دستگاه رول‌فرمینگ یک سیستم شکل‌دهی فلزی پیوسته است که برای تولید پروفیل‌های فلزی بلند با شکل مقطع{0} ثابت استفاده می‌شود. بر خلاف فرمینگ پرس، که معمولاً قطعات جداگانه را از طریق عملیات مهر زنی جداگانه تولید می کند، رول فرمینگ به تدریج یک نوار فلزی را هنگام عبور از یک سری ایستگاه های رول چرخان خم می کند.

این فرآیند به ویژه برای محصولاتی که دارای مشخصات ثابت در تمام طول خود هستند، مانند پانل‌های سقف، پانل‌های دیواری، پرلین، سینی کابل، مسیر درب، پروفیل‌های نصب خورشیدی، نرده‌های محافظ، اعضای قاب و کانال‌های ساختاری مناسب است.

یک خط رول فرمینگ معمولی شامل یک دیکویلر، سیستم تغذیه، ایستگاه های رول فرمینگ، سیستم انتقال، واحد برش، سیستم هیدرولیک یا الکتریکی و سیستم کنترل است. بسته به محصول، تجهیزات اضافی مانند واحدهای پانچ، دستگاه های صاف کننده، سیستم های برجسته سازی، واحدهای جوشکاری یا سیستم های انباشته خودکار نیز می توانند یکپارچه شوند.

اصل اساسی ساده است:یک نوار فلزی مسطح وارد دستگاه می شود، از چندین ایستگاه رول فرمینگ عبور می کند، به تدریج در مقطع مورد نیاز خم می شود- و سپس به طول مشخص بریده می شود.

دستگاه رول فرمینگ چگونه کار می کند؟

اصل کار رول فرمینگ بر اساس آن استخم شدن پیشرونده.

به جای تغییر یک ورق فلزی تخت به پروفیل نهایی در یک عملیات، دستگاه فرآیند تغییر شکل را به چند مرحله تقسیم می کند. هر ایستگاه رول مقدار کمی خمش ایجاد می کند تا زمانی که ماده به هندسه نهایی خود برسد.

یک توالی تولید ساده شده عبارت است از:

بارگیری سیم پیچ ← بازکردن ← تغذیه ← پانچ کردن/پیش{0}فرآوری ← شکل دهی رول پیشرونده ← برش ← تخلیه/انباشته شدن

پیکربندی دقیق بستگی به پروفیل در حال تولید دارد.

بارگیری و باز کردن سیم پیچ

فرآیند تولید معمولاً با یک کویل فلزی نصب شده بر روی یک دیکویلر شروع می شود.

مواد متداول عبارتند از:

فولاد گالوانیزه

فولاد از پیش{0}رنگ شده

فولاد کربن

فولاد ضد زنگ

آلومینیوم

فولاد گالوالوم

دیکویلر نوار را با سرعت کنترل شده آزاد می کند در حالی که کشش کافی بین سیم پیچ و بخش شکل دهی را حفظ می کند.

برای سیم‌پیچ‌های سنگین‌تر، اغلب از یک دیکویل انبساط هیدرولیکی استفاده می‌شود، زیرا وزن سیم پیچ و عرض نوار می‌تواند از ظرفیت عملی یک سیستم بارگذاری دستی بیشتر باشد.

تغذیه مواد

سیستم تغذیه نوار را به داخل دستگاه شکل دهی هدایت می کند.

هنگامی که سیم پیچ ورودی دارای انحنای بیش از حد یا تغییر شکل باقیمانده است، ممکن است قبل از شکل‌دهی، یک بخش صاف کردن یا تسطیح نصب شود.

سیستم تغذیه باید تراز نواری پایدار را حفظ کند زیرا حتی یک انحراف جانبی کوچک می تواند در طول شکل گیری تدریجی جمع شود و در نهایت باعث شود:

ابعاد پروفیل ناهموار

مقاطع پیچ خورده

فلنج های نامتقارن

خراش روی سطح

موقعیت های برش نادرست

بنابراین برای پروفیل های دقیق، دقت تغذیه بخش مهمی از سیستم کامل شکل دهی رول است.

