Профилегибочные станы сегодня используются повсеместно: в строительстве, промышленности, индивидуальном хозяйстве. Везде, где требуется придать металлической заготовке нужную форму, сформировать ребра жесткости, или просто профилировать лист металла. В противоположность общепринятому мнению, что подобной обработке подвергается не только металл, но и пластик, профилегибочное оборудование для изменения формы пластиковых заготовок применяется крайне редко.
Как правило, нужная форма пластиковым изделиям придается с помощью специальных форм и экструдеров, механическая обработка же остывшего пластика возможна лишь с ограниченным числом его типами.
Профилегибочный станок включен во все типовые линии для производства металлических профилей, в большинстве случаев оснащаются системой числового программного управления, ЧПУ, что позволяет полностью автоматизировать их работу в составе линии. Важнейшим элементом любого профилегибочного стана остается его рабочий орган – валки, или вальцы, а так же вращающиеся валы, на которые эти самые валки и насаживаются. Рассмотрим более подробно конструкцию и принцип функционирования этого элемента.
Конструкция валков во многом зависит от их предназначения. Они используются для гибки круглых труб, листов металла, заготовок круглого и прямоугольного сечения, в качестве поддерживающих устройств, существуют даже образцы для завивки металлической ленты в свитки, используемые в качестве декоративных элементов. В соответствии с предназначением меняется и материал, из которых они изготавливаются, степень обработки его поверхности, форма рабочей поверхности.
Для производства валков, которые впоследствии будут контактировать с поверхностью обрабатываемого металла под большим давлением, используется конструктивная сталь с поверхностной закалкой. Чаще всего используется метод закалки токами высокой частоты, СВЧ, но может применяться и азотирование, или цементирование. При этом внутренние слои материала валка должны оставаться достаточно пластичными, что снижает старение материала и повышает долговечность элемента.
Высокая же прочность поверхностных слоев необходима для повышения износостойкости валка. Так же используется кованная легированная сталь.
Твердость материала должна составлять не менее 58..60 HRC, для сравнения хороший столовый нож изготавливается из нержавеющей стали твердостью до 20 HRC, превышение этого порога приравнивает такой нож к холодному оружию. Впрочем, для изгибания пластичным материалов, например, некоторых типов пластика или алюминия, могут использоваться даже валки из армированного пластика. Преимущества такого материала – дешевизна, а так же возможность придания рабочему органу любой, сколь угодно сложной формы.
При этом работающая поверхность должна быть как можно более гладкой. В силу высокой твердости поверхностных слоев вальца малейшие неровности приведут повреждению обрабатываемого металла – вырыванию частиц его материала, отслоению целых пластов, образованию микротрещин и т.д. На практике это приводит к снижению прочности у изделий, снижению коррозионной стойкости, особенно если обрабатывается сталь с уже нанесенным на ее поверхность защитным покрытием.
Форма обрабатывающей поверхности вальца может быть либо ровной, либо иметь вид «катушки». В последнем случае валок может использовать для обработки только определённого типа изделий, как правило, труб и заготовок круглого сечения заданного диаметра. Плоские валки используются для профилирования широких листов металла, а так же для изгибания узких металлических полос.
Для изгибания труб используются валки с небольшой конусностью, которая компенсирует деформацию, возникающую при изгибании. На практике степень такой деформации очень просто оценить – по несовпадению двух концов изогнутой заготовки. К валкам, использующимся в качестве поддерживающих и направляющих устройств, таких строгих требований по качеству обработки поверхности и прочности не предъявляются.
Они могут изготавливаться из простой стали, и иметь поверхность среднего качества обработки. Их часто называют вспомогательными вальцами, они ограничивают ход заготовки, повышая, таким образом, качество ее обработки.
Валы – непременный элемент профилегибочного оборудования для производства любого профиля. На него крепятся валки, он же служит для передачи на них крутящего момента, для чего соединен с двигателем посредством цепной или ременной передачи.
Конструктивно ничем не отличаются от валов, используемых в конвейерах, рольгангах, но должны выполняться из более прочной стали, т.к. в местах крепления вальцов испытывают повышенной напряжение, а по всей длине – сопротивление на скручивание.
Конструктивное разделение вальцов и валков может показаться на первый взгляд бессмысленным. Ведь выполни их совместно, и прочность всей конструкции повысится. Однако, в таком случае, повреждение всего одного вальца приводит к необходимости замены всего вала. В то время, как при разборной конструкции нужно заменить всего один, поврежденный, валок. Вал и остальные вальцы по-прежнему используются. Это существенно экономит денежные средства предприятия.
Одновременно на валу может располагаться от одного до нескольких десятков вальцов, в зависимости от типа обрабатываемой заготовки. В большинстве профилегибочных станов предусмотрено несколько валов, в некоторых случаях каждый из них вращается свои собственным двигателем, что позволяет регулировать усилие на каждом валке вала независимо от валков соседнего вала. Таким образом, удается добиться более высокой точности обработки заготовки, снизить процент брака.