رولفرمینگ نوعی نورد است که شامل خمش مداوم یک نوار بلند ورق فلزی (معمولاً فولاد کلاف‌دار) به یک مقطع مورد نظر است. نوار از میان مجموعه‌ای از رول‌های نصب شده بر روی پایه‌های متوالی عبور می‌کند، که هر مجموعه تنها بخشی از خم را انجام می‌دهد تا مقطع (پروفایل) مورد نظر به دست آید. رول فرمینگ برای تولید قطعات با مشخصات ثابت با طول های بلند و در مقادیر زیاد ایده آل است.
نحوه عملکرد رول فرم
انواع پروفیل های مقطعی را می توان تولید کرد، اما هر پروفیل به مجموعه ای از ابزارهای رول به دقت ساخته شده نیاز دارد. طراحی رول ها با الگوی گل شروع می شود که به ترتیب مقطع پروفیل، یک پروفیل برای هر پایه رول است. سپس خطوط رول از پروفیل های الگوی گل استخراج می شوند. به دلیل هزینه بالای مجموعه های رول، شبیه سازی کامپیوتری اغلب برای توسعه یا تایید طرح های رول و بهینه سازی فرآیند شکل دهی برای به حداقل رساندن تعداد پایه ها و تنش های مواد در محصول نهایی استفاده می شود.
مقاطع رول شکل ممکن است مزیت هایی نسبت به اکستروژن با اشکال مشابه داشته باشند. قطعات رول شده ممکن است بسیار سبک‌تر باشند، با دیواره‌های نازک‌تر نسبت به فرآیند اکستروژن، و قوی‌تر هستند، زیرا در حالت سرد سخت شده‌اند. قطعات را می توان با روکش یا از قبل رنگ آمیزی کرد. علاوه بر این، فرآیند رول‌سازی سریع‌تر است و انرژی کمتری نسبت به اکستروژن مصرف می‌کند.دستگاه‌های رولفرمینگ در دسترس هستند که با استفاده از رول‌های مشابه، اشکالی با اندازه‌ها و ضخامت‌های مواد مختلف تولید می‌کنند. تغییرات در اندازه با تغییر دادن فاصله بین رول ها با تنظیم دستی یا کنترل های کامپیوتری به دست می آید که امکان تغییر سریع را فراهم می کند. این آسیاب های تخصصی در صنعت قاب بندی گیج سبک رایج هستند که در آن از گل میخ های فلزی و آهنگ های پروفیل ها و ضخامت های استاندارد استفاده می شود. به عنوان مثال، یک آسیاب ممکن است قادر به تولید گل میخ های فلزی از تارهای مختلف است.
خطوط رول فرمینگ را می توان با پیکربندی های متعدد برای پانچ و برش قطعات در یک عملیات مداوم راه اندازی کرد. برای برش یک قطعه به طول، می توان خطوط را طوری تنظیم کرد که از یک قالب پیش برش در جایی که یک قطعه خالی از آسیاب رول می گذرد، یا یک قالب پس از برش که در آن پروفیل پس از فرآیند رول شکل دهی قطع می شود، استفاده کرد. ویژگی ها ممکن است به شکل سوراخ، بریدگی، برجسته یا برشی با پانچ در یک خط رول فرمینگ اضافه شوند. این ویژگی‌های قطعه را می‌توان در یک برنامه پیش پانچ (قبل از شروع رول‌سازی)، در یک برنامه پانچ خط وسط (در وسط خط/فرایند رول‌سازی) یا یک برنامه پانچ پس از پانچ (بعد از انجام رول‌سازی) انجام داد. . برخی از خطوط رول فرمینگ فقط یکی از برنامه های پانچ یا برش بالا را شامل می شوند، برخی دیگر برخی یا همه برنامه ها را در یک خط ترکیب می کنند.
انواع پروفیل های مقطعی را می توان تولید کرد، اما هر پروفیل به مجموعه ای از ابزارهای رول به دقت ساخته شده نیاز دارد. طراحی رول ها با الگوی گل شروع می شود که به ترتیب مقطع پروفیل، یک پروفیل برای هر پایه رول است. سپس خطوط رول از پروفیل های الگوی گل استخراج می شوند. به دلیل هزینه بالای مجموعه های رول، شبیه سازی کامپیوتری اغلب برای توسعه یا تایید طرح های رول و بهینه سازی فرآیند شکل دهی برای به حداقل رساندن تعداد پایه ها و تنش های مواد در محصول نهایی استفاده می شود.
مقاطع رول شکل ممکن است مزیت هایی نسبت به اکستروژن با اشکال مشابه داشته باشند. قطعات رول شده ممکن است بسیار سبک‌تر باشند، با دیواره‌های نازک‌تر نسبت به فرآیند اکستروژن، و قوی‌تر هستند، زیرا در حالت سرد سخت شده‌اند. قطعات را می توان با روکش یا از قبل رنگ آمیزی کرد. علاوه بر این، فرآیند رول‌سازی سریع‌تر است و انرژی کمتری نسبت به اکستروژن مصرف می‌کند.
دستگاه‌های رولفرمینگ در دسترس هستند که با استفاده از رول‌های مشابه، اشکالی با اندازه‌ها و ضخامت‌های مواد مختلف تولید می‌کنند. تغییرات در اندازه با تغییر دادن فاصله بین رول ها با تنظیم دستی یا کنترل های کامپیوتری به دست می آید که امکان تغییر سریع را فراهم می کند. این آسیاب های تخصصی در صنعت قاب بندی گیج سبک رایج هستند که در آن از گل میخ های فلزی و آهنگ های پروفیل ها و ضخامت های استاندارد استفاده می شود.