رول فرمینگ پیشرونده

این عملیات اصلی شکل دهی است.

این نوار از یک سری ایستگاه های رول عبور می کند. هر ایستگاه شامل رول های شکل دهنده بالا و پایین است که برای یک مرحله تغییر شکل خاص طراحی شده اند.

برای مثال، تولید یک نمایه ساده به شکل C ممکن است شامل موارد زیر باشد:

نوار مسطح ← خمش لبه اولیه ← خمیدگی جانبی ← شکل گیری فلنج ← کالیبراسیون نهایی ← نمایه C تمام شده

اولین ایستگاه ها معمولاً خم های نسبتاً کوچکی را انجام می دهند. ایستگاه های بعدی به تدریج پروفیل را به ابعاد نهایی خود نزدیک می کنند.

این تغییر شکل تدریجی به جای تمرکز کل تغییر شکل در یک مکان، به توزیع تنش شکل‌گیری در سراسر ماده کمک می‌کند.

برش نمایه تمام شده

پس از اینکه نمایه به مقطع نهایی خود رسید، دستگاه آن را به طول های از پیش تعیین شده برش می دهد.

دو ترتیب متداول برش عبارتند از:

بعد از شکل‌دهی،-به-طول برش دهید

پروفیل تمام شده از قسمت شکل دهی ادامه می یابد و پس از رسیدن به طول مورد نیاز بریده می شود.

این پیکربندی به طور گسترده برای پروفایل هایی مانند:

C purlins

Z purlins

سینی کابل

ریل درب

ریل نصب خورشیدی

قبل-برش

نوار فلزی قبل از عملیات شکل دهی اصلی به قسمت های خالی بریده می شود.

قبل از برش{0}}می‌تواند برای پروفیل‌ها و شرایط مواد خاصی مفید باشد که فرآیند شکل‌دهی به قطعات جداگانه به جای پردازش نوار پیوسته نیاز دارد.

روش برش مناسب به هندسه پروفیل، ضخامت مواد، سرعت تولید و نیازهای ابعادی بستگی دارد.

اجزای اصلی یک ماشین رول فرمینگ چیست؟

دستگاه رول فرمینگ صرفاً مجموعه ای از غلتک های فرم دهنده نیست. یک خط تولید کامل معمولاً چندین سیستم مکانیکی و الکتریکی را ترکیب می کند.

دکویل

دیکویلر سیم پیچ مواد خام را پشتیبانی و باز می کند.

بسته به نیازهای تولید، ممکن است:

دستی

خودکار

نوع انبساط هیدرولیک

تک-پایان

دو انتها-

انتخاب در درجه اول به وزن سیم پیچ، عرض سیم پیچ، ضخامت مواد و فرکانس بارگذاری بستگی دارد.

سیستم تغذیه

مکانیسم تغذیه نوار را وارد بخش شکل دهی می کند.

اجزای معمولی عبارتند از:

غلطک های راهنما

غلتک های تغذیه

راهنماهای جانبی

اجزای سطح بندی

غلطک های درایو

هدف حفظ موقعیت پایدار مواد قبل از ورود نوار به اولین ایستگاه شکل دهی است.

ایستگاه های رول فرمینگ

ایستگاه های رول فرمینگ اجزای مکانیکی اصلی دستگاه هستند.

هر ایستگاه شامل ابزار طراحی شده ویژه است. هندسه این رول ها نحوه خم شدن تدریجی نوار فلزی را مشخص می کند.

تعداد ایستگاه ها ثابت نیست.

یک پروفیل ساده ممکن است به ایستگاه‌های شکل‌دهی نسبتاً کمی نیاز داشته باشد، در حالی که یک پروفیل ساختاری پیچیده با خم‌های متعدد، شعاع‌های باریک، دنده‌های سفت‌کننده یا مقاطع نامتقارن ممکن است به طور قابل‌توجهی به تعداد بیشتری نیاز داشته باشد.

