플레이트 롤 굽힘 계산: 변환 공식
거대한 철골 구조물이 어떻게 완벽한 곡선으로 만들어지는지 궁금한 적이 있나요? 바로 롤 벤딩이 그 비결입니다. 이 기사에서는 이 매혹적인 세계로 들어가 보겠습니다...
4롤 플레이트 벤딩 머신이 어떻게 이렇게 정밀한 곡선을 구현하는지 궁금한 적이 있으신가요? 이 기사에서는 숙련된 기계 엔지니어의 안내에 따라 측면 롤 위치 이동 계산에 대해 살펴봅니다. 이 놀라운 기계를 가능하게 하는 핵심 원리와 기술을 알아보세요.
3점 절곡 원리에 따라 판재 절곡기는 작업 롤의 회전 운동과 상대적인 위치 변화를 활용하여 연속적인 탄성 소성 변형을 달성합니다. 이 공정을 통해 금속판을 원통, 호, 정밀 공작물 등 미리 정해진 모양으로 성형할 수 있습니다.
플레이트 벤딩 머신은 보일러 제조, 조선, 석유화학, 금속 구조물, 판금 성형 기계 등 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용되고 있습니다.
플레이트 벤딩 머신은 롤 구성에 따라 2롤, 3롤, 4롤 유형으로 분류되며, 각각 고유한 작동 특성과 기능을 제공합니다.
기존의 2롤 설계에 비해 4롤 플레이트 벤딩 머신은 공작물 센터링 개선, 잔류 직선 모서리 감소, 원형 프로파일 정확도 향상, 생산 효율성 증대 등 여러 가지 이점을 제공합니다.
또한 4롤 플레이트 벤딩 머신은 뒤집지 않고도 플레이트 엔드 프리벤딩과 연속 공작물 롤링을 수행할 수 있어 고급 판금 성형 작업에서 그 가치가 점점 더 높아지고 있습니다.
기계는 일반적으로 상부 롤, 하부 롤, 두 개의 측면 롤(전면 및 후면)로 구성됩니다. 상부 롤은 고정된 위치에서 회전하며 마찰을 통해 강판을 공급합니다. 클램핑, 프리벤딩, 압연 공정은 하부 롤과 두 개의 사이드 롤의 위치를 정밀하게 조정하여 제어합니다.
롤링 정확도를 최적화하려면 하부 롤과 측면 롤의 정확한 위치를 파악하는 것이 중요합니다. 기존에는 작업자가 경험과 반복적인 조정에 의존하여 이러한 구성 요소를 제어하고 지속적인 비교와 모델 확인을 통해 롤링 정확도를 모니터링했습니다. 이러한 접근 방식은 종종 정확도와 효율성이 최선이 아닌 결과를 초래합니다.
이 기사에서는 탄성 회복 이론을 기반으로 스프링백 곡률 반경에 대한 새로운 계산 공식을 제시하고 강판 압연 공정 중 하부 및 측면 롤의 최적 위치 요구 사항을 조사합니다. 정렬, 프리벤딩 및 벤딩 작업 중 이러한 구성 요소의 정확한 위치를 계산하기 위해 포괄적인 수학적 모델을 수립합니다.
이 연구는 강판 압연 공정 전반에 걸쳐 하부 롤과 전면 및 후면 롤의 필요한 변위를 정확하게 결정하여 디지털 제어 시스템에 정밀한 이송 데이터를 제공합니다. 생산 시험에서 이 방법의 일관성을 실제 적용 사례와 검증하여 압연 정확도와 운영 효율성이 크게 개선되었음을 입증했습니다.
4롤 플레이트 벤딩 머신은 정밀하고 효율적인 작동에 기여하는 몇 가지 중요한 구성 요소로 이루어져 있습니다. 여기에는 상부 롤 어셈블리, 하부 롤 어셈블리, 측면 롤 메커니즘, 전복 시스템, 로우 및 하이 랙, 베이스 구조 및 유압 동력 장치가 포함됩니다.
상부 롤은 최적화된 전송 시스템을 통해 고정밀 서보 모터로 구동되는 주 구동 요소로 작동합니다. 작동 중에도 위치가 고정되어 있어 일관된 힘을 가할 수 있습니다. 하부 및 측면 롤은 구동 부품으로 작동하며, 성형 중인 강판과의 마찰 결합을 통해 회전이 촉진됩니다.
하부 롤은 특수 설계된 베어링 시트에 장착되어 프레임에 통합된 정밀 가공된 슬라이딩 가이드 홈 내에서 수직으로 조정할 수 있습니다. 이 기능 덕분에 다양한 판재 두께를 수용할 수 있어 다양한 제조 시나리오에서 기계의 활용도가 향상됩니다.
사이드 롤은 전용 베어링 시트에 설치되어 벤딩 공정 중 적절한 정렬과 압력 분배를 유지하는 데 중요합니다. 원하는 원통형 곡률을 높은 정확도로 달성하기 위해 사이드 롤 베어링 시트는 각각의 슬라이딩 가이드 홈 내에서 경사 경로를 따라 움직이도록 설계되었습니다. 수직축을 기준으로 특정 각도로 설정된 이 경사 이동을 통해 굽힘 반경을 미세 조정할 수 있으며 공작물의 전체 길이에 걸쳐 균일한 곡률을 보장합니다.