راه اندازی خط رولفرم
خطوط رول فرمینگ را می توان با پیکربندی های متعدد برای پانچ و برش قطعات در یک عملیات مداوم راه اندازی کرد. برای برش یک قطعه به طول، می توان خطوط را طوری تنظیم کرد که از یک قالب پیش برش در جایی که یک قطعه خالی از آسیاب رول می گذرد، یا یک قالب پس از برش که در آن پروفیل پس از فرآیند رول شکل دهی قطع می شود، استفاده کرد. ویژگی ها ممکن است به شکل سوراخ، بریدگی، برجسته یا برشی با پانچ در یک خط رول فرمینگ اضافه شوند. این ویژگی‌های قطعه را می‌توان در یک برنامه پیش پانچ (قبل از شروع رول‌سازی)، در یک برنامه پانچ خط وسط (در وسط خط/فرایند رول‌سازی) یا یک برنامه پانچ پس از پانچ (بعد از انجام رول‌سازی) انجام داد. . برخی از خطوط رول فرمینگ فقط یکی از برنامه های پانچ یا برش بالا را شامل می شوند، برخی دیگر برخی یا همه برنامه ها را در یک خط ترکیب می کنند.
فرآیند رولفرمینگ
رولفرمینگ در میان فرآیندهای تولید، یکی از ساده‌ترین فرآیندها است. معمولاً با یک سیم پیچ بزرگ از ورق فلزی، بین 1 اینچ (2.5 سانتی‌متر) و 20 اینچ (51 سانتی‌متر) عرض و 0.004 اینچ (0.10 میلی‌متر) و 0.125 اینچ (3.2 میلی‌متر) ضخامت شروع می‌شود که بر روی یک کویلر پشتیبانی می‌شود. نوار از طریق یک راهنمای ورودی تغذیه می شود تا مواد به درستی در هنگام عبور از رول های آسیاب تراز شوند، هر مجموعه از رول ها یک خم را تشکیل می دهند تا زمانی که مواد به شکل دلخواه خود برسد. مجموعه‌های رول معمولاً یکی بر روی دیگری بر روی یک جفت شفت موازی افقی که توسط یک پایه (ها) پشتیبانی می‌شوند، نصب می‌شوند. رول‌های جانبی و رول‌های خوشه‌ای نیز ممکن است برای ارائه دقت و انعطاف‌پذیری بیشتر و محدود کردن تنش‌های وارده بر مواد استفاده شوند. نوارهای شکل را می‌توان جلوتر از آسیاب رول‌ساز، بین آسیاب‌ها یا در انتهای خط رول‌سازی به طول برش داد.
امکانات هندسی رولفرم
امکانات هندسی می تواند بسیار گسترده باشد و حتی شامل اشکال محصور شده تا زمانی که سطح مقطع یکنواخت باشد. ضخامت ورق معمولی از 0.004 اینچ (0.10 میلی متر) تا 0.125 اینچ (3.2 میلی متر) متغیر است، اما ممکن است از این ضخامت نیز فراتر رود. طول تقریباً تحت تأثیر فرآیند نورد قرار نمی گیرد. عرض قطعات معمولاً کمتر از 1 اینچ (2.5 سانتی متر) نیست، اما می تواند از 20 اینچ (51 سانتی متر) تجاوز کند. محدودیت اولیه عمق پروفیل است که معمولاً به کمتر از 4 اینچ (10 سانتی متر) و به ندرت بزرگتر از 6 اینچ (15 سانتی متر) به دلیل تنش های ناشی از غلتک و اختلاف سرعت سطحی که با عمق افزایش می یابد محدود می شود.
تلورانس ها معمولاً می توانند در 0.015 ± اینچ (0.38 میلی متر) برای عرض شکل مقطع و ± 0.060 اینچ (1.5 میلی متر) برای عمق آن نگه داشته شوند.
نرخ تولید رولفرم
نرخ تولید تا حد زیادی به ضخامت مواد و شعاع خم بستگی دارد. با این حال، تعداد ایستگاه ها یا مراحل مورد نیاز نیز تحت تأثیر قرار می گیرد. برای شعاع خمشی 50 برابر ضخامت مواد فولاد کم کربن با ضخامت 0.7 اینچ (18 میلی متر) می تواند از 85 فوت در دقیقه (26 متر در دقیقه) تا هشت ایستگاه تا 55 فوت در دقیقه (17 متر در دقیقه) تا 12 متغیر باشد. ایستگاه ها یا 50 فوت در دقیقه (15 متر در دقیقه) از طریق 22 ایستگاه.
زمان شکل‌گیری یک محصول را می‌توان با یک تابع ساده نشان داد: t = (L + n⋅d) / V، که در آن L طول قطعه در حال شکل‌گیری است، n تعداد پایه‌های شکل‌دهی است، d است فاصله بین پایه ها، و V سرعت نوار از طریق رول ها است.
به طور کلی، خطوط رول فرمینگ بسته به کاربرد می توانند از 5 تا 500 فوت در دقیقه (1.5 تا 152.4 متر در دقیقه) یا بالاتر اجرا شوند. در برخی موارد عامل محدود کننده کاربردهای پانچ یا برش است.