✅ Давильно раскатной станок для ротационной вытяжки металла

Давильно-раскатные станки с числовым программным управлением – оборудование, используемое для обработки листовых металлических заготовок. Давильно-обкатная обработка ролика – современный способ, осуществляемый на давильно-раскатных станках с ЧПУ.

Данный способ предполагает использование устройств, имеющих гидравлические и электрогидравлические поддерживающие части металлорежущего устройства. Они перемещают давильные ролики, являющиеся основными инструментами при переработке деталей.

Вытяжка металла и ее виды

Основные виды ротационной вытяжки металла:

Поступенчатое формование

Листовая заготовка в форме круга закрепляется между оправкой и суппортом. Оправка должна совпадать с внутренней конфигурацией изделия. Привод начинает вращать болванку, а управляемое формовочное давление осуществляется специальным пассивным роликом, приводимым в движение вращением заготовки. Давление осуществляется как в продольной, так и радиальной плоскостях. Ролик прижимает металл к оправке и двигается по сложной кривой то к краю болванки, то назад.

Прижим осуществляется за несколько проходов, ступенчато. В конце обработки проводится серия сглаживающих движений ролика с пониженным прижимом для получения высококачественной поверхности.

Проецирование — формование за один проход

Вытяжка осуществляется за один проход. Ролик перемещается параллельно оправке, в зависимости от угла его установки осуществляется большее или меньшее утонение стенки болванки, материал ее смещается под воздействием ролика в осевом направлении.

Проецирование — формование за один проход

Способ отличается экономичностью и точностью соблюдения размеров, а также высоким классом получаемой поверхности..

Закатка с оправкой или без нее

В этом случае осуществляется уменьшение внешнего диаметра заготовки с одновременным утолщением ее стенки за счет перераспределения материала. Закатка осуществляется по направлению к центру, в несколько проходов.

Закатка с оправкой или без нее

Как вариант применяется формование детали отдельными сегментами оправки посредством ролика со смещенным центром. Резка, дополнительное профилирование или отбортовку проводят в качестве завершающих операций.

Комбинированный

Для деталей сложной конфигурации поступенчатое формование, закатки, профилирования и резки применяются совместно в различных сочетаниях.

Вытяжка металла — (формовка, выколотка).

Вытяжка металла является довольно распространённой операцией при производстве деталей автомобилей, или мотоциклов (да и вообще большинства транспортных средств) из стального листа и применяется повсеместно — от промышленного производства до обычной гаражной мастерской. В этой статье, рассчитанной больше на новичков, будут описаны операции, связанные с вытяжкой листового металла и придания плоской заготовке объёма, а так же способы, с помощью чего можно придать листовой заготовке объём.

Оговорюсь сразу, что в этой статье о промышленной вытяжке (формовке) листового металла с помощью специальных прессов (штампов) будет сказано не много, так как это промышленное оборудование недоступно для гаражной мастерской и главный упор будет дан на более простой ручной труд, который можно использовать даже новичкам, в обычной даже домашней мастерской.

Вытяжка металла — что это такое.

Вытяжка заготовок из листового металла— это формовочная операция, которая осуществляется на производстве в специальных вытяжных штампах (или вручную, но об этом ниже). С помощью этой операции происходит процесс превращения плоской листовой заготовки в объёмную (выпуклую) и полую деталь, имеющую замкнутый контур кромок. А получение полых объёмных деталей разной формы из полых и уже предварительно отштампованных заготовок, является повторной вытяжкой листового металла.

Процесс вытяжки осуществляют как без преднамеренного утоньшения стенок листовой заготовки, так и с утоньшением её стенок. При первом варианте вытяжка стального листа осуществляется без заранее рассчитанного изменения толщины стенок заготовки. А во втором варианте вытяжка осуществляется за счет заранее рассчитанного изменения поперечного сечения детали и утоньшения её стенок. Вообще утоньшение стенок при вытяжке происходит в любом случае, но как было описано выше — с расчётом и без.

Вытяжка листового металла бывает обычной и глубокой. При глубокой вытяжке стального листа избыточный объём листового материала как правило является причиной образования морщин (складок) на заготовке. И чтобы получить полую выпуклую заготовку вытяжкой без получения складок, следует нагревать заготовки, получать объём в несколько приёмов и иметь сравнительно небольшую разницу между диаметром заготовки и диаметром цилиндра.

А за одну операцию вытяжки можно получить отштампованные детали относительно небольшой высоты. Ну а для того, чтобы предотвратить образование складок, следует применять штампы, в которых листовая заготовка перед началом процесса вытяжки прижимается к поверхности матрицы специальным прижимом, так называемым «складко-держателем».

И как было сказано выше, при глубокой вытяжке эту операцию осуществляют в несколько приёмов (в несколько переходов), в зависимости от соотношения высоты и диаметра формуемой листовой заготовки, а также в зависимости от относительной толщины стенок детали. И в несколько приёмов осуществляют вытяжку с постепенным уменьшением диаметра заготовки, а так же с увеличением высоты полости вытягиваемой заготовки.

При глубокой вытяжке степень деформации металлического листа, который образует стенки заготовки, возрастает по мере удаления от дна заготовки к её кромкам. И следует отметить, что в донышке детали металлический лист почти не испытывает пластической деформации, а у кромок заготовки металл испытывает наибольшие структурные изменения, а в районе стенок металлический лист испытывает наибольшее растяжение.

При вытяжке металла следует учитывать коэффициент вытяжки m . Коэффициент вытяжки — это отношение диаметра d готовой детали к диаметру D изначальной заготовки.