بنابراین،نباید از تعداد غلتک ها به تنهایی برای قضاوت در مورد اینکه آیا یک دستگاه رول فرمینگ بهتر از دیگری است استفاده کرد. طراحی رول، ضخامت مواد، هندسه پروفیل، قطر شفت، فاصله ایستگاه ها و استراتژی شکل دهی به همان اندازه مهم هستند.

سیستم انتقال

سیستم انتقال قدرت موتور را به رول های شکل دهنده منتقل می کند.

بسته به طراحی ماشین، ممکن است از:

انتقال دنده

انتقال زنجیر

انتقال مشترک جهانی

ترتیبات درایو مستقیم یا به کمک سروو{0}}

انتقال باید چرخش هماهنگ بین ایستگاه های شکل دهی را فراهم کند.

برای پروفیل‌های ساختاری گیج سنگین، سیستم محرک همچنین باید گشتاور کافی برای غلبه بر مقاومت شکل‌دهی مواد را فراهم کند.

واحد برش

سیستم برش پروفیل های تمام شده را با توجه به طول برنامه ریزی شده جدا می کند.

تنظیمات رایج عبارتند از:

برش هیدرولیک

برش مکانیکی

برش پرواز

سیستم‌های برش پرنده به مواد اجازه می‌دهند تا در حین انجام عملیات برش به حرکت خود ادامه دهند و آنها را برای خطوط تولید با سرعت بالاتر-مناسب می‌سازد.

قالب برش باید حول هندسه پروفیل واقعی طراحی شود تا از تغییر شکل در انتهای برش جلوگیری شود.

سیستم کنترل PLC

ماشین‌های رول‌ساز مدرن معمولاً از سیستم‌های کنترل مبتنی بر PLC{0}}استفاده می‌کنند.

سیستم کنترل می تواند مدیریت کند:

طول تولید

تعداد قطعات

سرعت شکل گیری

موقعیت برش

دنباله مشت زدن

عملکردهای توقف اضطراری

عملکرد موتور

آلارم های خطا

به طور کلی از یک رمزگذار برای اندازه گیری حرکت مواد استفاده می شود تا سیستم کنترل بتواند برش را با طول پروفیل برنامه ریزی شده هماهنگ کند.

یک ماشین رول فرمینگ چه موادی را می تواند پردازش کند؟

شکل دهی رول عمدتاً برای مواد سیم پیچ{0}}تغذیه شده ورق و نوار استفاده می شود.

متداول ترین ماده به دلیل ترکیبی از استحکام، در دسترس بودن و ویژگی های شکل دهی، فولاد است.

فولاد گالوانیزه

فولاد گالوانیزه به طور گسترده برای پروفیل های ساختمانی استفاده می شود زیرا پوشش روی مقاومت در برابر خوردگی را ایجاد می کند.

کاربردهای معمولی عبارتند از:

برلین

قاب بندی دیوار

اجزای سقف

سینی کابل

پروفیل های HVAC

از قبل{0}فولاد رنگ شده

زمانی که فرآیند ابزارسازی و شکل‌دهی به‌درستی طراحی شده باشد، می‌توان فولاد از قبل رنگ‌آمیزی شده را با حفظ سطح تمام شده به صورت رول شکل داد.

اغلب برای موارد زیر استفاده می شود:

پانل های سقف

پانل های دیواری

پروفایل های معماری

اجزای ساختمان داخلی

فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ نسبت به بسیاری از فولادهای نرم به نیروی شکل دهی بیشتری نیاز دارد و می تواند ویژگی های فنری قوی تری داشته باشد.

زمانی استفاده می شود که مقاومت در برابر خوردگی یا عملکرد بهداشتی مهم باشد.

برنامه های کاربردی عبارتند از:

تجهیزات پردازش مواد غذایی-

اجزای معماری

محوطه های صنعتی

پروفیل های ساختاری ویژه

آلومینیوم

آلومینیوم چگالی کمتری نسبت به فولاد دارد اما مقاومت تسلیم و رفتار برگشت فنری متفاوت است.