유압 실린더로 제어되는 하부, 측면 및 상부 롤의 전복 및 리셋 메커니즘을 통해 기계의 적응성이 더욱 향상되었습니다. 이 기능은 공작물의 로딩, 언로딩 및 조정을 용이하게 하여 운영 효율성을 크게 개선하고 사이클 시간을 단축합니다.
그림 1은 장비의 전체 구조를 포괄적으로 시각화한 것으로, 다양한 구성 요소와 시스템 간의 복잡한 상호 작용을 보여줍니다. 이러한 통합 설계 접근 방식은 금속 성형 작업에서 최적의 성능, 정밀도 및 신뢰성을 보장합니다.
강판 압연 공정은 일반적으로 준비, 공급, 프리벤딩, 반대편 프리벤딩, 압연 성형 및 아크 보정을 포함한 6단계로 구성됩니다. 이 과정은 그림 2에 나와 있습니다.
1.2.1 준비 및 먹이기
하부 롤은 상부 생성 라인과 상부 롤의 하부 생성 라인 사이의 거리가 공작물의 두께보다 약간 큰 위치로 들어 올려집니다.
후면 롤은 상단 제너트릭스 및 하단 롤의 상단 제너트릭스가 동일한 수평면에 있는 위치로 들어 올려지고, 전면 롤은 그 중심선이 상단과 하단 롤 사이에 위치하는 위치로 들어 올려집니다(그림 2a 참조).
공작물은 상부 롤과 하부 롤 사이에 수평으로 공급되며, 앞쪽 끝이 앞쪽 롤을 누릅니다. 그런 다음 하단 롤을 들어 올려 강판을 고정합니다(그림 2b 참조).
이 단계가 완료되면 준비 및 공급 프로세스가 완료됩니다.
1.2.2 프리벤딩
앞쪽 롤은 원래 위치로 돌아가고 뒤쪽 롤은 강판의 프리벤딩 곡률에 맞게 공정 높이로 올라갑니다(그림 2c 참조).
상단 롤이 시계 반대 방향으로 회전하여 강판을 앞으로 밀어냅니다. 강판의 끝이 두 롤러 사이의 거리의 절반에 도달하면 필요한 곡률에 도달했는지 측정해야 합니다.
다른 쪽 끝을 미리 구부리는 과정은 위에서 설명한 것과 유사합니다.
1.2.3 롤 벤딩
전면 롤은 필요한 곡률에 맞게 공정 높이까지 올리고 후면 롤은 낮추어 전면과 후면 롤이 모두 같은 높이가 되도록 합니다.
상부 롤이 시계 반대 방향으로 회전하여 강판을 앞으로 움직이게 하여 말리도록 합니다. 동시에 템플릿을 사용하여 돌출된 강판의 곡률을 측정하고 원하는 라디안을 얻기 위해 필요에 따라 공정 높이를 조정합니다(그림 2d 참조).
아크 보정 프로세스는 롤과 유사합니다. 벤딩 프로세스.
현재 대부분의 코일은 냉간 압연을 통해 생산됩니다. 이 과정에서 스프링백 현상이 상당히 두드러지기 때문에 이를 보정하기 위해 적절한 양의 오버와인이 필요합니다.
일반적으로 스프링백 반경은 원하는 부품의 반경보다 작아야 합니다.굽힘 반경).
탄성 플라스틱 역학에 기반한 스프링백은 판금 가공 은 탄성 계수, 강화 탄성 계수, 항복 한계, 프리코일링 반경, 시트 두께와 같은 요소의 영향을 받습니다.
이론적 도출을 통해 복구 전 곡률 반경의 계산 공식은 다음과 같이 결정할 수 있습니다:
공식에서:
분석은 강판 압연 프로세스를 살펴보면 롤링 중에 상부 롤의 위치는 변하지 않고 주로 하부 롤의 수직 이동과 양쪽 롤의 각진 이송을 통해 롤링이 이루어짐을 알 수 있습니다.
따라서 공정 중 각 롤러의 위치를 정밀하게 제어하여 강판을 정확하게 압연할 수 있습니다.
다음은 전진 이동, 프리벤딩, 코일링과 같은 주요 공정 중 하부 롤과 측면 롤의 공정 위치를 수학적 모델링 및 계산하는 데 중점을 둡니다.
계산에는 압연기의 기하학적 매개변수, 압연 강판의 재질과 두께, 압연 반경 등의 요소가 고려됩니다.
다음 기호는 일반적으로 플레이트 벤딩 머신의 백롤과 양쪽의 변위 공식을 도출하는 데 사용됩니다:
그림 2에 표시된 것처럼 플레이트 벤딩 머신의 정렬 과정에서 하부 롤과 양쪽 롤은 그에 상응하는 변위를 겪습니다. 정렬 중 각 롤러의 공정 위치는 그림 3에 나와 있습니다.