При вытяжке и формовке какой то детали из листового металла, каак знают многие, применяют специальные прессы (штампы), развивающие давление в несколько тонн и которые вдавливают паунсон в матрицу, размеры и форму которых принимает заготовка при её формовке (соответственно заготовка укладывается между паунсоном и матрицей). Наглядно применение простейшего пресса, паунсона и матрицы я описал вот здесь, при выдавливании выпуклостей на листовом металле обода колеса, который имеет толщину 2,5 мм.

Однако при формовке (вытяжке) следует учесть, что чем больше радиус закругления листового материала, тем меньше напряжение в этом материале и соответственно меньше утоньшение стенок заготовки. Но если сделать слишком большой радиус закругления кромок матрицы, то это приведёт к образованию складок на формуемой детали.

И радиусы закруглений кромок на матрице делают в зависимостиот толщины материала заготовки и глубины её вытяжки и вычисляют опытным путём, в зависимости от пластичности разного листового материала (металла или сплава).

Ну а радиус закругления пуансона по возможности делается равным радиусу закругления матрицы, если лист не слишком толстый. Однако при более глубокой вытяжке и использовании более толстого материала, радиус и другие размеры паунсона (его высота и диаметр) может быть взят и значительно меньшим, соответственно требуемой форме формуемой заготовки и толщины материала.

Следует помнить, что минимально допустимый радиус закругления пуансона должен быть равен толщине вытягиваемого материала умноженной на два (удвоенной толщине). И если радиус закругления кромок пуансона будет слишком мал, то это приведёт к значительному утоньшению материала заготовки, или заклиниванию детали между паунсоном и матрицей.

Как правило зазор между пуансоном и матрицей в промышленных вытяжных штампах делают по наибольшей допустимой толщинелистового материала, который будет использоваться при вытяжке, причём делают ещё и с добавкой на утолщение краёв детали при её вытяжке.

Ну а для окончательного перехода при вытяжке заготовки с заданным наружным размером детали, зазор в так называемом»бутерброде» (паунсон-заготовка-матрица) устанавливают за счет пуансона. А если при вытяжке имеется заданный внутренний размер готовой детали, то нужный зазор делают за счет наружной поверхности матрицы. Ну а в процессе вытяжки, при всех переходах формовки детали, (кроме последнего окончательного), направление зазора не учитывают, так как это не имеет значения.

Вытяжка металла с использованием ручной выколотки.

Ну а теперь мы переходим к более интересной обработке листового материала, с точки зрения гаражных мастеров и вообще более простого гаражного оборудования. Вид ручной обработки листового материала, который будет описан ниже, не смотря на простейший инструмент и простейшее оборудование, (по сравнению с заводским оборудованием), позволяет сделать многое и придать листовому металлу практически любую форму.

Формовка, вытяжка, выколотка или дифовка — это очень древний вид холодной обработки листового металла (сплава), который применялся ещё всредневековые времена для изготовления щитов, шлемов рыцарских доспехов. Сам процесс обработки осуществляется с помощью ударов молотка (киянки) от который материал за счёт своей элластичности изгибается, вытягивается, садится и в результате этого принимает нужную форму.

Следует отметить, что от кузнечной ковки этот вид деятельности отличается тем, что он осуществляется в холодном состоянии (как известно многим — при кузнечной ковке маталл нагревается докрасна). И в большинстве случаев ручная выколотка или дифовка (что в принципе одно и то же) применяется для листового материала не толще 2 мм., а кузнечные работы производят из массивных заготовок.

И ещё следует написать, что выколотка (дифовка) так же отличается и от чеканки, так как здесь не используют чеканы (специальные деревянные инструменты для выдавливания при чеканке), а используется только лишь молоток, или киянка, или механический молоток (о механическом молотке я как нибудь напишу отдельную статью, когда закончу его изготовление).

Кстати, хочу заметить, что примером крупных работ, выполненных с помощью выколотки, была сделана статуя Свободы в Америке (на острове Либерти на входе в гавань города Нью-Йорк), которая была выколочена из медных листов, имеющих толщину 2мм. Также по этой технологии была изготовлена и наша отечественная крупная скульптура «Рабочий и колхозница».

Многие видели эту скульптуру в начальных кадрах фильмов, которые были сняты на киностудии «Мос-фильм». Но мало кто знает, что этот выдающийся монумент (высота фигуры мужчины и женщины достигает 24 метра!) выколочен вручную из листовой хромо-никелевой нержавеющей стали, имеющей толщину около 1 мм.

Также ручная выколотка применялась в прошлом веке на многих автомобильных заводах для формовки деталей автомобиля (до появления штампов) а в большинстве кастом мастерских детали машин и мотоциклов изготавливают этим способом и по сей день. Кстати примеры работ, по изготовлению деталей мотоциклов можно найти и у меня на сайте в рубрике тюнинг мотоцикла (одну из работ можно почитать и посмотреть вот здесь, а так же в видеоролике чуть ниже).

Выколотку (дифовку) можно условно разделить на три вида: механизированная выколотка, ручная свободная выколотка и выколотка по болванке (модели). Однако всё это условно и при изготовлении множества деталей из листового материала можно использовать любой вид, а так же чередовать разные виды обработки даже для одной детали.

Конечно же всё зависит от поставленных задач, творческих планов, от фантазии и от форм деталей которые требуется получить в итоге. Все виды ручной обработки листового металла каждый мастер выбирает сам и в процессе накопления опыта и оборудования, уже может понять что использовать в каком то конкретном случае и для какой детали.

Технология ручной выколотки.

