curvatura variabile
Il processo I: regolare la posizione del rullo superiore con R1 e arrotolare il pezzo grezzo dall'estremità a all'estremità f, in modo che il raggio di curvatura della sezione ef soddisfi i requisiti.
Il processo Ⅱ: regolare il rullo inferiore con R2, rotolare dall'estremità a a e, in modo che il raggio di curvatura della sezione de soddisfi i requisiti. Quando il rullo superiore si avvicina al punto e, si solleva lentamente e moderatamente per effettuare una transizione graduale ed evitare la comparsa di bordi e angoli tra R1 e R2.
Da a a d, da a a c, da a a b per completare l'altro processo III fino al processo V.
Per la produzione di massa, per migliorare l'efficienza, una volta completate le procedure dell'intero lotto di pezzi, vengono eseguite le procedure successive. È meglio ispezionare ogni parte di ciascun processo in base al modello o al pneumatico dello stampo, in modo da non influenzare il processo successivo.
3. Rotolamento di parti coniche In teoria, durante il processo di piegatura, i due alberi dei rulli inferiori vengono mantenuti paralleli e l'albero del rullo superiore è inclinato e non si muove su e giù in modo che le parti coniche con uguale curvatura possano essere srotolate. I due alberi dei rulli inferiori vengono mantenuti paralleli, mentre l'albero dei rulli superiore viene inclinato e spostato su e giù per stendere parti coniche con vari gradi di curvatura. È necessario far avanzare le due estremità del grezzo tra i rulli a velocità diverse per stendere le parti coniche con curvatura uguale o variabile che soddisfi i requisiti. Questo perché la curvatura delle due estremità di questo tipo di parte è diversa e anche la lunghezza di spiegamento è diversa. Pertanto, durante la piegatura, è necessario avere velocità di piegatura diverse su entrambe le estremità. La velocità all'estremità con la curvatura maggiore dovrebbe essere inferiore, mentre la velocità all'estremità con la curvatura minore dovrebbe essere maggiore. Poiché durante la piegatura il materiale in foglio è sottoposto alla pressione di laminazione di tre rulli contemporaneamente, ed i rulli sono generalmente cilindrici, è impossibile ottenere più velocità diverse contemporaneamente. Per risolvere questo problema, il pezzo grezzo deve essere nella direzione di piegatura. Dividerlo in più aree, eseguire la piegatura segmentale.
I metodi comunemente utilizzati per la laminazione di parti coniche nella produzione includono principalmente il metodo di alimentazione rettangolare, il metodo di laminazione partizionata e il metodo di alimentazione rotativa, il metodo di decelerazione a bocca piccola e così via. La figura seguente mostra il metodo di piegatura del rullo di alimentazione rettangolare per le parti coniche. Durante il funzionamento: innanzitutto, alimentare il materiale secondo la linea centrale rettangolare AEFD OH mostrata nella Figura (b) e stendere la forma cilindrica su entrambi i lati, in modo che la sezione centrale rotoli fuori dalla rettilineità della barra collettrice. In questo momento, i quattro angoli vengono espansi, in particolare i due posti A e D. Da evidenziare, come mostrato nella figura (c). Quindi arrotolare entrambi i lati con posizionamento e alimentazione AB e CD, in modo che i due lati siano arrotolati e la rettilineità della generatrice venga srotolata in modo che la parte rastremata venga srotolata, come mostrato nella Figura (d). In sostanza, è arrotolato in tre aree. Quando si arrotola questo tipo di parte, il pezzo grezzo deve essere posizionato nella stessa posizione della lunghezza del rullo. Se si sposta a destra e a sinistra, la curvatura della parte arrotolata non soddisferà i requisiti.
Rullatura rettangolare di pezzi conici
La figura seguente mostra il metodo di laminazione a zone delle parti coniche. Operazione: Innanzitutto, la lastra del cono rotolante viene divisa in sezioni come mostrato in figura. Durante il rotolamento, allineare prima il rullo superiore alla linea 5-5' per piegarlo fino a quando l'estremità grande raggiunge 4; quindi arrotolare. Allinea la ruota con la linea 4-4' per rotolare, fino a quando l'estremità grande raggiunge 3, e infine segui i passaggi precedenti per completare la piega di rotolamento in ciascuna zona.