بنابراین، ابزار شکل دهی رول باید مطابق با آلیاژ آلومینیوم خاص و هندسه پروفیل طراحی شود.

دستگاه رول فرمینگ چه ضخامتی را می تواند تحمل کند؟

هیچ محدوده ضخامت جهانی برای همه ماشین های رول فرمینگ وجود ندارد.

ماشینی که برای ورق های سقف نازک طراحی شده است ممکن است مواد کمتر از 1 میلی متر را پردازش کند، در حالی که یک رول ساز ساختاری سنگین ممکن است چندین میلی متر فولاد را پردازش کند.

توانایی واقعی بستگی به موارد زیر دارد:

درجه مواد

قدرت تسلیم

عرض نوار

هندسه پروفایل

شعاع خمشی

تعداد ایستگاه های شکل دهی

قطر شفت

مواد رول

قدرت موتور

ساخت قاب ماشین

به عنوان مثال، تشکیل یک پروفیل ساختاری C 3 میلی متری به طراحی ماشین کاملاً متفاوت از تشکیل پانل سقف نازک موجدار نیاز دارد.

بنابراین، تنها مشخص کردنحداکثر ضخامت 3 میلی مترهنگام ارزیابی دستگاه رول فرمینگ کافی نیست. درجه مواد و مشخصات نهایی نیز باید در نظر گرفته شود.

چه محصولاتی را می توان با رول فرمینگ ساخت؟

این فناوری در چندین بخش صنعتی استفاده می‌شود، زیرا می‌تواند به طور مداوم پروفایل‌هایی با سطح مقطع ثابت- تولید کند.

نمایه های ساختمانی

محصولات رایج عبارتند از:

ورق های سقف

پانل های دیواری

کفپوش

C purlins

Z purlins

کانال های U

گل میخ و آهنگ

پروفیل های سقفی

چارچوب درب

پروفیل نصب خورشیدی

سازه های نصب خورشیدی یکی دیگر از کاربردهای اصلی است.

ماشین های رول فرمینگ می توانند موارد زیر را تولید کنند:

ریل خورشیدی

نصب کانال ها

کانال های Strut

برلین

پایه های نصب روی زمین

تیرهای سازه ای

پروفایل های پشتیبانی PV

برای پروفیل های خورشیدی، سازگاری ابعادی بسیار مهم است زیرا اجزای نهایی باید با براکت ها، گیره ها، پیچ ها و سایر اجزای ساختاری ارتباط برقرار کنند.

محصولات مدیریت کابل

رول فرمینگ نیز برای موارد زیر استفاده می شود:

سینی کابل سوراخ دار

سینی کابل{0}}پایین جامد

سینی کابل نردبانی

مسیر مسابقه

کانال های کابلی

پروفایل های مدیریت سیم

سوراخ های پانچ را می توان بسته به طراحی محصول قبل یا در حین شکل گیری در خط تولید ادغام کرد.

قطعات خودرو و حمل و نقل

رول فرمینگ می تواند اجزای ساختاری بلندی مانند:

ریل خودرو

بخش های تقویتی

اجزای درب

نمایه‌های مربوط به شاسی{0}}

اجزای تریلر

مزیت آن توانایی تولید مقاطع طولانی و سبک وزن با هندسه کنترل شده است.

Roll Forming Machine در مقابل Press Brake

رول‌فرمینگ و ترمز فشاری هر دو ورق فلز را خم می‌کنند، اما روش‌های تولید آنها اساساً متفاوت است.

اگر یک سازنده به هزاران متر از کانال C، سینی کابل یا نمایه سقف یکسان نیاز داشته باشد، رول‌فرمینگ می‌تواند کارآمدتر از تولید هر جزء به صورت جداگانه با ترمز فشاری باشد.