Как было упомянуто мной выше, свободная ручная выколотка листового металла является древнейшим видом обработки, но она применяется и сейчас во многих кузовных и кастом-мастерских. Основная задача при выколотке (дифовке) — это создание объёмного полого изделия из листового металла (сплава). Эта техника состоит из нескольких последовательных процессов (в основном 3 основных процесса).

Один из процессов заключается в расплющивании листовой заготовки на плоской наковальне с помощью стального молотка, где получается увеличение площади листа за счёт уменьшения его толщины. Расплющивание происходит если равномерно ударять молотком по всей поверхности листовой заготовки.

Следует учесть, что если наносить удары молотком по небольшому участку заготовки (например по её середине) не затрагивая краёв заготовки, то она будет не только расплющиваться и уменьшаться по толщине в местах ударов, но будет одновременно девормироваться образовывая сферическую поверхность, которая будет вогнутая со стороны ударов и выпуклая с противоположной стороны. Сферическая поверхность будет образовываться потому, что нетронутые ударами края заготовки (которые остались толще в поперечном сечении) не дадут листовому металлу раздаваться в стороны.

Изготовленная мной стойка и кожаная подушка для отбивки выпуклостей.

Кстати сферическую (или выпуклую) поверхность листовой заготовке гораздо быстрее и эффективнее сделать не на плоской и твёрдой наковальне, а на мягкой кожаной подушке (как на фото слева), набитой песком или дробью (или на деревянном пеньке с углублением) и этот процесс я как раз показываю в своих видеороликах у меня на канале Ютуба (канал suvorov-custom) и один из видеороликов показан чуть выше.

Второй процесс обработки — это сгибание листового металла, при котором вогнутая сторона заготовки испытывает сжатие, а выпуклая сторона перетерпевает растяжение. Сгибание стальной заготовки осуществляют с помощью молотка или киянки на гладком ребре наковальни (кстати боёк инструмента может быть стальным отполированным, или из мягкого материала, или сплава — об инструменте я напишу подробнее ниже).

Сгибание заготовки можно выполнить по радиусу и под углом, по дуге, по кривой, или просто по прямой линии и всё зависит от творческих задач, а так же от выбора формы ребра фасонной наковальни. При сгибании происходит ещё и вытяжка металла.

Третий процесс — это осадка металла, при которой увеличивается толщина листового металла (в поперечном сечении). Вообще осадка в большинстве случаев применяется для сжатия кромок листового металла. Чтобы сжать листовой металл у кромок можно использовать также и Шринкер, о котором я подробно написал вот здесь.

выдавливание гофров на самодельном крыле

Но у кого нет шринкера, то для сжатия используют осадку металла, перед которой производится гофрирование кромок заготовки. А после гофрирования они осаживаются молотком или плоской лопаткой (см. фото справа) и этот процесс я наглядно показал в видеоролике ниже.

выравнивание волн и гофров на крыле с помощью лопатки

Там показана более совершенная гофрилка (как на фото слева), но можно использовать и более простую, представляющую два конических штыря (я их показал в видео). Гофрирование и осадка листового металла является более сложным процессом чем обычная формовка и требует некоторых навыков, которые приходят с опытом.

Однако в большинстве мастерских уже не используют сжатие металла с помощью осадки (и гофрилок) и как правило применяют Шринкер и Стретчер. Но всё же для новичков следует написать несколько строк об осадке с помощью гофрирования.

Гофры на листовом металле (сплаве) по возможности должны быть низкими и широкими — так их легче выводить (осаживать). А узкие и слишком высокие гофры при осадке нагоняются друг на друга и при этом могут образовываться трудноустранимые складки и даже трещины в листовом металле. Так же важно чтобы гофры не были подсечены или завалены на одну сторону.

Ну и ещё важно чтобы рабочие поверхности губок гофрилки были отполированы до зеркального блеска и закалены. Это позволит не оставлять на поверхности листового металла (сплава) царапины и другие повреждения, а твёрдость полученная закалкой позволит не изнашиваться губкам гофрилки довольно длительное время.

Инструменты и приспособления.

При выколотке (дифовке) вручную применяются различные опорные и ударные инструменты. Из ударных инструментов следует иметь различные по форме бойков молотки и киянки, которые изготавливают из различных материалов.

Молотки могут быть из прочных сталей и их бойки должны быть обязательно отполированы и закалены. Так же молотки могут использоваться с бойками из материалов имеющих меньшую твёрдость, чем обрабатываемая заготовка. Например молотки изготавливают из меди, датуни, бронзы, алюминия и даже свинца. А киянки могут быть из прочных пластиков, твёрдой резины, текстолита, капролона, бука, граба, самшита, дуба и других подобных материалов.

Только деревянные молотки должны быть снабжены латунными кольцами вокруг бойков, чтобы предотвратить растрескивание древесины. При ударах молотками (или киянками) с мягкими бойками, обрабатываемый материал (особенно из мягких сплавов, типа алюминия) меньше гартуется и на обрабатываемой поверхности не остаётся царапин и засечек.

Изготовленные мной молотки для придания выпуклости.

Однако если глубина вытяжки небольшая, то вполне можно использовать и стальные отполированные бойки, которые за счёт своей гладкой зеркальной поверхности так же не оставляют на поверхности заготовки никаких повреждений.

Изготовленные мной молотки для выколотки крыла (для разной глубины выпуклости)

И я почти всегда пользуюсь молотками с сферическими стальными бойками (например таким как в видео выше и на фотографиях справа и слева), которые очень эффективны и работа по выколотке осуществляется гораздо быстрее.

