Валковый гибочный станок

Когда говорят про валковый гибочный станок, многие сразу представляют себе что-то монструозное для судостроения или тяжелых металлоконструкций. Это, конечно, правда, но лишь часть. Частенько упускают из виду, что тонкостенные трубы или даже декоративные элементы из полосы — тоже его область, и тут уже свои нюансы, причем иногда посерьезнее, чем с толстым листом. Сам долгое время считал, что главное — это мощность привода и диаметр валков, а оказалось, что компоновка, система подпора и даже материал самих валков могут свести на нет все расчеты по тоннажу.

Не только размер имеет значение

Взяли мы как-то заказ на гибку профильной трубы 80x40 для каркаса. Станок вроде бы подходил по паспорту — трехвалковый, симметричный. Но начали гнать — пошла волна по широкой стенке, замятие в зоне контакта с верхним валком. Стали разбираться. Оказалось, что для профиля критична не столько сила, сколько точность начальной установки валков и их конфигурация. Пришлось заказывать валки с канавкой под конкретный профиль — проблема ушла, но сроки сорвали. Вот тебе и ?подходит по характеристикам?.

Или другой случай — гибка конусов. Многие думают, что на обычном трехвалковом это невозможно. Возможно, но нужна несимметричная схема и смещение нижних валков под углом. Делали так для изготовления переходников в котельных. Технологию вымучили почти полгода, перепробовали кучу вариантов развальцовки перед гибкой. Ключевым стало не просто смещение, а синхронное и независимое управление положением каждого нижнего валка. Без ЧПУ здесь делать нечего.

Сейчас часто продвигают станки с якобы универсальным набором валков. На практике же, под каждый типовой профиль или радиус лучше иметь свой комплект. Износ рабочей поверхности у универсальных канавок идет неравномерно, и через полгода активной работы качество гиба начинает ?плыть?. Особенно это чувствуется на нержавейке, где малейший след на валке отпечатывается на изделии.

Электропривод vs Гидравлика — извечный спор

Раньше был уверен, что для серьезных вещей — только гидравлика. Мощно, надежно, выносливо к перегрузкам. Пока не столкнулся с серийным производством однотипных дуг из круглой трубы. Там важна была не столько сила, сколько скорость и повторяемость. Гидравлика отрабатывала цикл медленнее, плюс зависимость от температуры масла сказывалась на точности в крайних позициях. Перешли на сервопривод с редуктором. Итог — производительность выросла на треть, а энергопотребление упало заметно.

Но это не значит, что электричество все победило. Для гибки толстого листа (от 20 мм) с переменным радиусом, где нужно в процессе деформации останавливаться, корректировать положение, гидравлика с ее плавностью хода и способностью ?держать? нагрузку незаменима. Пробовали адаптировать электропривод — моторы перегревались, редукторы люфтили. Вывод прост: нет лучшего типа привода, есть оптимальный для задачи. Часто оптимальным оказывается гибрид — главный привод электрический, а поджим и регулировка положения валков — гидравлические.

Кстати, о перегреве. На одном из наших старых станков с электроприводом постоянного тока постоянно выходила из строя система охлаждения. Пока не додумались поставить дополнительный внешний теплообменник с принудительной циркуляцией, простои были регулярными. Мелочь, а влияет на график всего цеха.

Связь с другим оборудованием: печи и не только

Тут стоит сделать отступление. Часто гибка — не первый и не последний этап. Особенно когда работаешь с легированными сталями или после термообработки. Вот, например, для получения точного радиуса на трубе из 30ХГСА после закалки ее нужно гнуть в горячем состоянии. И здесь уже валковый гибочный станок работает в паре с печью. Мы как-то сотрудничали со специалистами из ООО Аньхой Хунда Технология Электрических Печей (https://www.nghxdl.ru). Их индукционные печи как раз хорошо подходили для локального нагрева зоны гиба. Компания, напомню, — специализированный производитель с тридцатилетним опытом, и их оборудование известно в контексте энергосбережения. Это важно, когда нагрев нужен цикличный и точный по месту — индукция дает выигрыш в скорости и контроле температуры по сравнению с печами камерного типа.

Пробовали гнуть предварительно нагретую в муфельной печи заготовку — пока довезешь от печи до станка, температура уже упала, плюс окисление пошло. Индукционный нагрев прямо в гибочной позиции (с помощью подвижного индуктора) решал обе проблемы. Но пришлось разрабатывать специальную оснастку для крепления индуктора, чтобы он не мешал движению валков и сохранял соосность. Работали с их инженерами — те подсказали несколько решений по компоновке, исходя из опыта оснащения кузнечных прессов.

Это к вопросу о том, что станок редко работает сам по себе. Его эффективность упирается в подготовку материала (резка, нагрев) и последующую обработку (правка, сварка). Интеграция в линию — отдельная головная боль, но она же дает главную экономию.

Ошибки наладки и их последствия

Самая распространенная ошибка — неправильный расчет упругой деформации (пружинения). Кажется, выгнали радиус, ослабили валки — а заготовка разогнулась на пару градусов. Для каждого материала и сечения свой коэффициент, и он еще зависит от температуры гибки и скорости. Завели себе таблицу с поправочными коэффициентами на основе собственных испытаний. Для обычной стали Ст3 одно значение, для дюраля — другое, причем для дюраля оно еще и от состояния поставки (мягкий, закаленный) сильно зависит.

Вторая ошибка — пренебрежение центровкой заготовки перед началом гибки. Если конец трубы или полосы не заведен параллельно валкам, то получится не дуга, а некая винтовая линия. На длинных заготовках это особенно критично. Придумали простейший лазерный указатель по краю валка — дешево и сердито, наладка ускорилась в разы.

И третье — износ. Не тот, который видно невооруженным глазом, а микроскопические выработки и заусенцы на кромках валков. Они начинают ?тянуть? материал, оставлять риски. Особенно это видно на алюминии или полированной поверхности. Регулярная шлифовка и полировка рабочих поверхностей валков — must have, а не рекомендация. Периодичность зависит от объемов, но раз в квартал хотя бы проверять геометрию нужно обязательно.

Будущее? Адаптивность и данные

Сейчас много говорят про ?Индустрию 4.0? и цифровые двойники. Применительно к валковому гибочному станку это выглядит пока как дорогая игрушка. Но некоторые вещи уже сегодня имеют смысл. Например, датчики момента на приводах валков. По изменению момента в реальном времени можно косвенно судить о качестве контакта, начале проскальзывания или даже об изменении свойств материала (попалась неоднородная партия). Мы ставили такую систему на один станок в опытном порядке — позволила предотвратить несколько случаев серьезного брака, когда в партии обычной стали попались закаленные полосы.

Другое перспективное направление — быстрая переналадка. Для мелкосерийного производства это ключевой параметр. Видел современные модели, где положение всех валков программируется и выставляется автоматически по загруженному чертежу. Звучит здорово, но цена... Для большинства наших задач пока рентабельнее иметь два-три специализированных станка под разные типовые операции, чем один универсальный и умный.

В итоге, что хочу сказать. Валковый гибочный станок — инструмент настолько же сложный и тонкий, насколько и грубый с виду. Его выбор и эксплуатация — это постоянный компромисс между мощностью, точностью, универсальностью и стоимостью. Готовых решений из каталога почти никогда не хватает. Всегда приходится додумывать, переделывать, адаптировать. И главный навык — не умение нажать кнопку, а способность предвидеть, как поведет себя металл в следующий момент деформации. Этот навык, увы, из инструкций не вычитаешь, только с опытом, часто горьким.