Что такое 4-х вальцовый станок
4-х вальцовый листогибочный станок — это промышленное оборудование для гибки листового металла в цилиндры, конусы и дуги. В отличие от 3-х вальцовых станков, 4-х вальцовые обеспечивают:
- Более высокую точность за счёт синхронизации всех валов
- Возможность предварительного загиба кромок
- Упрощённую загрузку/позиционирование листа
Технология гибки
- Предварительный загиб (pre-bending) — кромка листа прижимается и загибается вокруг верхнего вала при помощи бокового
- Основной прогон — лист проходит между валами и приобретает форму дуги или кольца
- Завершение гибки — сведение концов листа до нужного радиуса или полного замыкания
Основные параметры
Обозначения:
- t — толщина листа, мм
- R — внутренний радиус гибки, мм
- r — радиус верхнего вала, мм
- L — длина дуги или окружности, мм
- E — модуль упругости материала, МПа
- \(\sigma_y\) — предел текучести, МПа
- K — коэффициент пружинения (1.1–1.3)
Формула минимального радиуса гибки
Для предотвращения трещин:
\[ R_{\text{min}} = K \cdot t \cdot \left( \frac{E}{\sigma_y} \right)^{0.5} \]
Пример для стали:
\[ R_{\text{min}} = 1.2 \cdot t \cdot \sqrt{ \frac{210\,000}{240} } = 1.2 \cdot t \cdot 29.6 \approx 35.5t \]
Расчет длины листа для цилиндра
Для листа толщиной \(t\) и внутренним радиусом \(R\):
\[ L = 2\pi (R + \frac{t}{2}) \]
Пример: \(R = 300\) мм, \(t = 4\) мм
\[ L = 2\pi(300 + 2) \approx 1896\, \text{мм} \]
Примеры расчета
Мягкая сталь, \(t = 4\) мм, \(\sigma_y = 240\) МПа
\[ R_{\text{min}} \approx 1.2 \cdot 4 \cdot \sqrt{\frac{210\,000}{240}} \approx 142\,\text{мм} \]
Алюминий, \(t = 4\) мм, \(\sigma_y = 150\) МПа
\[ R_{\text{min}} \approx 1.2 \cdot 4 \cdot \sqrt{\frac{70\,000}{150}} \approx 104\,\text{мм} \]
Нержавеющая сталь, \(t = 4\) мм, \(\sigma_y = 500\) МПа
\[ R_{\text{min}} \approx 1.2 \cdot 4 \cdot \sqrt{\frac{210\,000}{500}} \approx 98.4\,\text{мм} \]
Сравнительная таблица
Материал | Толщина, мм | \(\sigma_y\), МПа | Rmin, мм |
---|---|---|---|
Мягкая сталь | 3 | 240 | ≈ 106 |
Алюминий | 3 | 150 | ≈ 78 |
Нержавейка | 3 | 500 | ≈ 73 |
Латунь | 3 | 200 | ≈ 92 |
Практические советы
- Избегайте минимального радиуса — риск трещин
- Чем толще лист, тем больше должен быть радиус
- Делайте пробный прогон
- Учитывайте пружинение (коэффициент K)
- Для конусов — наклон бокового вала критичен
4-х вальцовые станки — точные, удобные и универсальные. Корректный расчет радиуса и длины листа — залог успешной гибки. Технология применима к разным металлам — от стали до алюминия.