با این حال، اگر هر قسمت هندسه متفاوتی داشته باشد، ترمز فشاری ممکن است انعطاف پذیری بیشتری را ایجاد کند.

چرا رول‌فرمینگ به چند ایستگاه رول نیاز دارد؟

هدف از چندین ایستگاه کنترل تغییر شکل نوار است.

اگر یک نوار صاف در یک مرحله به یک پروفیل پیچیده وارد شود، چندین مشکل ممکن است رخ دهد:

استرس موضعی بیش از حد

آسیب سطحی

تحریف پروفایل

ترک خوردن لبه

برگشت فنری بیش از حد

دقت ابعادی ضعیف

شکل دهی پیشرونده، عملیات خمشی را در چندین ایستگاه توزیع می کند.

بنابراین طراح ابزار باید یک مناسب را تعیین کندتشکیل گل، که توضیح می دهد که چگونه نوار از وضعیت مسطح اولیه به مقطع نهایی در ایستگاه های متوالی تغییر-می دهد.

یک گل خوب-طراحی شده به کنترل:

زوایای خم شدن

توسعه فلنج

جریان مواد

تغییر شکل لبه

بازگشت بهار

کرنش طولی

این یکی از مهمترین جنبه های فنی طراحی دستگاه رول فرمینگ است.

Springback در Roll Forming چیست؟

فنر بک تمایل فلز به بازگشت جزئی به شکل اولیه خود پس از حذف نیروی شکل دهی است.

تحت تأثیر قرار می گیرد:

قدرت تسلیم مواد

ضخامت مواد

شعاع خم شدن

هندسه پروفایل

زاویه تشکیل

تعداد پاس های شکل دهی

فولاد با استحکام بالا معمولاً چالش‌های بیشتری را نسبت به مواد نرم‌تر ایجاد می‌کند.

ماشین‌های رول‌فرمینگ از طریق طراحی ابزارآلات و فرم‌دهی کنترل شده، بازگشت فنری را جبران می‌کنند. رول های شکل دهنده ممکن است مواد را کمی فراتر از زاویه نهایی نظری خم کنند تا پروفیل پس از بازیابی الاستیک به هندسه مورد نیاز برسد.

چه چیزی کیفیت پروفیل رول شده را تعیین می کند؟

کیفیت پروفیل تمام شده به کل سیستم شکل دهی بستگی دارد تا یک جزء.

عوامل مهم عبارتند از:

کیفیت مواد

تغییرات در ضخامت، استحکام تسلیم و شرایط پوشش می تواند بر نتیجه شکل دهی تأثیر بگذارد.

طراحی ابزار رول

هندسه رول نادرست می تواند باعث شود:

پیچش

امواج لبه

تغییر شکل فلنج

خراش های سطحی

انحرافات ابعادی

تراز ماشین

ایستگاه های شکل دهی باید به درستی تراز شوند. ناهماهنگی بین شفت ها یا رول ها می تواند باعث اعوجاج تدریجی پروفیل شود.

تشکیل دنباله

دنباله خمشی باید با ویژگی های تغییر شکل ماده مطابقت داشته باشد.

دقت برش

واحد برش باید طول مشخص شده را بدون تغییر شکل پروفیل حفظ کند.

برای کاربردهای دقیق، این عوامل باید با هم ارزیابی شوند نه مستقل.

هنگام انتخاب دستگاه رول فرمینگ چه نکاتی را باید در نظر بگیرید؟

ماشین باید بر اساس انتخاب شودمشخصات نهایی و الزامات تولید، نه صرفاً با جستجوی ماشینی با قدرت موتور یا تعداد ایستگاه خاص.

پارامترهای فنی اصلی عبارتند از:

طراحی نمایه

یک ترسیم مقطعی با جزئیات- نقطه شروع است.

باید مشخص کند:

عرض کلی

ارتفاع کلی

ابعاد فلنج

شعاع خم

مکان های سوراخ

تحمل ها

مواد

مشخص کنید:

نوع مواد

قدرت تسلیم

استحکام کششی

پوشش سطح

وضعیت کویل

ضخامت

ضخامت مواد نیروی شکل دهی، ابعاد رول، نیاز شفت و ظرفیت محرک را تعیین می کند.

