Английское колесо, принцип работы станка, формовка

Ста­нок «Англий­ское коле­со» тех­ни­че­ски пред­став­ля­ет собой про­кат­ную уста­нов­ку – два сталь­ных роли­ка, кото­рые могут отфор­мо­вать листо­вой металл. Его поли­ро­ван­ные роли­ки назы­ва­ют­ся нако­валь­ня­ми. Они быва­ют раз­ных форм и раз­ме­ров, в зави­си­мо­сти от фор­мы, кото­рую нуж­но сде­лать из листа. Дви­гая лист метал­ла впе­рёд-назад меж­ду роли­ка­ми, он рас­тя­ги­ва­ет­ся, созда­вая изгиб. Изме­няя угол или меняя сто­ро­ну про­ка­ты­ва­ния, мож­но созда­вать более слож­ный изгиб.

«Англий­ское коле­со» может фор­мо­вать как сталь, так и алю­ми­ний. Рабо­та с алю­ми­ни­ем, конеч­но же, менее тру­до­ём­ка. Рабо­та со ста­лью тре­бу­ет боль­ше тер­пе­ния и вре­ме­ни. Весь про­цесс осу­ществ­ля­ет­ся без при­ме­не­ния элек­три­че­ства или гидравлики.

Пане­ли, сде­лан­ные спо­со­бом фор­мов­ки на «Англий­ском коле­се» име­ют высо­кую сто­и­мость, по срав­не­нию с отштам­по­ван­ны­ми. Это свя­за­но с тру­до­ём­ко­стью и необ­хо­ди­мо­стью обла­да­ния высо­ким мастерством.

«Англий­ское коле­со» спрес­со­вы­ва­ет и рас­тя­ги­ва­ет листо­вой металл. Чаще исполь­зу­ет­ся сплав алю­ми­ния для фор­мов­ки. В отли­чие от штам­па, фор­мо­воч­ный ста­нок более гибок и спо­со­бен фор­мо­вать пане­ли раз­лич­ной формы.

Для более тол­сто­го метал­ла может исполь­зо­вать­ся «Англий­ское коле­со» боль­ше­го раз­ме­ра и иметь элек­три­че­ский привод.

История возникновения

По неко­то­рым дан­ным пер­вая про­кат­ная уста­нов­ка появи­лась в сред­не­ве­ко­вой Фран­ции. Этот ста­нок вытес­нил часть тра­ди­ци­он­ной ков­ки, где исполь­зо­ва­лись киян­ки и  меш­ки с пес­ком, что­бы выко­ла­чи­вать доспе­хи или части авто­мо­биль­ных панелей.

Назва­ние «Англий­ское коле­со» появи­лось в 20 веке, когда этот ста­нок был вве­зён англий­ски­ми фор­мов­щи­ка­ми метал­ла. Он не стал исполь­зо­вать­ся в мас­со­вом про­из­вод­стве, но полу­чил попу­ляр­ность в рабо­тах с малым объёмом.

Фор­мо­воч­ный ста­нок при­ме­ня­ли при изго­тов­ле­нии пер­вых  авто­мо­би­лей Гран-при и боль­шин­ства евро­пей­ских клас­си­че­ских спор­тив­ных авто­мо­би­лей, а так­же мно­же­ства раз­лич­ных самолётов.

Дизайн «Англий­ско­го коле­са» мало изме­нил­ся со вре­мён 19 века. Рань­ше раму стан­ка дела­ли толь­ко из чугу­на и исполь­зо­ва­лись под­шип­ни­ки сколь­же­ния на колё­сах, что услож­ня­ло про­ка­ты­ва­ние метал­ли­че­ско­го листа. Поз­же, когда ста­ли исполь­зо­вать шари­ко­под­шип­ни­ки, стан­ки ста­ли более лёг­ки­ми в управ­ле­нии и лег­ко про­ка­ты­ва­ли 3 мм сталь. Поз­же чугун­ную раму «Англий­ско­го коле­са» нача­ли про­из­во­дить так­же и из ста­ли, а ещё поз­же уже изго­тав­ли­ва­ли из про­филь­ных труб. Это уде­ше­ви­ло кон­струк­цию стан­ка «Англий­ское коле­со» и сде­ла­ло его более попу­ляр­ным и доступным.