Ручную выколотку для вытяжки металла производят на наковальнях изготовленных из стали, меди или свинца, а так же на деревянном пеньке (колоде) с углублением или на кожанной падушке. Также выколотку в некоторых случаях производят на специальных опорных приспособлениях, которые представляют из себя опорные стойки с закреплёнными на них наковаленками разной выпуклости, или имеющие различный изгиб. И разумеется форма опорной поверхности зависит от формы детали, которую в итоге необходимо получить.

Изготовленная мной наковаленка полукруглая, но с более острыми углами.

Все опорные приспособления (например как на фото слева и справа — показаны мои самодельные наковальни разной выпуклости) можно изготовить самостоятельно из металлических болванок, что я и сделал. После обточки поверхности наковаленок их необходимо ошлифовать, отполировать и закалить. А некоторые опорные приспособления (в том числе и для механического молотка) вполне возможно выточить из болтов большого размера.

Изготовленная мной наковаленка полукруглая.

Но сейчас уже вполне возможно приобрести в интернет магазинах (или в автомагазинах в крупных городах) наборы различных поддержек (небольших наковаленок) предназначенные для кузовного ремонта.

Кроме ударных и опорных инструментов для вытяжки металла (ручной выколотки) потребуются и другие инструменты, с помощью которых необходимо вырезать листовой металл, подрезать его кромки и обрабатывать их.

Для этих целей подойдут распространённые слесарные инструменты: круглогубцы, плоскогубцы, ножницы по металлу (ручные или электрические), угло-шлифовальная машинка (болгарка), электро-лобзик, различные напильники, шлифовальные диски и прочие инструменты, которые я уже описывал, например в статьях про кузовной ремонт.

Практика вытяжки металла (ручной выколотки).

Конечно же формовку металла (его вытяжку с помощью выколотки) лучше наглядно посмотреть в одном из моих видеороликов на моём канале. Но всё же ниже следует написать основные моменты, так сказать азы ручной выколотки, например при изготовлении полусферы из листового металла. Ведь во многих изделиях изготовленных из листового металла имеются поверхности, близкие к сферическим.

Для наглядности вырежем из алюминиевого или медного листа два одинаковых круга, диаметром примерно 15 — 20 сантиметров (для новичков лучше начинать с более мягких сплавов, так как они более мягкие и эластичные, а по мере накопления опыта можно пробовать работать со сталью).

Уложив один из кругов на плоскую наковальню, далее можно равномерно проковать его молотком со стальным полированным бойком. После проковки заметим, что кружок остался плоским, но стал немного больше в диаметре, чем второй круг, который не подвергался обработке (проковке). Это значит, что в местах ударов листовой металл стал тоньше, но пропорционально увеличился по своей площади.

Теперь возьмём второй круг и начнём выколачивать его с середины, и постепенно, нанося удары по спирали, уходим к краям круга. Причём, приближаясь к краям кружка, постепенно уменьшаем силу ударов. При этом становится видно, что края круга начинают постепенно выгибаться, а в середине кружок приобретает вогнутость.

Причём там где вогнутость ( где наносились более сильные и частые удары) метал стал тоньше, а на краях, где ударов было меньше (и сила удара тоже) метал остался толще. А сам круг получил вогнутую с одной стороны поверхность, а с другой стороны выпуклую поверхность.

Теперь можно повторить проковку как первого (плоского) круга — чтобы увеличить его диаметр, так и второго выпуклого круга (чтобы увеличить его выпуклость). Проковав оба кружка несколько раз, в определённый момент можно будет почувствовать, что геометрическая форма и размеры заготовок из листового металла остаются неизменными, сколько бы усилий (ударов) мы не прилагали к ним.

А всё дело в том, что с листовым металлом произошло явление называемое наклёпом (или нагартовкой). То есть прокованный металлический лист сильно нагартован и в нём возникли большие напряжения, которые не дают заготовке изменять форму дальше.

Чтобы продолжить работу по вытяжке металла и увеличению его выпуклости (или по увеличению площади) необходимо снять напряжения с помощью отжига заготовки. Отжиг можно произвести с помощью газовой горелки, паяльной лампы, или просто на газовой плите. При этом сталь, медь, латунь или бронзу следует нагреть докрасна и дать заготовке медленно остыть.

А вот для отжига алюминиевых сплавов разумеется требуется более низкая температура (ведь температура плавления алюминия составляет 680º) и алюминий нельзя нагреть до красна — он попросту расплавится. Для того чтобы понять насколько греть, есть несколько способов: например начертить через всю поверхность алюминиевой заготовки линию хозяйственным мылом и как только линия начнёт чернеть, нагрев заготовки прекращаем.

Ещё один вариант — это нанести копоть на поверхность заготовки, если на газовой горелке перекрыть кислород и добиться горения одного лишь газа, который и закоптит поверхность детали. После того,, как заготовка станет чёрной от копоти, открыв кислород добиваемся нормального пламени и начинаем греть деталь, пока копоть не исчезнет. Обязательно греем поверхность постоянно перемещая горелку, не задерживаясь на одном месте.

После отжига листовой металл (или сплав) снова становится ковким, пластичным и мягким и можно снова продолжать работу по вытяжке металла выколоткой, до тех пор, пока заготовка вновь не нагартуется.

Этапы изготовления полусферы

Последовательность операций по выколачиванию полусферы не сложна даже для новичков и показана на рисунке 1 и 2 слева и справа. Выколачивать полусферу можно на плоской наковальне, но лучше чтобы она имела кое какую выпуклость.