عرض سیم پیچ

عرض نوار ورودی هم بر طراحی ابزار و هم بر استفاده از مواد تأثیر می گذارد.

طول تمام شده

اگر چندین طول مورد نیاز باشد، سیستم کنترل و پیکربندی برش باید محدوده تولید مورد نیاز را پشتیبانی کند.

سرعت تولید

خروجی مورد نیاز پیکربندی ماشین مناسب را تعیین می کند.

با این حال، حداکثر سرعت نباید مستقل از پیچیدگی پروفیل و الزامات برش در نظر گرفته شود.

ملزومات مشت زدن

اگر نمایه تمام شده حاوی سوراخ ها، شکاف ها یا دهانه های اتصال باشد، فرآیند پانچ باید در خط ادغام شود یا با عملیات جداگانه هماهنگ شود.

تحمل پروفایل

پروفیل های سازه ای، محصولات معماری و اجزای دقیق می توانند نیازهای ابعادی بسیار متفاوتی داشته باشند.

تلورانس مورد نیاز پیکربندی ابزار و ماشین را تعیین می کند.

آیا دستگاه رول فرمینگ کاملا اتوماتیک است؟

یک خط رول فرمینگ را می توان برای تولید بسیار خودکار پیکربندی کرد، اما درجه اتوماسیون متفاوت است.

یک سیستم پایه ممکن است از اپراتورها بخواهد:

سیم پیچ را بارگیری کنید

دستگاه را تنظیم کنید

راهنماها را تنظیم کنید

پروفایل های تمام شده را جمع آوری کنید

یک خط خودکار تر می تواند ادغام کند:

رول زدایی خودکار → تغذیه سرو → پانچ → شکل دهی رول → برش پرواز → انباشته شدن خودکار

در چنین سیستمی، اپراتور عمدتاً بارگذاری مواد، پارامترهای تولید، بازرسی کیفیت و تعمیر و نگهداری ماشین را مدیریت می کند.

اتوماسیون به ویژه زمانی مفید است که همان پروفایل به طور مداوم در مقادیر زیاد تولید شود.

نتیجه گیری

دستگاه رول فرمینگ aسیستم شکل دهی پیوسته فلز که به تدریج سیم پیچ را خم می کند-نوار تغذیه شده را از طریق ایستگاه های رول متعدد برای تولید پروفیل های بلند با مقطع ثابت-.

عملکرد آن به تعامل چندین سیستم بستگی دارد: تغذیه مواد، رول‌های شکل‌دهی، قاب ماشین، انتقال، برش، کنترل، و-در صورت نیاز-منگنه کاری یا سایر تجهیزات کمکی.

این فناوری به طور گسترده برای پروفیل‌های ساختمانی، سقف‌ها و پانل‌های دیواری، پرلین‌ها، سازه‌های نصب خورشیدی، سینی‌های کابل، اجزای درب، بخش‌های خودرو، و بسیاری از کاربردهای دیگر که در آن‌ها هندسه مقطعی ثابت-و تولید مداوم مورد نیاز است، استفاده می‌شود.

مهمترین نکته در ارزیابی دستگاه رول فرمینگ این است کهماشین باید در اطراف محصول طراحی شود، نه برعکس. درجه مواد، ضخامت، هندسه پروفیل، شعاع شکل دهی، تلورانس ها، سرعت تولید، الزامات پانچ و طول تمام شده باید قبل از تعیین ابزار رول و پیکربندی ماشین مشخص شود.

به همین دلیل، یک پروژه ماشین رول فرمینگ حرفه ای معمولاً با این شروع می شودطراحی پروفیل، مشخصات مواد و الزامات تولیدو به دنبال آن شبیه سازی شکل دهی یا طراحی ابزار، پیکربندی ماشین و آزمایش نهایی تولید است.