Ротационная ковка

Ротационная ковка является одним из видов обработки металлов давлением. Метод заключается в изменении поперечного сечения осесимметричных заготовок в виде труб, прутков и проволоки, в соответствии с техническими характеристиками конечного изделия. Обработка производится путем периодического обжатия двумя, тремя или шестью секциями бойков, совершающих относительно оси заготовки в совокупности радиальное, возвратно-поступательное, вращательное, а также осевое движение. При каждом ходе бойка часть заготовки деформируется, постепенно преобразовывая новую структуру. Заготовка может быть цельная, полая цилиндрическая, конусная, квадратная и др.

Принцип работы

Ротационно-ковочные машины являются быстроходными прессами с контурным управлением.

Рабочий инструмент в станках HMP приводится в действие кулачковым механизмом. Это происходит в так называемой обжимной головке — сердце ротационно-ковочной машины. Внешние бойки приводятся в действие роликами, которые толкают их внутрь. Давление передается радиально на инструмент и на изделие. Обжимное усилие определяется установленной величиной хода.

Обжимные головки НМР обладают рядом преимуществ, в частности, бойки имеют пологий профиль. Благодаря этому, ролики плавно передают движение бойкам. В системе НМР ролики снабжены активным приводом. Поэтому они вращаются непрерывно и при соприкосновении с бойком столкновение исключается. Если позволяет место, HMP устанавливает обоймы с 16 роликами.

Видео

Выбор системы

Система «внутренний ротор»:
Опорное кольцо стоит, рабочий вал вращается: классическая схема, надежная и простая. Поскольку заготовка во время контакта с инструментом вращается, она должна вращаться в цанговом зажиме с контролируемым проскальзыванием.

Система «внешний ротор»:
Опорное кольцо вращается, рабочий вал стоит: При изготовления осесимметричных изделий заготовка должна активно вращаться. Эта схема используется для изготовления деталей с некруглыми очертаниями.

Система «двойной ротор»:
Опорное кольцо и рабочий вал вращаются, чаще всего в противоположных направлениях: при двойном роторе частота хода бойков не зависит от скорости вращения рабочего вала, ослабляя напряжение кручения в заготовке. Эта схема особенно хорошо подходит для обработки заготовок, чувствительных к напряжению кручения.

Модульная конструкция ротационно-ковочных машин

Модульный принцип машин гарантирует соответствие стандартам качества, предъявляемым к машинам в серийном производстве. В зависимости от индивидуальных требований заказчика ротационно-ковочные станки могут оснащаться различными функциональными элементами в зависимости от назначения.

Модули ротационно-ковочных установок:

Обжимная головка. Главный рабочий модуль, размеры которого зависят от геометрии заготовки.
Подающий механизм. Обеспечивает подачу заготовки к обжимной головке. Механизм отличается повышенной осевой жесткостью.
Станина. На станине устанавливаются различные функциональные агрегаты. Но на НМР станина выступает не только в этом качестве — ее конструкция обеспечивает минимальное расстояние до заготовки. В результате обжимная головка, подающий механизм и станина образуют С-образную раму, обеспечивающую высокое осевое усилие на машинах НМР.
Оправка. Оправка как правило крепится к подающему механизму и имеет гидравлический привод. Для обеспечения точного позиционирования и совместимости с ЧПУ используются также винтовые приводы.
Траверса. Траверса находится в задней части обжимной головки. Задача траверсы — ограничение осевого течения материала. Она также подходит для установки оправки или служит в качестве выталкивателя заготовки.
Управление. Возможно управление на основе программируемого контроллера или ЧПУ.
Загрузка заготовок. Загрузочные устройства для одно- и многосекционных станков НМР разработаны с учетом специфических требований ротационной ковки. Загрузочная система берет заготовку из накопителя или с подающего транспортера и передает ее на цанговый зажим, а после обработки кладет на выходной транспортер. Загрузочные системы НМР обладают рядом важных преимуществ:
1. Удобство доступа: Загрузочная система легко снимается для наладки или техобслуживания.
2. Надежность: Загрузочная система располагается над плоскостью обработки. Это позволяет избежать лишних поперечных движений и повреждений случае падения деталей.

Примеры форм производимых деталей

1 Заготовка

2 Деталь после обработки давлением

Цилиндрический стержень, изготовленный путем ротационной ковки с подачей.