А ещё лучше и быстрее выколотить объём, как я уже говорил, с помощью кожаной подушки (фото выше), набитой песком или дробью, или уложив заготовку на углубление в деревянном пеньке (как показано на видео ниже, где я изготавливаю фару из плоского стального листа).

При первоначальной проковке заготовки глубина полусферы должна составлять где то одну шестую часть радиуса круглой заготовки. После проковки необходимо нанести на кромки заготовки гофры (как показано на рисунке или в видео). При нанесении гофров с помощью гофрилки следует стараться чтобы гофры (желобки) были направлены на центр круга и имели плавные поверхности. А высота каждого желобка должна быть примерно равна его ширине.

После нанесения гофров необходима следующая операция, которая уже была описана выше — осадка. Она осуществляется с помощью молотка с немного сферическим (полукруглым) бойком, или плоской лопаткой, которую я использую в видео по изготовлению модели крыла мотоцикла (для алюминия лучше использовать пластиковые киянки). После простукивания гофров молотком, киянкой или лопаткой, там где были гофры листовой металл станет толще, чем был.

За счёт этого диаметр заготовки (или радиус крыла мотоцикла — о изготовлении крыла и нанесении гофров на крыле читаем тут) станет меньше. После осадки гофров необходимо опять немного выколотить середину, при этом добиваясь плавного перехода от середины к краям.

Но как правило, на этом этапе работы, полусфера пока ещё не имеет достаточной глубины (выпуклости), ведь готовая полусфера должна быть равна половине её диаметра. Значит заготовку снова нужно отжечь, заново нанести гофры, выполнить осадку и опять выколотить середину с плавным переходом к краям.

Изготовление полусферы это основа для новичков, которые впоследствии желают сделать какие то более сложные объёмные детали из листового металла. И впоследствии опыт в формовке и вытяжке металла придёт и каждый поймёт, что при изготовлении различных изделий, имеющих более сложную форму (например баки, крылья, фрагменты кузовов ретро-автомобилей, скульптур и т.п.) сначала формуют фрагменты деталей, представляющие простые геометрические формы (полусфера, конус, цилиндр и т.п.) и затем эти фрагменты подгоняют и стыкуют между собой, ну и соединяют с помощью сварки.

Надеюсь эта статья о вытяжке металла (его формовке, дифовке — ручной выколотке) будет интересна и полезна начинающим мастерам, а если полезна, то не забудьте поделиться с друзьями, нажав на кнопки ниже, успехов всем.

Если эта статья вам полезна, то пожалуйста поделитесь ей в соц. сетях, нажав кнопки ниже. Спасибо.

РќСЂР°РІРёС‚СЃСЏ

Процесс ротационной вытяжки металла

В качестве заготовки, как правило, используются листовая пластина в форме круга. Кроме того, для некоторых деталей используют и другие плоские фигуры — овал или эллипс, а также сложные криволинейные замкнутые контуры. Применяют и заготовки — отрезки труб, чаще всего круглых.

Подготовительные операции для уникальных деталей и небольших серий выполняются на кругорезах. В случае больших серий раскрой эффективнее выполнять на станках гидравлической резки, ввиду того, что лазерный или плазменный раскрой связан с воздействием высокой температуры в зоне разреза. Это может ухудшить пластичность материала.

Достоинства методики вытяжки металлов

Различают два основных способа ротационной вытяжки: прямой и обратный. Оба варианта обладают следующими преимуществами:

автоматизация рабочего процесса;
точность изготовления деталей, повторяющих профиль (заготовку);
допустимость производства небольших и крупных партий товаров;
сокращение производственных циклов и увеличение продуктивности предприятия;
уменьшение расхода материала, что снижает конечную стоимость изделий;
готовые детали обладают высокой прочностью и однородной структурой;
невысокая стоимость закупки расходных материалов.

Благодаря технологии ротационной вытяжки получаются идеальные формы, которые выступают в роли заготовок для дальнейшего ювелирного творчества. Помимо ювелирной промышленности, станки применяются для производства металлических деталей и заготовок для разных сфер промышленности.

Сферы применения технологии ротационной вытяжки

Чаще всего станки для проведения ротационной вытяжки металла устанавливают в космической и авиационной области. А также в сфере судостроения и машиностроения, автомобильной и химической промышленности, энергетике и для создания деталей для радиооборудования и электроники. Нередко оборудование применяют в ювелирном деле в промышленных масштабах, чтобы изготовить уникальные партии товаров в срок.

В качестве заготовок выступает практически любой металл, чаще всего используют алюминий, латунь, бронзу и медь благодаря их гибкости и пластичности. Драгоценные металлы также поддаются обработки путем вытяжки.

Способы формоизменения ротационной вытяжкой металла

Многообразие приемов ротационной вытяжки металла сводится к одному из двух видов:

Прямой. Перемещение металла происходит по ходу формующего ролика.
Обратный. Перемещение металла происходит против хода формующего ролика.

Прямой способ

Наружный контур пуансона соответствует внутреннему контуру будущего изделия (с учетом необходимых припусков). Из-за этого оправка делается длиннее изделия. Устройство пуансона усложняется, вес, себестоимость и трудоемкость отладки технологического процесса возрастает.

Прямой способ ротационной вытяжки металла

Этот метод применим для формовки деталей в виде конуса и цилиндра с большим соотношением длины к диаметру и диаметра — к толщине стенок.

Обратный

В этом случае оправка должна совпадать по размерам и форме с внутренней поверхностью заготовки, что дает возможность выполнить оправку намного короче, чем будущее изделие.

Толстостенная ротационная вытяжка

Метод используют в производстве изделий с малым отношением длины к диаметру и относительно толстыми стенками.

