Roterande dragning (även - rotationssträngsprutning och rotationsvalsning ) - en metod för tillverkning av axelsymmetriska ihåliga rotationskroppar från plåt eller ihåliga ämnen (rör), skal genom dragning på svarvar eller på speciella spinn- och valsmaskiner [1] [2] [3 ] [4 ] [5] [6] [7] [8] . Processen skiljer sig från rotationskompression [9] . Rotationsritning ger högprecision kurvlinjära , koniska och cylindriska delar [10] . Metoden används även för tillverkning av tunnväggiga kallvalsade rör [11] .
Det används för tillverkning av delar av vanliga stål och legeringar, samt eldfasta och svårformade material.
Det används när tillverkningen av dyra frimärken inte är ekonomiskt lönsam [10] [12] , samt för att förenkla tillverkningen av stora delar av komplex form [13] .
Metoden med rotationsdragning uppstod när man använde pressvalsar istället för fräsar på konventionella svarvar, och kallades ursprungligen svarv-spinningsbearbetning [14] .
Kärnan i processen ligger i att rulla arbetsstycket med hjälp av rullar längs en roterande dorn längs generatrisen, i frånvaro av deformation av flänsen och en förändring i dess diameter [13] . Det kan utföras med en given gallring av väggarna, och utan gallring [15] .
Vid serietillverkning [10] utförs ritningen på speciella spinn- och valsmaskiner, med hydraulisk rörelse av rullarna längs den formande delen. Vid utvinning av smådelar används maskiner med horisontell spindel , för stora delar - med vertikal [11] .
Roterande dragning är gjord av ett ämne som är fixerat på en roterande dorn av rullar som roterar satellit från ämnet, vilka rör sig längs dornens generatris med det erforderliga spelet. När rullarna kommer i kontakt med arbetsstycket uppstår ett stort specifikt tryck vid platsen för deras kontakt, under påverkan av vilket arbetsstyckets metall plastiskt flyter in i gapet mellan rullen och dornen och bildar en del. Den inre ytan av delen har formen av den yttre ytan av dornen, och den yttre konturen av delen följer banan för valsens arbetskant.
På moderna roterande ritmaskiner är det möjligt att rulla ut med en, två eller tre rullar. Förekomsten av dragkrafter i den gjutna delen av arbetsstycket under hela ritningsprocessen och det faktum att den gjutna delen av arbetsstycket alltid är på dornen minskar möjligheten för buckling av delen även i närvaro av ett litet utlopp av arbetsstycket. dorn eller en liten skillnad i väggtjockleken på arbetsstycket.
Det finns två huvudmetoder för roterande ritning:
Med direkt rotationsritning måste den yttre konturen av dornen följa den långsträckta delens inre kontur med tekniska tillägg, så längden på dornen måste vara större än längden på delen, vilket komplicerar dornens utformning, gör det tung och dyr, och mer tidskrävande att sätta upp.
Direktspinningsprocessen rekommenderas för att forma tunnväggiga och långa cylindriska delar, såväl som alla typer av koniska och ogivala delar. Om PB använder den omvända metoden måste dornen motsvara arbetsstyckets inre kontur, så dornen kan vara flera gånger kortare än delen. Men med denna metod finns det en risk för buckling av den extruderade delen efter att den lämnar dornen, vilket ställer särskilt stränga krav på arbetsstycket med olika metalltjocklekar, slagningen av dornen och rullarna och noggrannheten vid inställning av gapet mellan dornen och alla rullar.
Den omvända metoden kan användas för att forma relativt tjockväggiga och korta precisionsämnen av cylindriska delar eller ämnen av delar.
Den roterande dragprocessen kan delas in i bearbetning utan gallring, med gallring och valsning.
Vid extrudering utan förtunning, för flera på varandra följande omgångar av verktyget, ändras inte väggtjockleken eller minskar något. En mer eller mindre betydande minskning av arbetsstyckets maximala diameter uppnås under bearbetning utan gallring. Vid bearbetning med gallring och valsning hålls ytterdiametern på arbetsstycket (eller rörens innerdiameter) och den resulterande delen oförändrad, och väggtjockleken minskas mer eller mindre avsevärt; på grund av detta ökar längden på den resulterande delen längs rotationsaxeln. Med roterande ritning installeras arbetsstycket mellan dornen som är fixerad på spindeln och ändstocksklämman.
Processen med rotationsdragning vid en tidpunkt användes i begränsad utsträckning för att erhålla delar såsom rotationskroppar med en konisk eller cylindrisk generatris; nu används denna metod ofta för att producera delar med en krökt form av generatrisen när välten flyttas med ett CNC-styrt hydrauliskt bromsok . På detaljerna utförs kantning, gjutning med speciella rullar, extrudering av ringformiga spår och ribbor.
Många delar som tidigare tillverkats genom skärning av stångmaterial, smide och stansningar, och med konstant väggtjocklek genom djupdragning, bearbetas framgångsrikt på roterande maskiner och verktygsmaskiner.
Vid bearbetning av förvärmda ämnen når delarnas diametrar upp till 7 m och tjockleken på ämnena upp till 30 mm och mer.
Materialet i delar som tillverkas för roterande dragning på maskiner från plåt och förbearbetade ihåliga ämnen som rotationskroppar kan vara lågkolhaltiga stål , aluminium , koppar , mässing , värmebeständiga legeringar.
Aluminium och dess legeringar är de mest lättbearbetade materialen på spinnmaskiner, men mjukt stål avsett för djupdragning kan också bearbetas bra. Vanligtvis används högkvalitativ ren metall utan slagg och främmande inneslutningar. Annars bildas sprickor i metallen vid roterande dragning, och produkterna kasseras.