Обо­ру­до­ван­ное «Англий­ское коле­со» име­ет целый ассор­ти­мент опор­ных вали­ков раз­лич­ных форм.

Раз­лич­ные вари­а­ции фор­мо­воч­ных стан­ков по-преж­не­му исполь­зу­ют­ся в мно­го­чис­лен­ных част­ных авто­ма­стер­ских для рестав­ра­ции ста­рых кузо­вов и изго­тов­ле­нии новых.

Устройство и принцип работы на станке «Английское колесо»

Как было напи­са­но выше, «Англий­ское коле­со» исполь­зу­ет­ся, когда листу метал­ла нуж­но при­дать выпук­лую фор­му. Так­же, его часто при­ме­ня­ют для раз­гла­жи­ва­ния метал­ла, кото­рый был гру­бо сфор­мо­ван киян­ка­ми и молотками.

Верх­нее коле­со про­ка­ты­ва­ет металл, а ниж­ний валик слу­жит нако­валь­ней (опо­рой). Опор­ный валик мень­ше­го ради­у­са, чем верх­нее коле­со. Верх­нее коле­со обыч­но име­ет шири­ну 8 см или мень­ше и 25 см диа­метр или мень­ше. Оно плос­кое в попе­реч­ном сече­нии, в то вре­мя как ниж­ний опор­ный валик име­ет выпук­лую форму.

Раз­мер рамы с фор­мой, похо­жей на бук­ву «С» состав­ля­ет от 60 до 120 см. Этот раз­мер  опре­де­ля­ет наи­боль­ший раз­мер листа, с кото­рым мож­но рабо­тать на стан­ке. На неко­то­рых стан­ках мож­но пово­ра­чи­вать верх­нее коле­со и ниж­ний валик на 90 гра­ду­сов, что­бы уве­ли­чить место для листа металла.

Так как ста­нок рабо­та­ет, созда­вая неко­то­рое дав­ле­ние меж­ду коле­сом и опор­ным вали­ком, кото­рое воз­дей­ству­ет на лист метал­ла, а металл ста­но­вит­ся тонь­ше при про­ка­ты­ва­нии, ниж­няя часть стан­ка, на кото­рой кре­пит­ся опор­ный валик, может регу­ли­ро­вать­ся. Как толь­ко металл ста­но­вит­ся тонь­ше, нуж­но при­бли­жать опор­ный валик.

Ста­нок рас­тя­ги­ва­ет металл. Нуж­но быть очень осто­рож­ным, что­бы не рас­тя­нуть металл слиш­ком силь­но. Для это­го нуж­но рабо­тать мед­лен­но. Фор­мов­ка долж­на осу­ществ­лять­ся поэтап­но. Пери­о­ди­че­ски фор­му нуж­но про­ве­рять шаб­ло­ном или при­кла­ды­вать к кар­ка­су, что­бы про­ве­рить сов­па­де­ние изги­ба панели.

Коле­со и роли­ки сде­ла­ны из зака­лён­ной ста­ли и отпо­ли­ро­ва­ны. Они вра­ща­ют­ся вокруг сво­ей оси при помо­щи шарикоподшипников.

Неко­то­рые моде­ли стан­ков могут иметь нож­ную регу­ли­ров­ку ниж­не­го опор­но­го вали­ка, что­бы под­дер­жи­вать посто­ян­ное дав­ле­ние при изме­не­нии тол­щи­ны метал­ла, без при­ме­не­ния рук, кото­рые заня­ты листом в про­цес­се прокатки.

Быва­ют моде­ли с рыча­гом, уби­ра­ю­щим ниж­ний опор­ный валик для быст­ро­го высво­бож­де­ния листа метал­ла. При этом настрой­ки поло­же­ния вали­ка по высо­те сохра­ня­ют­ся и фор­мов­ка может быть быст­ро воз­об­нов­ле­на. Это очень эко­но­мит время.