Операции ротационной вытяжки металла делятся также на формовку:

С утонением — сохраняется наружный размер, толщина стенок снижается.
Без утонения — толщина стенок при обработке сохраняется, наружный диаметр меняется.
С раскатом — сохраняется наружный диаметр, толщина стенок увеличивается.

Основные виды ротационной вытяжки металла

Заготовку закрепляют между оправкой, зафиксированной на приводе, и прижимом суппорта.

Возможные дефекты в процессе вытягивания металла

Автоматизированная технология ротационной вытяжки позволяет получать точные асимметричные полые детали. Благодаря давлению роликового элемента на заготовку, металл быстро принимает нужную форму. При мелкосерийном производстве используют ручные токарные станки. В сфере промышленности — устанавливают специальное давильно-раскатное оборудование.

Однако применение токарных станков имеет ряд недостатков, к которым относят необходимость постоянной смены заготовок. При ручном производстве получается невысокая скорость работы и низкая производительность. А также при постоянном нагреве металла нередко требуется его дополнительный обжиг для увеличения показателей прочности.

К другим недочетам и возможным дефектам ротационной вытяжки относят:

Наплыв металла перед зоной деформации (соприкосновение ролика и металла). Происходит при неправильном назначении режима подачи инструмента. Для устранения дефекта уменьшают рабочий угол ролика и скорость подачи металла.
Получение детали с увеличенным диаметром. Устраняется недочет при помощи увеличения рабочего угла и скорости подачи.
Появление спиральных волн на поверхности заготовки. Наличие такого дефекта ухудшает качество заготовки. Появляется недочет в результате превышения предельного значения частоты вращения, в результате инструмент «перескакивает» участки заготовки. Устраняется дефект корректировкой режима работы оборудования.

Чтобы не получалось дефектов и недочетов в процессе вытяжки деталей, за станком должен работать только профессионал.

Почему ротационную вытяжку применяют в ювелирном деле

Технология вытяжки металла подходит для разных областей промышленности, в том числе для ювелирных мастерских. Нередко мастера используют ручные токарные станки и специальное оборудование в виде удлиненной лопатки с внутренней пустотой (полостью), чтобы создать неповторимые объемные изделия.

Благодаря такой обработке удается сократить расход драгоценного металла, а также увеличить скорость создания уникальных украшений. Нередко ювелиры после получения заготовки нужной формы продолжают работать с ней вручную, добавляя драгоценные камни и создавая уникальный рифленый рисунок на поверхности.

Станки для ротационной вытяжки металла

Для реализации технологии применяют следующие виды станков:

Давильно-раскатные станки для ротационной вытяжки металла.
Станки ротационной ковки.
Кругорезы.

На ручных токарно-давильных станках формовка производится мышечной силой рабочего. Используются для выпуска уникальных изделий или особо малых серий. Для средних и больших серий применяют давильно-обкатные (раскатные) станки с числовым программным управлением. Гидравлика или электроприводы, управляемые контроллером согласно программе, загруженной в центральный блок ЧПУ, позволяют с большой точностью контролировать силу и направление прижима, равно как и направление движения ролика, включая самые сложные криволинейные траектории. Такие станки обеспечивают абсолютную идентичность изделий в серии, что особо важно для деталей реактивных двигателей и другой высокотехнологичной продукции

Схема ковки на станках ротационного типа

Станки ротационной ковки позволяют формовать изделия конической формы из труб путем обжимки трубы специальным инструментом — ковочным штампом. Особенность и главное преимущество заключается в уникальной возможности производства изделий, у которых:

длина во много раз превышает диаметр.
по длине возможно неоднократное изменение диаметра и угла раскрыва конуса.
требуется накатка ребер жесткости.

Кругорезы предназначены для раскроя листового проката на плоские заготовки в форме круга или эллипса. Также применяются как с ручным приводом, так и электрогидравлические.

Ротационная вытяжка или «давленка» своими руками

Инструмент для работы на давильно-раскатном станке или для ротационной вытяжки цветных металлов на любом токарном станке выглядит следующим образом:

Наиболее активно в работе применяются утиный нос или овечий нос, хотя во многом это зависит от того какое изделие выкатывается. А самый простой инструмент в изготовлении для начала своих подвигов в давильном мастерстве выглядит следующим образом:

Его можно изготовить из кругляка инструментальной стали 16..30мм, в зависимости от того на каком станке Вы будете работать и каких габаритов будет Ваше изделие. На заточном станке или болгаркой придать необходимую форму наконечника, отшлифовать, закалить и отполировать до зеркальной поверхности. Все изъяны и недоработки после шлифовки и полировки инструмента будут переданы и приумножены на заготовке в работе! Не закаленный инструмент будет быстро приобретать повреждения поверхности — царапины и портить поверхность заготовки. При работе с таким инструментом по понятным причинам необходимо использовать смазки. Можно применять смазку для штампов, воск, мыло (для алюминия) и т.д. Главная задача обеспечить скольжение, максимально долгое прибывание смазки на заготовке в процессе работы и легкость ее очистки после окончания работы.