Rullatura di partizione di parti coniche
Lo scopo della suddetta segmentazione è quello di ridurre la differenza nella lunghezza della curva su entrambe le estremità del segmento in modo che la parte conica possa essere arrotolata in modo simile ad una parte cilindrica, e quindi il pezzo grezzo viene ruotato tra ciascuna parte per compensare la differenza di velocità tra le due estremità per garantire lo srotolamento. La precisione della parte. La pratica ha dimostrato che quanto più piccola è l'area, cioè quante più volte il grezzo ruota durante la laminazione, tanto migliore è la qualità, ma non è necessario dividerla troppo. Dovrebbe essere determinato in base alla dimensione della parte e alla dimensione del cono.
4. La figura seguente mostra il dispositivo per la laminazione di una superficie conica mediante il metodo di alimentazione rotativa. Per arrotolare il materiale grezzo a forma di ventaglio su una superficie conica, il grezzo deve essere ruotato e alimentato intorno alle ore 0 e la linea centrale dei rulli laterali deve essere regolata per inclinarlo. Per questo motivo, nella scanalatura a T del piano di lavoro aggiuntivo davanti alla piegatrice, è installata una ruota di guida disposta ad arco per forzare il materiale a forma di ventaglio a ruotare attorno al punto O. La funzione della ruota di guida finale è quella di far sì che la parte finale del materiale si stacchi dalla ruota di guida anteriore e sia ancora in grado di ruotare, alimentare e rotolare in un cono.
Diagramma schematico del dispositivo di alimentazione rotativo
La figura seguente mostra il dispositivo per la laminazione di una superficie conica con un metodo di decelerazione a bocca piccola. Regolare il rullo superiore in una posizione inclinata e aggiungere un dispositivo di decelerazione all'estremità dell'imboccatura piccola per aumentare la resistenza di alimentazione dell'estremità dell'imboccatura piccola del grezzo, in modo che la velocità di avanzamento dell'imbocco piccolo sia ridotta e il grezzo a forma di ventaglio ruoti e rotoli durante l'alimentazione.
Diagramma schematico del dispositivo di decelerazione della bocca piccola
5. La laminazione di parti con un raggio di curvatura piccolo interessa le parti con un raggio di curvatura della sezione relativamente piccolo e talvolta non può essere completamente profilata su una macchina di laminazione a tre assi. Questo tipo di pezzo generalmente richiede due lavorazioni per essere piegato, come mostrato in figura. Per prima cosa, stendi la curvatura richiesta sul letto rotante a tre assi per far sì che i due lati soddisfino i requisiti, quindi usa la matrice di piegatura per piegare la curvatura centrale sulla pressa piegatrice per farla finalmente soddisfare i requisiti.
Laminazione di pezzi con piccolo raggio di curvatura
6. La piastra laterale della scala a chiocciola mobile della piastra laterale della scala a chiocciola fa parte della forma cilindrica e il suo metodo di rotolamento è lo stesso di quello del cilindro, ma l'angolo tra il posizionamento del rotolo sulla piastra e il rotolo della piastra prima della piegatura dovrebbe essere la spirale della scala a chiocciola. L'angolo di rialzo e l'angolo di posizionamento durante il rotolamento possono essere misurati con un modello. L'angolo del modello β≈180°-a°, come mostrato in figura.
1-Piastra laterale girevole per scaletta
Modello di misurazione dell'angolo di inclinazione a 2
La laminazione, a seconda della lunghezza della piastra laterale della scala a chiocciola e delle condizioni specifiche della calandrina, può essere eseguita in un singolo blocco H o in più blocchi contemporaneamente. L'angolo dell'elica a viene calcolato secondo a=arctan H/2πr e il significato di ciascun simbolo nella formula è mostrato nella figura.
Quando si utilizza una macchina piegatrice a tre assi, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti.
1. Se i due rulli inferiori del letto di rotolamento sono gli alberi motori, la forza di morso tra i rulli e il pezzo grezzo è piccola e il pezzo grezzo è facile da scivolare e non muoversi, quindi la curvatura di un rullo non può essere troppo grande. Se la parte ha una grande curvatura, deve essere arrotolata più volte, ogni volta che il rullo superiore viene abbassato di una quantità adeguata e la curvatura della parte viene gradualmente aumentata. Se i tre rulli sono tutti alberi motori, è possibile arrotolare una curvatura maggiore contemporaneamente.