Деталь с некруглым внешним контуром изготовлена методом врезной ротационной ковки.

Деталь изготовлена методом врезной ротационной ковки.

Полая деталь изготовлена методом ротационной ковки с подачей и врезной ротационной ковки.

Полая деталь изготовлена за один проход на профильной оправке методом ротационной ковки с подачей.

Полая деталь изготовлена методом врезной ротационной ковки и ротационной ковки с подачей с использованием оправки.

Полая деталь с внешним шестигранником и трехгранником изготовлена методом ротационной ковки с подачей и врезной ротационной ковки.

Полая деталь изготовлена методом врезной ротационной ковки.

Полая деталь с различной толщиной стенок изготовлена на внутренней оправке с насечкой внешних зубцов с обоих концов.

Пример техники сжатия HMP.

Пример сложной внутренней формы, полученной методом ротационной ковки при использовании оправки.

Врезная ротационная ковка как метод соединения. Ротационная ковка может использоваться для соединения деталей.

Преимущества ротационной ковки

1. Прецизионная точность изготовления

Допуски настолько малы, что чаще всего дополнительная обработка резанием не требуется. Это экономит материал и сокращает технологическую цепочку. Результат — низкая себестоимость изделия.
Высокая точность воспроизведения формы, оптимизация веса: Ротационная ковка позволяет воспроизвести самые разные внутренние и внешние очертания заготовки. Облегчение деталей, изготовленных ротационной ковкой, составляет в среднем 30% - 50% по сравнению с традиционными методами.

2. Высокое качество деталей

Ротационная ковка обеспечивает непрерывность волокна материала заготовки. Возникающий в ходе обработки давлением наклеп приводит к повышению прочности. Качество поверхности после ротационной ковки можно сравнить со шлифованными.

3. Высокая степень деформации, обработка хрупких материалов

Ротационно-ковочный способ позволяет обеспечить высокую степень деформации без нагрева деталей. Этот процесс подходит для обработки хрупких материалов. Это объясняется благоприятным состоянием напряжения во время обработки и гомогенным характером деформирования. За счет инкрементой кинематики инструмента трение между заготовкой и инструментом сведено к минимуму.

4. Холодная и горячая обработка давлением

Благодаря радиальному приложению силы, этот процесс можно использовать как в холодном, так и в полугорячем и горячем режимах.

5. Экологическая безопасность

В противоположность большинству методов обработки давлением надобность в слое смазки отпадает. Охлаждающая смазка, если она необходима, действует по закрытому циклу.

6. Высокая скорость переналадки

Ротационно-ковочные машины быстро переналаживаются. Как правило, замена инструмента и переналадка на производство новой детали занимает считанные минуты.

7. Короткий цикл, высокая готовность

Горизонтальное расположение и относительно низкая занимаемая площадь позволяют интегрировать ротационно-ковочные машины в эффективные линии для крупносерийного производства в несколько смен. Надежная и не требующая большого ухода конструкция гарантирует высокий уровень эксплуатационной готовности.

8. Минимальный износ бойков

Внешние бойки НМР отличаются высокой износостойкостью и не нуждаются в термообработке во время эксплуатации. Поэтому расходы на техобслуживание и ремонт установок фирмы НМР очень невелики. Низкие потери на работу упругой деформации: Соотношение усилия и хода сводит потери на работу упругой деформации к минимуму и, следовательно, повышает КПД. Ротационно-ковочные машины НМР отличаются оптимальным потреблением энергии.

9. Высокая частота хода инструмента

Это позволяет оптимизировать процесс обработки давлением с точки зрения гомогенности и трения.

литейные
технологии

обработка металлов
давлением

механическая
обработка

термическая
обработка

финишная
обработка

контроль
качества

Ротационная ковка

Образцы готовых изделий

Принцип работы

Видео

Выбор системы

Модульная конструкция ротационно-ковочных машин

Примеры форм производимых деталей

Преимущества ротационной ковки

литейныетехнологии

обработка металлов давлением

механическая обработка

термическая обработка

финишнаяобработка

контролькачества

Ротационная ковка

Образцы готовых изделий

Принцип работы

Видео

Выбор системы

Модульная конструкция ротационно-ковочных машин

Примеры форм производимых деталей

Преимущества ротационной ковки

литейные
технологии

обработка металлов
давлением

механическая
обработка

термическая
обработка

финишная
обработка

контроль
качества