Следующим шагом в освоении «давленки» своими руками может быть прямой ручной инструмент с роликовыми насадками:

Он необходим для прокатки острых углов (с помощью роликов треугольной формы), закатки кромки и отбортовки (с помощью роликов с канавкой на поверхности), кроме того его можно применять для работы не только с цветными металлами, но и более твердыми ч/м (по способности к вытяжке холоднокатаный прокат толщиной до 2 мм групп прочности К260В, К270В, К310В, К330В, К350В — глубокой — Г, DX53D — Сталь формуемая коррозийно-стойкая. Качество для глубокой вытяжки, DX54D — Сталь формуемая коррозийно-стойкая. Качество для особо глубокой вытяжки, DX56D — Сталь формуемая коррозийно-стойкая — Качество для чрезвычайно глубокой вытяжки и т.д.), нерж. (304) и т.д… (крайний левый инструмент на фото оснащен твердосплавной напайкой и служит для подрезки кромки).

Инструмент для работы с черным металлом должен быть более мощным. Давить руками сталь толщиной от 1мм без рычага довольно трудоемкое занятие не говоря уже о работе с металлом толщиной 2 или 3 мм и тем более с нержавеющей сталью. Так же давильный инструмент для работы с ч/м должен быть роликовым, т.к. твердость заготовки становится близкой к твердости инструмента, а прилагаемые при раскатке усилия существенно возрастают и как результат при попытке раскатать простым инструментом он греется, повреждается и повреждает заготовку. Помимо собственно рычага применяемого для усиления давления оператора на деталь такой инструмент позволяет не заботиться об удержании в вертикальном положении раскатного ролика, снижает биение, а возросший вес инструмента ложится на опорную стойку.

Для примера приведу чертеж и фотографии готового рычажного инструмента для давильно-раскатных. Под свои задачи и на свое усмотрение можно его доработать и оптимизировать:

Опорная стойка:

Давильный рычаг с роликом + «пальцы»

Поворотный рычаг:

Фото готового инструмента:

Для облегчения работы этот инструмент хорошо применять и для работы с цветными металлами. К недостаткам инструмента с рычагом я бы отнес меньшую чувствительность, поэтому при работе с ювелирными изделиями из серебра лучше использовать прямой инструмент.

Различные модели давильно-раскатных станков можно посмотреть здесь.

Так же смотрите статью о составных оправках для изготовления ротационной вытяжкой «закрытых» форм

Область применения ротационной вытяжки металла

Метод применяется для производства:

деталей реактивных двигателей в системах вооружения;
днищ и крышек резервуаров;
различных экранов в радиотехнике, включая радарные экраны;
тонкостенные сосуды сложной формы: бидоны, чайники, баллоны, котелки;
детали корпусов строительных миксеров;
детали вентиляторов и вытяжных зонтиков.

Изделия изготовленные путем ротационной вытяжки

Метод применяется также в производстве предметов современного искусства и в ателье по кастомизации уникальных мотоциклов и автомобилей.

Сферы применения и используемые материалы для изготовления деталей ротационной вытяжки

Прежде всего детали, изготовленные по технологии РВ нашли широкое применение в космической и авиационной отраслях, судостроении и машиностроении, в автомобильной и химической промышленности, в энергетическом машиностроении и средствах связи.

В авиации по технологии РВ изготавливаются детали для обтекателей и воздухозаборников, топливные баки, баллоны высокого давления, камеры сгорания и т, д.

Для производства деталей используются практически любые металлы и сплавы, широко используется алюминий и его сплавы, цветные металлы и сплавы (латунь, бронза, медь), жаростойкие стали различных марок, легированная сталь, титан и его сплавы.

Какие особенности давильно-раскатного станка с ЧПУ

Желаете узнать больше о давильно-раскатных станках с ЧПУ ? Узнайте о ротационной вытяжке, классификации, особенностях и преимуществах таких агрегатов.

Токарно-давильный станок

Станок ротационной вытяжки или как его ещё называют токарно-давильный станок, предназначен для изготовления различных тонкостенных деталей представляющих собой тела вращения, получаемые из листовых или из полых заготовок и соответствующего материала. Станок ротационной вытяжки позволяет выпускать большой ассортимент конкурентной продукции, начиная от декоративных изделий заканчивая изделиями для космической отрасли.

Ротационная вытяжка отличается от штамповки и имеет свои особенности. Заготовками для обработки на токарно-давильных станках служит любой вязкий материал, это может быть: алюминий, медь, латунь. Использовать можно так же отожженные малоуглеродистые стали, ковар, нержавейку и пр.

Токарно-давильный станок по своей конструкции весьма схож с обыкновенным токарным станком, но в отличие от последнего он не имеет коробки подач и суппорта. Вместо резцедержателя, токарно-давильный станок оснащается опорой для специальных инструментов «давильников», если речь идёт об обычном механическом оборудовании.

Помимо ручных токарно-давильных станков промышленностью передовых стран выпускаются универсальные машины оснащённые системами числового программного управления, у которых процесс обработки полностью автоматизирован. Как правило, обкатка на таких станках осуществляется роликами.

Ротационная вытяжка производится на токарно-давильных станках различной мощности, которые позволяют изготавливать широкий спектр продукции, начиная от музыкальных тарелок и раструбов для духовых инструментов, заканчивая днищами цистерн и емкостей, используемых для хранения жидкостей, устанавливаемых на железнодорожном и автомобильном транспорте.

С помощью высокопроизводительных токарно-давильных станков выпускаются различные изделия такие как: головные обтекатели передних частей ракет, самолётов и иных быстродвижущихся объектов, обеспечивающих наименьшее аэродинамическое сопротивление, спутниковые антенны, реализующие качественный приём и передачу сигнала. На данных станках изготавливают отражатели света, которые после обкатки принимают сферическую или коническую форму и используются для освещения заводских территорий, магазинов и иных помещений. Отражатели так же могут быть декоративными, которые помимо освещения имеют приятный внешний вид и служат достойным дополнением интерьера.

