Temeljna načela in logika
Ta postopek izkorišča mehanski pritisk, ki ga ustvarjajo vrteči se valji v povezavi z značilnostmi plastične deformacije materiala, da postopno oblikuje material v prednastavljeno obliko skozi niz valjalnih prehodov. Natančneje, postopek je mogoče razdeliti na naslednje stopnje:
Prenos sile: motor poganja valje, da se vrtijo; ko material vstopi v režo med valji, je izpostavljen tako radialnim tlačnim silam kot silam trenja.
Plastična deformacija: pod pritiskom napetost materiala preseže njegovo mejo tečenja, kar povzroči nepopravljivo spremembo njegove oblike.
Neprekinjeno oblikovanje: material se nenehno premika naprej, ko se valji vrtijo; s sekvenčno obdelavo skozi več nizov valjev na koncu doseže želeni profil prečnega-prereza.
Ključni operativni elementi
Valjčni sistem: jedro nadzora oblike in pritiska
Dizajn valja:
Površine valjev so zasnovane s posebnimi konveksnimi in konkavnimi utori, da se ujemajo s ciljnim profilom preseka (na primer pri izdelavi C-kanalnega jekla morajo obrisi valjev natančno ustrezati zahtevanemu profilu kanala). Več sklopov valjev je razporejenih po principu "progresivnega oblikovanja"-prejšnji valji izvajajo začetno krivljenje, medtem ko naslednji valji postopoma izboljšujejo dimenzije in kote, da dosežejo končno obliko.
Prilagoditev tlaka:
Hidravlični ali mehanski mehanizmi se uporabljajo za prilagajanje razmika med valji, s čimer se nadzoruje velikost uporabljenega pritiska. Nezadosten pritisk povzroči nepopolno oblikovanje, previsok pritisk pa lahko povzroči pokanje materiala ali pospešeno obrabo valjev.
Sistem za dovajanje in prenos materiala
Način hranjenja:
Material (npr. jekleni trakovi, aluminijaste plošče) se dovaja v valjčno režo s konstantno hitrostjo s podajalno napravo (kot je valjčni transporter ali tekoči trak). Hitrost podajanja mora biti sinhronizirana s hitrostjo vrtenja valjev (običajno v razponu od 0,5 do 10 metrov na minuto, prilagojena glede na debelino materiala in kompleksnost oblikovanja).
Prenos moči:
Motor poganja valje prek sestavnih delov, kot so reduktorji hitrosti in menjalniki, kar zagotavlja stabilno vrtilno hitrost (s toleranco manj kot ali enako 1 %), da se prepreči odstopanje dimenzij v oblikovanem izdelku, ki ga povzročijo nihanja hitrosti.
Vodilne in pozicionirne naprave Dovodno vodenje:
Na vhodu se uporabljajo razširjene vodilne plošče ali nastavljivi vodilni valji, ki zagotavljajo, da material natančno vstopi v sredino valjčne reže, s čimer se prepreči poševnost ali zvijanje.
Post{0}}oblikovanje položaja:
Podporni valji ali naprave za ravnanje so nameščeni na izpustnem koncu, da se prepreči deformacija oblikovanega profila zaradi sprostitve napetosti.
Korak--analiza postopka oblikovanja po korakih
Če za primer vzamemo C{0}}oblikovanje jeklenih kanalov, lahko potek dela razdelimo na štiri stopnje:
Začetna faza hranjenja
Material ploščate plošče se dovaja s podajalnim mehanizmom v prvi sklop valjev, ki izvajajo začetni pritisk, da vzpostavijo pred{0}}upogibni kot stranskih prirobnic (npr. 15–30 stopinj).
Stopnja progresivnega oblikovanja
Material prehaja zaporedno skozi sklope valjev od 2 do 8 (odvisno od zahtevane natančnosti); vsak niz valjev postopoma povečuje kot prirobnice (npr. za 10–15 stopinj na prehod), hkrati pa nadzira višino in ravnost koprene (osrednji navpični del).
Faza končne obdelave in dimenzioniranja
Končni komplet valjev izvaja natančen pritisk na prečni-prerez, popravlja morebitne kotne napake (na manj kot ali enako 1 stopinji), zagotavlja pravokotnost prirobnic glede na mrežo in hkrati odpravlja vse najmanjše površinske gube.
Faza rezanja in praznjenja
Oblikovani dolgi profil se z letečimi škarjami ali žagami razreže na določeno dolžino in se nato odpelje po tekočem traku, s čimer se zaključi proizvodnja končnega izdelka.
Razširjena uporaba načel: CNC tehnologija valjanja
Sodobni stroji za oblikovanje valja vključujejo sisteme računalniškega numeričnega krmiljenja (CNC) za izboljšanje natančnosti procesa oblikovanja z naslednjimi metodami:
Prilagoditev-parametrov v realnem času: Senzorji nenehno spremljajo debelino materiala in temperaturo v realnem času, kar omogoča sistemu CNC, da samodejno natančno{1}}nastavi razmik med valji in pritisk.
Več{0}}osno koordinirano krmiljenje: za zapletene prečne-prereze (kot so spremenljivi-profili presekov) servo motorji poganjajo več sklopov valjev, da delujejo usklajeno, s čimer se doseže-tridimenzionalno oblikovanje.
Navidezna simulacija in pred-vizualizacija: programska oprema CAD/CAM se uporablja za simulacijo celotnega procesa oblikovanja, kar omogoča predhodno-optimizacijo razporeditev valjev in procesnih parametrov, kar pomaga zmanjšati materialne odpadke, povezane s fizičnimi preskusnimi vožnjami.
