Přeměna kulatých trubek na čtvercové trubky je běžný proces zpracování kovů, který spočívá v tom, že plasticita kovových materiálů mění tvar průřezu trubice- a zároveň zajišťuje její strukturální integritu a výkon.Mezi základní metody patří především tažení za studena, válcování (extruze) a válcování za tepla,které jsou vhodné pro různé specifikace, požadavky na přesnost a výrobní měřítka. Níže je podrobný{1}}průvodce{1}}za{2}}krokem včetně přípravy, základní operace, následného-zpracování a klíčových opatření.
1. Přípravy před zpracováním
Základem pro zajištění kvality čtvercových trubek je odpovídající příprava zahrnující výběr materiálu, kontrolu zařízení a povrchovou úpravu, která má přímý vliv na tvářecí efekt a životnost výrobku.
1.1 Výběr a kontrola materiálu
Ne všechny kulaté trubky jsou vhodné pro přeměnu na čtvercové trubky; materiál musí mít dobrou plasticitu, aby se zabránilo praskání během procesu deformace. Mezi běžně používané materiály patří:
- Uhlíková ocel: Například ocel 20#, Q235 (ekvivalentní ASTM A36) a Q355 (ekvivalentní EN 10219 S355), které jsou nákladově-efektivní a mají dobrou deformovatelnost, vhodné pro obecné konstrukční použití.
- Nízkolegovaná ocel: Díky vyšší pevnosti než běžná uhlíková ocel je vhodná pro nosné-scénáře, jako jsou mosty a těžké stroje.
- Nerezová ocel: Například 304 a 316, které jsou vybrány pro prostředí odolná vůči korozi-, ale obtížnost zpracování a náklady jsou relativně vysoké.
- Požadavky na kontrolu: Zkontrolujte kulatou trubku na povrchové vady (jako jsou praskliny, jizvy a promáčkliny), změřte její vnější průměr, tloušťku stěnya přímost, aby bylo zajištěno, že splňuje požadavky na zpracování. Tloušťka stěny kruhové trubky by měla být jednotná a odchylka by neměla překročit ±10 % (s odkazem na příslušné požadavky normy EN 10255 pro trubky z nelegovaných ocelí).
1.2 Příprava vybavení a nářadí
Použité vybavení se liší v závislosti na metodě tvarování a klíčové nástroje je třeba předem-upravit, aby byl zajištěn stabilní provoz:
- Pro tažení za studena: Stroj pro tažení za studena, čtvercová matrice (odpovídající cílové velikosti čtvercové trubky), mazivo (pro snížení tření a zabránění poškrábání povrchu), žíhací pec (pro střední odlehčení pnutí).
- Pro válcování: více-skupinové tvářecí válce, válcový mlýn, zařízení na úpravu velikosti, převodový systém. Válečky je třeba upravit podle velikosti kulaté trubky a cílové čtvercové trubky a některé pokročilé výrobní linky mohou realizovat online nastavení bez výměny válečků.
- Pro válcování za tepla: Vyhřívací pec (k ohřevu kulaté trubky na teplotu plastické deformace), válcovna se čtvercovým/obdélníkovým průchodem, chladicí zařízení, rovnačka.
1.3 Povrchová úprava kulatých trubek
Před tvářením je nutné povrch kulaté trubky očistit od oxidů, rzi, olejových skvrn a dalších nečistot, které mohou zabránit povrchovým defektům (jako jsou škrábance a důlky) během zpracování a zajistit kvalitu tvářecího povrchu:
- Moření: Namočte kulatou trubici do kyselého roztoku, abyste odstranili povrchové oxidy; po moření opláchněte čistou vodou, abyste zabránili korozi zbytků kyseliny.
- Leštění (volitelně): U vysoce přesných{0}} čtvercových trubek vyleštěte povrch kulaté trubky, aby byla hladká, čímž se sníží tření během tvarování.