Технология ротационной вытяжки позволяет снизить себестоимость при серийном и мелкосерийном выпуске некоторых деталей машин, например – шкивов, которые обычно вытачиваются из заготовки ( круглой болванки ), они же могут быть обкатаны на токарно-давильном станке, что значительно быстрее по скорости изготовления и экономнее по металлоемкости. Деталями могут быть так же различные кожухи, фланцы, направляющие, тонкостенные сосуды особой формы, накладные конуса и т.д.

Но основное направление токарно-давильных станков является, конечно же, выпуск товаров массового потребления это: кастрюли которые постоянно пользуются спросом, кружки повседневно необходимые в быту, декоративные подносы и подставки, тарелки миски для приёма пищи, термосы, сохраняющие содержимое в тёплом состоянии, и многое другое.

Что такое ротационная вытяжка

Способ переработки металлических изделий листового типа, при котором объемная деталь превращается в полую с осесимметричным внешним видом, имеет название ротационная вытяжка. Она предполагает существенную деформацию и утонение стенок запчастей. Этот способ обработки металла листового типа вытяжкой имеет древние корни. В современной манипуляции стальных заготовок он осуществляется давильно-раскатном станком.

Используя метод ротационной вытяжки, эти устройства способны производить принадлежности хозяйственного использования со стенками небольшой толщины и сложными формами. Комплекс таких приборов представлен:

чайниками;
черпаками;
губками;
сосудами;
кофейниками.

Характеристика листовой штамповки

холодная листовая штамповка является на сегодня одной из самых широко распространённых технологий обработки металлов, пластмасс и некоторых других материалов. Диапазон применения технологии — от крупных конструкций в судостроении до тонкостенных деталей бытовой техники

Технология характеризуется следующими неоспоримыми преимуществами:

Исключительные возможности для механизации и автоматизации производственных процессов.
Снижение себестоимости изготовления массовых изделий.
Высокий коэффициент использования листового металла.
Возможность точного изготовления тонкостенных, но прочных изделий практически любой формы.
Минимальная потребность в последующей механической обработке.

Однако, кроме явных достоинств, холодная листовая штамповка металла обладает и недостатками. Это, прежде всего:

Высокая трудоемкость проектирования технологического процесса.
Высокая стоимость подготовки производства изготовление пресс-форм.
Высокая квалификация отладчиков прессового оборудования.

Штамповка листового металла

Следует отметить, что при больших сериях выпускаемых изделий эти недостатки нивелируются за счет известного из экономики эффекта масштаба, и себестоимость производимой продукции оказывается ниже, чем при альтернативных способах обработки металлов.

Классификация станкового оборудования с ЧПУ

Давильно-ротационная вытяжка имеет множество свойств и функций токарных аналогов В отличие от них, давильно-ротационные устройства обладают более высокой скоростью работы. Приборы этого вида бывают трех типов:

ручного настольного;
ручного напольного;
с наличием ротационной вытяжки.

Ротационная вытяжка сопровождается дополнительными действиями, такие как прокатка, эспандирование и сварка. Раскатный станок способен как изготовить раскатным способом цельную деталь, так и закончить вытяжку и производство запчастей, изготовленных при помощи другого оборудования. Наиболее востребованными изделиями данного рода, к примеру, являются трубчатые запчасти, имеющие различную комбинацию сечения.

Станки могут быть использованы не только для обработки металлических деталей, но и медных, имеющих коническую форму. Преимущество приборов с ЧПУ – менее трудоемкий процесс, чем на прессах. Современные технологии позволяют наблюдать за работой устройств удаленно. В качестве основного сырья для работы на давильно-ротационном станке используются круглые металлические пластины.

Но приборы способны справиться и с заготовками, имеющими более сложную геометрическую форму. Дополнительными методами работы с продуктом являются круговая и гидрообразивная резка. Примеры плазменного и лазерного раскроя в данном случае менее эффективны, поскольку способны повысить температуру, которая изменит пластические качества запчасти.

Преимущества станков данного типа

Все виды давильно-ротационных станков имеют одинаковый принцип использования. Роликовый инструмент используется наиболее часто. При работе с данным оборудованием имеется возможность производить уникальные запчасти сложной формы, одновременно осуществляя оснащение. Оснащение станка осуществляются по низкой цене. При других видах манипуляции металла цена на оснастку будет значительно выше.

Среди основных преимуществ агрегатов с наличием ротационной вытяжки выделяются:

возможность осуществления массового, мелкосерийного и единичного производства;
возможность эксплуатации в больших и малых цехах;
возможность изготовления деревянной оснастки;
производство деталей для хозяйственной, химической и пищевой отраслей производства;
экономичность использования.

Особенности комплектации

Модели станков с ЧПУ имеют высокий показатель производительности. Благодаря числовому программному управлению они обладают автоматическим режимом производства. Пользуясь таким станком, можно обеспечить себя целым рядом преимуществ. Одним из них является наличие двух инструментальных роликов, которые оказывают одновременное увеличенное усилие давления.

Комплектация вышеуказанных моделей состоит из примеров:

кругоцентрующего прибора;
опционального манипулятора;
инструментальной головки двойного типа;
4+4 позиционирования механизма;
гидростанции;
дополнительного ролика, имеющего компенсатор.

Толщина алюминиевых заготовок для обработки должна составлять от 0,6 до 4 миллиметров. Для стальных заготовок – от 0,6 до 2,5 миллиметров. Для заготовок из коррозиизносостойкой стали – от 0,6 до 1,5 миллиметров. Указанные характеристики актуальны исключительно для оригинальных моделей.