2. Quando si arrotola una piastra sottile di 4 mm o meno su un laminatoio asimmetrico a tre assi in cui tutti e tre i rulli sono alberi attivi, la posizione dei rulli può essere regolata in base alla curvatura della parte, quindi iniziare a ruotare e quindi inviare direttamente il pezzo grezzo per la laminazione. , Il bordo del foglio che viene alimentato per primo deve essere più alto del centro del rullo inferiore interno. Per questo motivo, quando si alimenta il materiale, spingerlo verso il basso spingendolo verso il basso in modo che l'estremità anteriore del grezzo possa essere sollevata per facilitare il morso e il rotolamento.
Nella produzione in batch, il pezzo grezzo deve essere posizionato ogni volta nella stessa posizione della lunghezza del rullo, altrimenti la curvatura del rotolo non sarà la stessa.
3. Poiché i tre rulli del laminatoio simmetrico a tre assi sono disposti simmetricamente, durante la laminazione, il materiale in foglio non può essere arrotolato all'estremità di ingresso o di uscita e vi è un tratto rettilineo con una lunghezza pari a circa la metà del interasse dei due rulli inferiori. Questa parte della retta è difficilmente eliminabile in fase di arrotondamento, per cui in genere è opportuno prepiegare la parte finale della lamiera, come mostrato nelle seguenti figure (a), (b), grazie all'utilizzo della prepiegatura dello stampo illustrata in figura. seguenti figure (a) e (b) È necessaria una matrice di prepiegatura speciale, quindi in produzione viene solitamente eliminata aggiungendo una piastra di supporto [vedi Figura (c)], oppure può essere eliminata lasciando un margine sufficiente a entrambe le estremità del foglio in anticipo e taglio dopo la laminazione.
Eliminazione del tratto rettilineo di piega
La figura (c) mostra che il metodo per aggiungere un tampone per eliminare la sezione diritta di laminazione consiste nel mettere un tampone sui due rulli inferiori (per ridurre la pressione del letto di laminazione, il tampone può essere arrotolato in anticipo), e il lo spessore del tampone è curvo. Il grezzo è più spesso, è meglio essere circa il doppio dello spessore e la lunghezza è leggermente più lunga del grezzo piegato. Durante la laminazione, il pezzo grezzo viene posizionato sopra la piastra di supporto e la piastra di supporto viene utilizzata per escludere le sezioni diritte. Per le parti con grande curvatura, il tratto rettilineo deve essere eliminato prima della rullatura. Se eliminata dopo la laminazione, la curvatura della parte è già ampia e viene aggiunta la piastra di supporto, è probabile che venga bloccata dalla trave e non possa essere laminata. Per le parti con curvatura ridotta, la sezione diritta può essere eliminata con il metodo della piastra di supporto prima o dopo la laminazione.
4. Durante la laminazione, poiché il rullo esercita una certa pressione sul grezzo e attrito con la superficie del grezzo, quando si laminano parti con elevati requisiti di qualità della superficie, la superficie del rullo e del grezzo deve essere pulita prima del rotolamento. Per gli spazi vuoti con nastro adesivo e altre superfici protettive, prestare attenzione anche a rimuovere i residui di metallo e la colla sulla superficie della carta e strappare la parte sovrapposta del nastro adesivo, altrimenti la qualità della superficie delle parti verrà compromessa.
5. La lavorazione di piegatura a rullo non viene utilizzata solo per la lamiera ma anche per i profili. La differenza più grande tra la laminazione del profilo e la piegatura della lamiera è che durante la laminazione del profilo, i rulli devono essere progettati e realizzati in base alla forma della sezione trasversale del profilo e i rulli sono montati sui rulli. La laminazione viene eseguita dal rullo, quindi ogni volta che viene laminata la stessa parte è necessario sostituire il rullo secondario. Nel processo di laminazione e piegatura, il profilo è soggetto a deformazioni come distorsioni e torsioni della forma della sezione trasversale, e la quantità di riparazioni successive è elevata. Pertanto, viene generalmente utilizzato nella produzione su piccola scala o nel completamento di processi ausiliari. Nella produzione in lotti, oltre alle parti semplici o poco richieste formate mediante piegatura a rullo, la maggior parte delle parti piccole sono formate mediante piegatura a pressione e le parti grandi sono formate mediante piegatura con stiramento.