Процесс формовки

Для нача­ла про­цес­са фор­мов­ки нуж­но при­бли­зить опор­ный валик к верх­не­му коле­су, оста­вив зазор для листа метал­ла. Далее опор­ный валик под­ни­ма­ет­ся выше, до тех пор, пока верх­нее коле­со и опор­ный валик не будут касать­ся листа. Лист дол­жен быть спо­со­бен нор­маль­но дви­гать­ся меж­ду коле­сом и вали­ком.  Дав­ле­ние уста­нав­ли­ва­ет­ся в зави­си­мо­сти от тол­щи­ны и соста­ва листо­во­го метал­ла. Нель­зя пере­тя­ги­вать винт регу­ли­ров­ки. Это услож­нит дви­же­ние листа метал­ла, сде­ла­ет на нём склад­ки, а так­же повре­дит рабо­чую поверх­ность вали­ка. Дав­ле­ние нуж­но уве­ли­чи­вать посте­пен­но, толь­ко после того, как выпук­лость сформировалась.

Про­цесс фор­мов­ки листа про­ис­хо­дит за счёт того, что опе­ра­тор стан­ка про­тал­ки­ва­ет лист метал­ла меж­ду верх­ним коле­сом и ниж­ним опор­ным вали­ком. Лист метал­ла нуж­но дви­гать меж­ду коле­сом и опор­ным вали­ком акку­рат­но и плав­но. Каж­дый про­ход листа через коле­со дол­жен быть доста­точ­но близ­ко к преды­ду­ще­му про­хо­ду. Таким обра­зом, после­ду­ю­щий про­ход немно­го пере­кры­ва­ет преды­ду­щий. Это даст рав­но­мер­ное про­ка­ты­ва­ние и формовку.

Основ­ные дви­же­ния пане­ли осу­ществ­ля­ют­ся впе­рёд назад через коле­со с опор­ным вали­ком, а так­же вле­во-впра­во и впра­во-вле­во, без про­пус­ка каких-либо сек­ций. Каж­дый про­ход осу­ществ­ля­ет­ся парал­лель­но преды­ду­ще­му. Нуж­но ста­рать­ся не про­ка­ты­вать лист метал­ла через одну и туже точ­ку. Нель­зя делать зиг­за­го­об­раз­ные дви­же­ния через всю панель. Это толь­ко создаст неров­ную поверх­ность в виде волн, вме­сто ров­но­го изгиба.

Про­дол­жай­те дви­гать длин­ны­ми дви­же­ни­я­ми. Дви­же­ния через колё­са долж­ны «рисо­вать» бук­ву «W» или «X». Тра­ек­то­рия в виде бук­вы «W» будет про­из­во­дить изгиб в одном направ­ле­нии, тогда как дви­же­ния в виде бук­вы «X» будут дей­ство­вать на лист, делая более слож­ный изгиб в виде чаши. Более близ­кие про­хо­ды дела­ют изгиб силь­нее, а про­хо­ды на боль­шем рас­сто­я­нии созда­ют менее силь­ный изгиб.

Очень важ­но, что­бы про­хо­ды сопро­вож­да­лись изме­не­ни­ем направ­ле­ния. Таким обра­зом, коле­со и валик все­гда долж­ны кон­так­ти­ро­вать в раз­ных местах с каж­дым про­хо­дом, при этом кон­тро­ли­ро­вать, что­бы раз за разом посте­пен­но был про­ка­тан весь лист.

Пери­о­ди­че­ски нуж­но добав­лять дав­ле­ние вали­ка. Нуж­но, что­бы он был затя­нут не слиш­ком силь­но и не слиш­ком сла­бо. Опе­ра­тор стан­ка дол­жен давать пане­ли самой при­ни­мать фор­му за счёт про­кат­ки и про­фи­ля опор­но­го вали­ка, а не гнуть её. Про­цесс рабо­ты на фор­мо­воч­ном стан­ке доста­точ­но одно­об­раз­ный. Нуж­но сле­дить за «пове­де­ни­ем» метал­ла. Металл как бы сам под­ска­зы­ва­ет, что делать даль­ше. Нель­зя делать неко­то­рые дви­же­ния рань­ше вре­ме­ни. Металл вытя­ги­ва­ет­ся и ста­но­вит­ся тонь­ше, обра­зуя выпук­лую поверхность.