- Mazání: Naneste mazivo rovnoměrně na povrch kulaté trubky (obzvláště důležité pro tažení za studena), které může snížit opotřebení formy/válců a kulaté trubky a zlepšit účinnost tváření.
2. Metody tváření jádra (provoz krok-za-krokem)
Volba způsobu tváření závisí na velikosti kulaté trubky, požadavcích na přesnost čtvercové trubky a výrobním měřítku. Následují tři nejpoužívanější metody s podrobnými provozními kroky a charakteristikami.
Metoda 1: Kreslení za studena (vhodné pro malé/střední specifikace, vysoká přesnost)
Tažení za studena je nejrozšířenější metodou pro přeměnu kulatých trubek na čtvercové trubky, které mohou dosáhnout vysoké rozměrové přesnosti a ostrých rohů, vhodné pro přesné stroje, nábytek a další obory, které vyžadují vysoký vzhled a přesnost. Operační kroky jsou následující:
- Žíhání kulatých trubek: Očištěnou kulatou trubku vložte do žíhací pece, zahřejte na 600-700 stupňů (v závislosti na materiálu), udržujte určitou dobu v teple a poté pomalu ochlaďte. Tento krok může eliminovat vnitřní pnutí kruhové trubky, zlepšit její plasticitu a zabránit praskání během tažení.
- Instalace a seřízení formy: Nainstalujte čtvercovou matrici odpovídající cílové velikosti čtvercové trubky (délka × šířka × tloušťka stěny) na stroj pro tažení za studena, upravte polohu matrice tak, aby byla osa matrice zarovnána se středovou osou kulaté trubky a mezera mezi matricí a kulatou trubkou byla přiměřená (pro zajištění jednotné tloušťky stěny čtvercové trubky).
- Podávání a tažení: Vložte jeden konec namazané kulaté trubky do čtvercové matrice, upněte konec kulaté trubky pomocí svorky stroje pro tažení za studena a spusťte stroj, aby protáhl kulatou trubku matricí rovnoměrnou rychlostí. Rychlost tažení by měla být řízena na 1-5 m/min (upravte podle materiálu a specifikace), aby se zabránilo nadměrné rychlosti vedoucí k poškrábání povrchu nebo nerovnoměrnosti tloušťky stěny.
- Více{0}}průchodový výkres (je-li to nutné): U kulatých trubek s velkou deformací (např. přeměna kruhové trubky o velkém -průměru na malou- čtvercovou trubku) nemůže jediný výkres splnit požadavky. Je nutné provést více-tahování a po každém tažení provést mezižíhání, aby se eliminovalo procesní zpevnění a zajistila se plasticita materiálu. Velikost deformace jednoho průchodu by neměla překročit 15 %, aby nedošlo k poškození materiálu.
- Počáteční kontrola: Po vytažení vyjměte tvarovanou čtvercovou trubku, zkontrolujte její vnější velikost, tloušťku stěny a kvalitu povrchu a v případě odchylek včas upravte raznici nebo rychlost tažení.
- Vlastnosti: Vysoká přesnost (rozměrovou toleranci lze řídit v rozmezí ±0,2 mm), ostré rohy, hladký povrch, ale nízká efektivita výroby a vysoké náklady, nevhodné pro velkosériovou-výrobu.
Metoda 2: Tvarování rolí (extruze) (vhodné pro velké specifikace, hromadnou výrobu)
Tvarování válcem využívá více{0}}skupinové válce k postupnému stlačování kulaté trubky do čtvercového tvaru, který má výhody vysoké rychlosti, vysoké účinnosti a nízkých nákladů a je vhodný pro velké-průměrové, silnostěnné- čtvercové trubky a scénáře hromadné výroby, jako je stavebnictví a stavební inženýrství. Operační kroky jsou následující:
- Nastavení válečku: Podle vnějšího průměru kulaté trubky a cílové velikosti čtvercové trubky upravte polohu a mezeru každé skupiny tvarovacích válečků. Válce jsou navrženy s progresivními přechodovými tvary (od kruhového přes eliptický až po čtvercový), což zajišťuje postupnou deformaci kruhové trubky bez náhlé koncentrace napětí.