Många järn- och icke-järnmetaller är lämpliga för roterande dragning. Metallen som används för detta bör vanligtvis ha låg motståndskraft mot deformation, hög duktilitet och låg sträckgräns.
Vissa legeringsdelar är svåra att bearbeta, men kan lätt bearbetas på roterande dragmaskiner.
Vid överföring av delar till en roterande ritning och vid design av nya produkter designade för tillverkning med denna metod, analyseras möjligheten att använda den, med hänsyn till ekonomiska fördelar jämfört med andra tillverkningsmetoder. Störst nytta och effektivitet kan uppnås om nya maskiner konstrueras med roterande drag i åtanke.
Enligt utländska uppgifter är den bredaste omfattningen av spinning och spinning tillverkning av delar till jetmotorer och styrda missiler, samt tankbottnar för radarskärmar, strålkastarhus och lampskärmar.
Till exempel görs på detta sätt:
Massiva rörformade delar med varierande tjocklek på bearbetade väggändar och med yttre ringformade ribbor kan enkelt tillverkas genom roterande dragning. I kombination med roterande ritning kan ytterligare operationer användas för att erhålla en komplex form av delar: rullning, stämpling, svetsning. Roterande ritning kan också användas som hjälp för att ge den slutliga formen till ämnen som erhålls genom ritning. Ofta bearbetas enskilda sektioner (delar) av delar sammansatta genom svetsning eller nitning på spinnmaskiner. Detta gör det möjligt att tillverka rörformade delar med olika kombinationer av sektioner.
Effektivt spinnande långa kopparkoniska delar som används i vissa industrier. Det är svårt att få tag på sådana delar på pressar, om det dessutom ställs höga krav på kvaliteten på deras yta.
Det är också användbart att tillverka husgeråd och liknande tunnväggiga produkter av komplex form med en roterande huva: skänkar, koppar, burkar, tekannor, kaffekannor, cylindrar , vattenkokare, fat, runda delar av fläktar och avgashuvar, formade koppardelar av bryggerier, betongblandarfat, stora kärl och redskapsprodukter för kemi- och livsmedelsindustrin.
Rullar används som ett verktyg för att arbeta med roterande ritning. Rullarna monterade på specialanordningar av verktygsmaskiner roterar på en axel i lager i kontakt med materialet som bearbetas av roterande arbetsstycken.
Anordningen för att installera rullen på maskinen är en styv anordning som är installerad, fixerad och säkert fixerad efter inriktning på maskinsliden. Det måste motsvara spinnmaskinens styvhet och motstå, utan stora deformationer, de betydande krafter som uppstår under drift, vilket säkerställer en stabil drift av spinnmaskinen.
Rullarna är tillverkade av högkvalitativt verktygsstål (höghastighets) såsom HVG , U10 , U8 , värmebehandlat (härdning, anlöpning) till en hårdhet på HRC 62-64. Under spinningsprocessen frigörs en betydande mängd värme. Även om en del värme avlägsnas av kylvätskan, måste rullarna fortfarande vara resistenta mot förhöjda temperaturer.
Axlarna för montering och fastsättning av rullarna är gjorda i ett stycke, och för mycket stora storlekar, svetsade av verktygsstål. Rullarnas arbetsytor efter installation på axeln bör inte ha slag. Att byta rulle på fixturen bör inte ta mycket tid. Efter landning på axeln måste rullarna absorbera axiella och radiella krafter utan deformation och förskjutning. På axellager roterar rullarna lätt under belastning. I början av spinningsbehandlingen måste rullens rotation fixeras. Vid minsta störning av rotation uppstår pulserande krafter och vibrationer, vilket leder till irreparable defekter i den behandlade ytan - korrugeringar.
Rullar av olika former används för olika press- och körarbeten och operationer, med hänsyn till profilen för de erhållna delarna. Rullarnas arbetsyta är slipad och polerad till en spegelfinish, vilket undviker ytdefekter. Rullar för tungt arbete har diametrar på 250-300 mm, krökningsradien för arbetsdelen är 6-20 mm. En krökningsradie på 3-6 mm används för att bearbeta material med en tjocklek på mindre än 4 mm. Det finns inga underbyggda rekommendationer om val av rullkrökningsradier för spinning. Rullens krökningsradie påverkar deformationskraften och arbetsstyckets stabilitet under bearbetning. Med en ökning av radien förlorar ett material med liten tjocklek inte bara sin stabilitet, utan sträcker sig också starkt, upp till bristning. Med en minskning av rullens krökningsradie trimmas arbetsstyckenas fläns.
Som fixtur (dorn, chuck) för spinnande arbete används dorn som monteras och fixeras i maskinspindeln. För storskalig och massproduktion är de gjorda av härdat lågkolhaltigt stål. Dornarnas arbetsyta är polerad; slutslipning rekommenderas att göras på plats för att eliminera minsta avlopp.
Vid tillverkning av exakta delar för att erhålla dimensioner med snäva toleranser, utförs den sista bearbetningsoperationen nödvändigtvis på en metalldorn. För grovarbete kan du använda dorn av lövträ.
Delarnas noggrannhet efter spinning beror på maskinspindelns utlopp, spindelns utlopp och graden av slitage, maskinens styvhet och noggrannhet, kvaliteten på arbetsstyckets material, metoden för att ta bort delen från spindeln, och andra faktorer.
Kostnaden för ett verktyg för spinning är inte hög och uppgår vanligtvis till 10-25 % av kostnaden för ett verktyg som används vid plastformning utförd med andra metoder.