Жёст­кость и проч­ность поверх­но­сти при­да­ют имен­но выпук­лые части. Раз­мер выпук­лой обла­сти зави­сит от сте­пе­ни, с кото­рой металл рас­тя­нут в сере­дине, по отно­ше­нию к кра­ям. Если сред­няя часть слиш­ком рас­тя­ну­та, то опе­ра­тор может вос­ста­но­вить фор­му, про­ка­тав края. Края как бы удер­жи­ва­ют фор­му. Жёст­кость и проч­ность так­же обес­пе­чи­ва­ют­ся созда­ни­ем отбор­то­вок по кра­ям после созда­ния необ­хо­ди­мо­го кон­ту­ра листа.

Для полу­че­ния поверх­но­сти с высо­кой сте­пе­нью изги­ба нуж­но начи­нать про­кат­ку с ниж­ним вали­ком, име­ю­щим неболь­шую выпук­лость и по мере изме­не­ния фор­мы листа нуж­но пере­хо­дить на более выпук­лый валик.

При рабо­те с мяг­ки­ми метал­ла­ми, таки­ми как алю­ми­ний, необ­хо­ди­мо, что­бы рабо­чие поверх­но­сти были иде­аль­но чисты­ми, так как загряз­не­ние может отпе­ча­тать­ся на листе метал­ла. Нуж­но выра­бо­тать при­выч­ку все­гда про­ти­рать коле­со и опор­ный валик перед работой.

При рабо­те на «Англий­ском коле­се» тре­бу­ет­ся кро­пот­ли­вость и тер­пе­ние, так как при­хо­дит­ся делать мно­же­ство про­ка­ты­ва­ний, что­бы сфор­мо­вать лист метал­ла как надо. Ино­гда нуж­но менять опор­ные вали­ки или пере­во­ра­чи­вать лист метал­ла, к при­ме­ру, для созда­ния двой­но­го изгиба.

Неко­то­рые пане­ли могут изго­тав­ли­вать­ся из несколь­ких сег­мен­тов, про­ка­тан­ных по отдель­но­сти и сва­ри­ва­е­мых вместе.

Боль­шие панели

Боль­шой лист фор­мо­вать гораз­до слож­нее, чем  малень­кий или сред­них раз­ме­ров. В этом слу­чае ино­гда при­хо­дит­ся рабо­тать над отдель­ны­ми сек­ци­я­ми попе­ре­мен­но, но сек­ции не долж­ны быть слиш­ком маленькими.

При фор­мов­ке боль­ших пане­лей может потре­бо­вать­ся помощ­ник, что­бы дер­жать одну сто­ро­ну. Их дей­ствия долж­ны быть согла­со­ва­ны. К при­ме­ру, один тол­ка­ет лист, а дру­гой тянет.

Шаб­ло­ны

На каж­дой ста­дии фор­мов­ки, опе­ра­тор стан­ка дол­жен све­рять­ся с фор­мой, кото­рую нуж­но полу­чить. Для это­го может исполь­зо­вать­ся бумаж­ный шаб­лон или макет дета­ли из тон­ко­го метал­ла, а так­же дере­вян­ный кар­кас. Може­те про­чи­тать, как изго­тав­ли­ва­ет­ся пол­но­раз­мер­ный дере­вян­ный макет-осно­ва для созда­ния кузо­ва в ста­тье “как сде­лать авто­мо­биль сво­и­ми рука­ми”. Для свер­ки с нуж­ным изги­бом может при­ме­нять­ся про­филь­ная линей­ка. С опы­том мож­но научить­ся опре­де­лять сколь­ко про­хо­дов потре­бу­ет­ся для полу­че­ния нуж­ной фор­мы кон­крет­но­го листа металла.

Масте­ра, изго­тав­ли­ва­ю­щие кузо­ва авто­мо­би­лей на заказ часто сна­ча­ла дела­ют мини­а­тюр­ную модель кузо­ва буду­ще­го авто­мо­би­ля, кото­рую могут сра­зу пока­зать клиенту.

Так­же може­те про­чи­тать ста­тью об изго­тов­ле­нии стан­ка “Англий­ское коле­со” сво­и­ми рука­ми.