Piegatura a caldo
La lamiera d'acciaio può essere arrotolata a temperatura ambiente o dopo il riscaldamento. Si ritiene generalmente che quando l'acciaio al carbonio viene laminato a freddo, la sua deformazione plastica non deve superare il 5%, ovvero il rapporto tra la differenza tra la circonferenza esterna e la circonferenza interna della piastra arrotondata e la circonferenza interna non deve superare il 5% . Può essere espresso come
La piegatura a caldo è la piegatura e la formatura del materiale da lavorare dopo il riscaldamento. All'aumentare della temperatura di riscaldamento, la resistenza alla deformazione del materiale metallico diminuirà e la plasticità aumenterà. Pertanto, è vantaggioso per la lavorazione di materiali metallici difficili da deformare e fabbricati a temperatura ambiente. E per migliorare l'ambito di utilizzo dell'attrezzatura. Nella produzione e nella lavorazione, quando la capacità di lavorazione della laminatrice è insufficiente o il grado di deformazione del materiale lavorato è troppo elevato, è possibile utilizzare la laminazione a caldo.
1. La temperatura di riscaldamento della piegatura a caldo è mostrata nella tabella per la temperatura di riscaldamento della piegatura a caldo dei materiali di uso comune.
Designazione del materiale | Temperatura di flessione termica/°C | |
riscaldamento | terminazione | |
Q235A、15、20 | 900-1050 | ≥700 |
15 g、20 g、22 g | 900-1050 | ≥700 |
16Mn(R)、15MnV(R) | 900-1050 | ≥750 |
18MnMoNb、15MnVN | 900-1050 | ≥750 |
OCr13、1Cr13 | 1000-1100 | ≥850 |
1Cr18Ni9Ti、12Cr1MoV | 950-1100 | ≥850 |
H62、H68 | 600-700 | ≥400 |
1060（L2）、5AO2(LF2)、3A21(LF21) | 350-450 | ≥250 |
titanio | 420-560 | ≥350 |
Lega di titanio | 600-840 | ≥500 |
2. Precauzioni per la calandratura a caldo Anche se il principio di base della calandratura a caldo è lo stesso di quello della calandratura a freddo, dopo tutto, il materiale metallico della calandratura a caldo viene eseguito sotto riscaldamento. Pertanto, durante l'operazione di piegatura a caldo, è necessario prestare particolare attenzione a quanto segue.
●La piegatura a caldo non deve necessariamente considerare il verificarsi del ritorno elastico di piegatura, ma il fenomeno di assottigliamento, allungamento e rientranza durante la piegatura a caldo è più pronunciato rispetto alla piegatura a freddo. Pertanto, è necessario prestare la massima attenzione alla progettazione del processo di riscaldamento e al processo di piegatura a caldo.
●A causa della differenza di temperatura tra la superficie metallica e l'interno durante il riscaldamento, il grado di espansione all'interno e all'esterno del materiale metallico non è uniforme, con conseguente stress termico. Durante il processo di riscaldamento anche il tempo di trasformazione della struttura metallografica è diverso. Prima avviene la trasformazione della struttura e poi provoca tensioni tra le strutture. Pertanto, per i materiali con sezioni più spesse, è necessario evitare che la temperatura del forno sia troppo elevata quando si entra nel forno. Di conseguenza, la velocità di riscaldamento della billetta è troppo elevata e la dilatazione termica è troppo elevata per produrre cricche da tensione; per i materiali che richiedono ricottura o tempra + rinvenimento e altri trattamenti termici, devono essere eseguiti separatamente dopo la laminazione a caldo.
●Per la calandratura di un cilindro chiuso, calandrarlo fino alla saldatura appena chiusa. Tuttavia, per evitare che il profilato semplice si scarichi prematuramente a causa dell'elevata temperatura, e si deformi a causa del suo peso, è necessario continuare a rotolare sulla macchina piegatrice per il raffreddamento. Quando la curvatura della sezione semplice laminata soddisfa i requisiti, la pressione verso il basso del rullo superiore sulla sezione semplice deve essere rilasciata in tempo per consentire alla sezione semplice di scorrere sull'avvolgitrice per evitare che l'assottigliamento della bobina calda continui a verificarsi. A seconda delle prestazioni di indurimento del materiale, è possibile adottare adeguate misure di raffreddamento forzato, come il soffiaggio d'aria, per accelerare la velocità di raffreddamento. Durante questa fase di laminazione, il principio di mantenere stabile il raggio di curvatura della sezione del tubo è il principio e la sezione del tubo può essere rimossa solo quando la temperatura della sezione del tubo scende al punto in cui è difficile vedere il rosso colore caldo (<500°C) sulla superficie. Nel posizionamento della sezione di tubo scaricata occorre prestare attenzione anche alla nuova deformazione dovuta al suo peso. Dopo la piegatura a caldo, nella tabella è mostrato il metodo ragionevole di posizionamento del pezzo.
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