- Podávání: Vložte vyčištěnou a namazanou kulatou trubku do válcového mlýna a zajistěte, aby byla kulatá trubka vyrovnána se středovou osou válců, aby nedošlo k odchylce během tváření.
- Progresivní tváření: Spusťte válcový mlýn a kulatá trubka postupně prochází více-skupinovými válci. Každá skupina válečků trochu stlačí kulatou trubku a postupně změní kruhový průřez-na čtvercový-průřez. Počet válců je obvykle 4-8 skupin a velikost deformace každého průchodu je řízena v rozumném rozsahu, aby se zabránilo prasklinám.
- Klížení a tvarování: Po průchodu tvarovacími válci vstupuje čtvercová trubka do kalibrační sekce. Klížící válečky dále korigují velikost a tvar čtvercové trubky, aby zajistily, že vnější velikost, diagonální odchylka a přímost splňují požadavky. Některé pokročilé výrobní linky používají metodu nastavování nesouososti, aby bylo možné provádět online nastavení různých specifikací bez výměny válců.
- Řezání: Podle požadované délky pomocí řezacího stroje (jako je pásová pila nebo laserový řezací stroj) nařežte vytvořenou čtvercovou trubku na zadanou velikost. Doporučuje se používat řezání laserem, aby se zabránilo ztvrdnutí hran způsobenému běžným řezáním.
- Charakteristika: Vysoká produkční rychlost (pracovní rychlost může dosáhnout několika metrů za minutu), nízké náklady, vhodné pro velko{0}}výrobu, ale přesnost je o něco nižší než u kreslení za studena, a rohy jsou zaoblené (velký R-úhel), což není vhodné pro scény vyžadující ostré rohy. R-úhel hotové čtvercové trubky je obvykle větší nebo roven 1,5t (t je tloušťka stěny).
Metoda 3: Válcování za tepla (vhodné pro trubky s velkými -průměrem a tloušťkou-stěn)
Válcování za tepla tvaruje kulatou trubku do čtvercové trubky při vysoké teplotě, což je vhodné pro kulaté trubky o velkém průměru -s tlustými{1}}stěnami, které se obtížně deformují při pokojové teplotě, jako jsou velké konstrukční díly a součásti těžkých strojů. Operační kroky jsou následující:
- Ohřev kulaté trubky: Vložte kulatou trubku do ohřívací pece a zahřejte ji na 1100-1250 stupňů (konkrétní teplota závisí na materiálu), udržujte ji po určitou dobu v teple, aby se zajistilo, že se celá kulatá trubka zahřeje rovnoměrně a dosáhne stavu plastické deformace. Kolísání teploty by mělo být řízeno v rozmezí ±10 stupňů, aby byla zajištěna konzistentní deformační výkonnost materiálu.
- Válcování: Vyjměte zahřátou kulatou trubku z pece a rychle ji vložte do válcovací stolice se čtvercovým/obdélníkovým průchodem. Válcovna používá válcování za vysokých{1}}teplot k lisování kulaté trubky do čtvercového tvaru v jednom nebo více průchodech. Rychlost válcování a tlak musí být přesně řízeny, aby se zabránilo nerovnoměrné tloušťce stěny nebo prasklinám způsobeným nadměrným tlakem nebo příliš vysokou rychlostí.
- Chlazení: Po válcování se čtvercová trubka ochladí vzduchovým nebo vodním chlazením. Rychlost chlazení by měla být řízena, aby se zabránilo vnitřnímu pnutí způsobenému rychlým chlazením. U materiálů s vysokou-pevností je nutné pomalé chlazení, aby byly zajištěny mechanické vlastnosti čtvercové trubky