양쪽 롤과 아래쪽 롤의 변위는 다음과 같이 기하학적 관계에 따라 계산할 수 있습니다:
벤딩 머신의 프리벤딩 과정에서 그림 2와 같이 하부 롤과 전면 및 후면 롤은 그에 상응하는 변위를 겪습니다.
프리벤딩 공정의 요구 사항을 충족하기 위해 왼쪽 프리벤딩 중 각 롤의 공정 위치는 그림 4에 나와 있습니다. 오른쪽 프리벤딩 중에는 앞쪽과 뒤쪽 롤의 위치만 바뀌고 아래쪽 롤의 위치는 그대로 유지됩니다.
기하학적 파라미터 B의 값은 비대칭 3롤 플레이트 벤딩 머신의 계산 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 이 문서에서 B는 2t으로 간주합니다.
"O"가 스프링백 전 곡률 중심이라고 가정하고, "y"는 상부 롤 중심과 굽힘 중심선 "OO" 사이의 각도를 나타냅니다.1" 및 하부 롤 중심과 굽힘 중심선 "OO" 사이의 각도2.”
각도 'φ'는 선 'O' 사이의 각도를 나타냅니다.1O2"를 위쪽 롤 중심과 아래쪽 롤 중심 사이, 위쪽 롤 중심과 굽힘 중심 사이의 선으로 설정합니다.
각도 'θ'는 선 'AO' 사이의 각도를 나타냅니다.3", 벤딩 머신의 중심과 사이드 롤의 중심 사이에 "OO3"를 측면 롤의 중심과 구부러진 중심 사이에 배치합니다.
이러한 기하학적 관계를 바탕으로 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다:
공식에서 기하학적 매개변수 B는 하부 롤 O의 중심값입니다.2 OO1는 비대칭 3롤 플레이트 벤딩 머신의 공식에 따라 계산할 수 있습니다.
이 글에서 B = 2t 및 기타 매개변수는 위와 동일합니다.
다음과 같은 경우를 가정해 보겠습니다. F 는 OO의 교차점입니다.2 및 AO3사이의 각도이고, β는 F 그리고 위쪽과 아래쪽 롤의 중간 선입니다.
In △ AFO2의 사인 정리에 따라 계산합니다:
따라서:
마찬가지로 △ AFO2:
따라서:
In △ AFO2:
따라서:
즉:
따라서 양쪽 롤과 아래쪽 롤 사이의 변위는 다음과 같습니다:
오른쪽이 미리 구부러진 경우 Y1 는 변경되지 않고, Y2 및 Y3 를 교환할 수 있습니다.
그림 2에 표시된 플레이트 벤딩 머신의 연속 벤딩 공정에서 두 개의 사이드 롤은 대칭으로 배치되고 하단 롤과 전면 및 후면 사이드 롤은 해당 변위를 갖습니다.
연속 절곡 공정의 요구 사항을 충족하기 위해 공정 중 각 롤러의 위치는 그림 5에 표시되어 있습니다.
기하학적 관계에 따르면, △OAO에서3를 사인 정리에 따라 계산합니다:
따라서:
O는 스프링백 전 곡률 중심, λ는 OO 사이의 각도라고 가정합니다.2 및 OO3를 클릭합니다:
에서 △OAO3：
따라서:
만약 Y1 는 변경되지 않고, Y2=Y3=L3-AO3이므로 양쪽 롤러와 아래쪽 롤러의 변위는 다음과 같습니다:
W1220 x 2500 플레이트를 사용하여 실험 연구를 수행했습니다. 롤링 머신두께 10mm의 Q235 소재 플레이트와 700mm의 롤링 반경으로 제작되었습니다.
실험 결과 실제 원 반경과 필요한 원 반경 사이에 4.8mm의 절대 오차가 발생하여 0.68%의 상대 오차가 발생하는 것으로 나타났습니다. 이러한 결과를 바탕으로 보정이 정확도 요구 사항을 충족하기에 충분하다고 판단했습니다.
스프링백 반경을 조정하기 위해 여러 차례 시도한 테스트 데이터를 분석한 결과, 오류의 주요 원인은 스프링백 반경을 계산하는 동안 플레이트가 순수한 굽힘을 겪고 있다고 가정하고 압출력과 마찰의 영향을 고려하지 않았기 때문인 것으로 밝혀졌습니다.
그러나 기술적 분석 결과 변위 계산이 정확하고 프로세스의 요구 사항을 충족하는 것으로 나타났습니다.
이 문서에서는 4롤의 롤링 프로세스에 대한 분석을 제공합니다. 플레이트 압연기. 스프링백 반경에 대한 계산 공식과 수학적 및 기계적 방법을 결합하여 기계의 작업 과정에서 각 롤러의 위치를 분석합니다.
계산 결과는 4롤 플레이트 벤딩 머신에서 테스트되었습니다.
실험 결과, 이 방법을 사용하면 테스트 횟수를 크게 줄이고 압연 공정의 정확성과 효율성을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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