Оснастка профилегибочного станка
Любой профилегибочный станок и сопутствующее оборудование требует наличие технологической оснастки. Например, для профилегибочного стана это роликовая оснастка, для пневматических прессов это отрубная или перфорирующая оснастка.
Технологическая оснастка требует знаний методов разработки, а также наличие соответствующей квалификации разработчиков. Если для разработки отрубной или перфорирующей оснастки правила и технология более или менее известна, например, из справочника “Романовского”, то для разработки роликовой оснастки оптимальные или рациональные схемы до конца еще не определены. Нужно также отметить, что и для отрубной оснастки многое не изучено. Это связано с тем, что постоянно появляются новые сечения профилей, для которых старые технология отрезки не оптимальна, а новые еще не известны. Поэтому и в этой области есть немало белых пятен.
Роликовая оснастка
Наиболее наукоемкой и недостаточно исследованной является изготовление технологической оснастки для профилегибочных станков – это так называемая роликовая 
оснастка.
Роликовая оснастка может быть разработана по различным методам используемых при профилировании (изготовлении гнутых профилей).
В прежние времена технология проектирования роликовой оснастки базировалась на т.н. традиционном профилировании, разработчиком которой был Тришевский И.С. Особенность данной технологии заключалась в последовательной подгибки элементов профиля, как правило, с краевых элементов. В тоже время у традиционной технологии были и недостатки - это значительное количество технологических переходов (12-24), что требовало применения больших профилегибочных станов, которые требовали значительных финансовых затрат. Вторым недостатком традиционного профилирования было ограниченное применение в толщинах исходной заготовки. В частности данный метод был разработан для толщин от 3 до 8 мм и был ограничен (или нерационален) в применении для толщин менее 3 мм.
Технологическая оснастка: метод стесненного изгиба
Другим методом разработки технологической оснастки в ранние времена был т.н. метод “Стесненного изгиба”, особенностью которого, была осадка волнообразной заготовки с набором металла по зонам сгиба. Данный метод позволял делать профиль за 3-4 перехода, но ограничения данного метода были в узконаправленном применении. В частности методом “Стесненного изгиба” было возможно получать профили из трудно деформируемых материалов и сплавов, например, дюралюминиевых или титановых, а также в ограничение сечения профиля.
Воплотить эти два метода воедино позволил метод интенсивного деформирования , позволяющий за минимальное количество переходов сделать практически любой профиль. Особенностью метода интенсивного деформирования является максимальное использование упругопластических свойств материала и применения особых схем деформирования. Применение метода интенсивного деформирования позволило снизить количество технологических переходов в 2-3 раза, что позволило использовать малогабаритное профилегибочное оборудование.
При проектировании технологической оснастки могут использоваться различные технологические моменты касательно распределения металла по зонам сгиба. Если для традиционного профилирования характерно утончение по зонам сгиба, а для метода “Стесненного изгиба” характерно утолщение металла, то для метода интенсивного деформирования можно применять отсутствие утолщения и утонения металла, что облегчает проектирование оснастки.
Оснастка, чертёж остастки, технологическая схема оснастки, проектирование технологических калибров
Основой для проектирования любой технологической оснастки является чертеж на соответствующую деталь, в нашем случае профиль. Исходя из этого, технологом изготавливается технологическая схема. Разработка технологической схемы – сложная и ответственная задача. Правильно спроектированная схема обеспечивает получении качественного профиля, в соответствии с чертежом и без возникновения различных дефектов, среди которых особенно стоит отметить волнистость на кромке изделия и дефект нарушения покрытия. К сожалению, чтобы сразу спроектировать качественную технологическую схему нужен большой опыт проектирования и знания основ пластической деформации. В какой-то степени данную проблему компенсирует использование программ компьютерного моделирования, среди которых можно отметить программы FEA Copra Rollforming, и программы динамического моделирования технологических процессов: Abaqus, ls-dyna и др. Наиболее отработанной в настоящее время является применение программы Copra Rollforming которая позволяет значительно автоматизировать процесс проектирования. Другой вариант – это применение универсальных программ динамического анализа. В ряде случаев они могут дать более точный результат, чем Copra Rollforming, но использовать их гораздо сложнее. Другим преимуществом данных программ является их универсальность и фундаментальность, то есть позволяет подробно и глубоко исследовать любой динамический процесс (к которому и относится процесс изготовления профилей) к тому же в ней можно также исследовать и сопутствующие задачи – такие как отрубка, отрезка, перфорация и так далее.
Технолог-проектировщик разрабатывает технологическую схему путем разложения по технологическим переходам, проверяет относительное перемещение кромок заготовки, а при использовании компьютерных программ – продольную деформацию. Эта деформация не должна превышать предела перехода из упругого состояния в пластическое (как правило, это значение 0,002). В случае превышения может возникнуть дефект кромковой волнистости. Вот в чем преимущество применение компьютерного моделирования. Еще до изготовления реальной технологической (роликовой) оснастки компьютерное моделирование позволит выявить превышение деформации и возникновение дефекта кромковой волнистости и поэтому технолог-проектировщик может заранее изменить технологическую схему.
Нужно отметить, что существует множество тонкостей при разработке технологических схем. Эти тонкости зависят от сечения профиля, применяемого метода профилирования и технологического оборудования. Только глубокое погружение в процесс и детальная проработка и изучение всего процесса формообразования позволяет спроектировать качественную технологическую схему
После этого технолог приступает к проектированию технологических калибров, т.е. формующих роликов. Данный процесс тоже не менее важен разработки технологической схемы. В данном случае определяются диаметры роликов, расположение технологических переходов по горизонтальной и вертикальной оси станка и многое другое. При применении метода интенсивного деформирования также вводятся дополнительные буртовые элементы. Для сложных профилей вводится промежуточная роликовая оснастка, либо особые схемы воздействия к которым можно отнести применение 4-х валковых клетей либо воздействие на профиль под различными углами.
Далее технолог решает о целесообразности введения смазывающих устройств и дополнительных устройств, обеспечивающих качественное изготовление роликовой оснастки. Спроектированные роликовые калибры передаются в производственный цех, где на станках с программным управлением изготавливается соответствующая роликовая оснастка. Здесь также существует немало тонкостей обработки, например, доводка до определенной шероховатости контура ролика.
Правильно разработанная технологическая схема, роликовые калибры и точно исполненная в металле роликовая оснастка обуславливает отсутствие доработки при установке на профилегибочный станок. Но в ряде случаев роликовую оснастку приходится дорабатывать, это может быть связана с тем, что было указано выше, но также и с другими факторами, не зависящие от технолога, например, с разнотолщинностью либо большим разбросом характеристик материала заготовки, а также невозможностью или нежеланием металлургических заводов ужесточать требования на исходный металл. В ряде случаев добиться качественного профиля позволяет использование и регулировка самого стана, например, правильным устройством.
Проектирование технологической оснастки сложная и ответственная задача, решаемая только при глубоком понимании процесса изготовления гнутых профилей и тщательного исследования процессов пластического деформирования листовой заготовки.
