Вальцовка листового металла и изготовление вальцов своими руками

Область применения листовой вальцовки

Вальцовка листовой стали — удобный и малоэнергоемкий способ получения пространственных изделий типа конусов или незамкнутых цилиндров из плоских исходных заготовок. По сравнению с иными технологиями производства изделий типа тел вращения (в частности, прессованием или вытяжкой) процессы вальцовки листового металла обеспечивают:

1. Снижение эксплуатационных расходов на оборудование и оснастку.
2. Повышение долговечности инструмента и станков.
3. Сокращение времени на переналадку.
4. Возможность эффективного использования в условиях мелкосерийного и единичного производства.
5. Упрощение регламентных и ремонтных работ.
6. Управление производительностью оборудования.
7. Резкое снижение потерь от брака.

Внедрение процессов вальцовки металла с использованием в качестве исходных заготовок листа или полосы доступно не только небольшим производствам, но даже ремонтным мастерским, а также домашним мастерам. Как будет показано далее, кинематические схемы и конструкция вальцовочных станков для обработки листового материала весьма просты, а для их привода в некоторых случаях не требуется наличие внешних источников энергии.

Принципиальной особенностью вальцовки листового металла является то, что деформирование происходит не одновременно по всей контактной поверхности инструмента. Это хоть и вызывает некоторое снижение производительности оборудования, на самом деле способствует повышению стойкости рабочих прокатных валков. Дело в том, что во время вальцовки деформирующее усилие концентрируется не в точке или прямой (как, например, при вытяжке), а равномерно распространяется по всей поверхности соприкосновения валков с металлом. Поэтому удельные усилия процесса весьма невелики, а для изготовления инструмента не требуется применения дорогих инструментальных сталей.

Любая вальцовочная машина по стоимости существенно меньше гидравлического или механического пресса, а потому окупается уже в течение полугода своего активного использования. Одновременно увеличивается и долговечность: усилие вальцовки нарастает плавно и постепенно, по мере вхождения в зону деформации все новых и новых участков заготовки. Поэтому ударного характера возникновения рабочих нагрузок при вальцовке (даже в холодном состоянии) не наблюдается.

В практике эксплуатации вальцовочных станков никогда не возникает проблем с износом инструмента, поскольку поверхность валков имеет гладкий характер. Соответственно переналадка может сводиться лишь к замене валков на оснастку с иным значением диаметра.

Важно, что в процессе выполнения вальцовки оператор может изменять скорость деформирования металла, что не всегда возможно при других формовочных операциях листовой штамповки. Такое изменение снижает потери от брака

Станок усиления профильной трубы

Под усилением подразумевают формирование рёбер на углах квадратного или прямоугольного профиля в процессе прокатки на вальцах специальной формы.

Трубы с усиленным профилем характеризуются высокой прочностью на изгиб, применяются для создания изогнутых конструкций любой степени сложности.

Усиление профиля осуществляется на специализированном оборудовании.

Область применения

Для получения нужной конфигурации профильные трубы последовательно обрабатываются на станках для усиления профиля, кузнечном блоке и на трубогибе.

Трубогиб позволяет согнуть профильные трубы по продольному сечению по заданному радиусу. Такие изделия применяются при монтаже навесов, беседок, козырьков.

Усиление – необходимый этап подготовки профильной трубы к изготовлению завитка методом холодной ковки. Кузнечный блок позволяет создать декоративные элементы из труб с квадратным или прямоугольным сечением, изогнутых самым причудливым образом. Полученные изделия отличаются объёмностью, лёгкостью, низкой ценой.

Конструкция

Станок для усиления профиля по принципу работы и по конструкции во многом напоминает обычный прокатный станок.

Кроме станины и привода движения, основными узлами станка для усиления профильной трубы являются:

1. Нижний (опорный) вал – 1 шт. Является ведущими, с его помощью трубы перемещаются.
2. Верхний вал – прижимной. Осуществляет деформацию профиля – прижимает трубу к нижнему валу.

Подающий и приёмный валы надёжно крепятся на массивное основание (корпус), оно должно обеспечивать устойчивость установки во время работы. Механизм подачи обеспечивает вращение валов вокруг своей оси.

Технология процесса

Процесс усиления на простейшем станке выполняется последовательно, с двумя установками труб:

• 1-ый шаг – установка трубы на вальцы.
• 2-ой шаг – прокат первых 2-х симметричных сторон.
• 3-ий шаг — переустановка трубы (поворот на 90 0 ).
• 4-ой этап — прокат вторых 2-х симметричных сторон профиля.

Станок для усиления профиля Усиление профиля выполняется на станке холодной ковки, оборудованном роликами для сдавливания профильной трубы перед гибкой в завиток.

Профильная труба

Процесс вальцовки зависит от толщины стенок профильных труб и марки материала, из которого они изготовлены

Приводной механизм

По принципу работы существуют разные виды проводных механизмов:

Станок с ручным приводом отличается простой конструкцией, компактностью, рассчитан на небольшие объёмы работ. Работать на нём сможет только физически развитый человек. Деформировать металл придётся при помощи мышечной силы.

Станок с электроприводом для усиления профильной трубы так же занимает не много места. Работает он от электродвигателя, производительность – высокая.

Оборудование с гидроприводом слишком громоздкое. Позволяет прокатать профильную продукцию с максимальными размерами. Предназначено для больших объёмов работ.

Функциональность

Повышенным интересом пользуются многофункциональные модули стационарного типа, которые оснащены:

• вальцами для усиления профильной трубы;
• вальцами для раскатывания концов заготовок в виде художественных элементов ;
• кузнечным блоком для холодной ковки.

Все операции выполняются без переналадки оборудовния и смены инструмента. Модули позволяют изготовить различные декоративные кованные элементы разного размера и требуемой формы.

Примером многоцелевой установки является блок усиления с прокаткой гусиных лапок (ПГЛ), выпускающийся серийно, приспособленный для нескольких операций:

• усиление по типу «гусиные лапки» (обжимка, сдавливание);
• раскатывание концов заготовки.

После такой обработки труба полностью готова для изготовления декоративного завитка на кузнечном блоке.

Классификация станков

По методу сгибания вальцы бывают:

• сегментными, где трубы сгибаются под действием одного вытягивающего сегмента;
• дорновыми, которые деформируют тонкостенные трубы;
• пружинными. Благодаря наличию пружины, пластик сгибается без деформации;
• арбалетными, которые предназначены для труб того или иного диаметра.

Станки по методике использования подразделяются на следующие категории:

• Ручные. Такие станки самые удобные и практичные, их не нужно подключать в сеть. На их основной станине крепят струбцины и подающие вальцы, имеющие цепную передачу. Ручные профильные станки долговечны, надежны, компакты, удобны в плане регулировки и имеют доступную цену. Ручные вальцы имеют подкатегорию ювелирных, их применяют для вальцовки и прокаток заготовок ювелирных изделий;
• Гидравлические. Гидроприводные приборы с большой мощностью, которые отличаются высокой производительностью. Их недостаток – габариты, переместить своими руками без труда такой агрегат не получится;
• Электрические. Высокая производительность достигается за счет работы элекромотора, хотя принцип работы станка не отличается от ручного. Чаще всего их используют в промышленных масштабах, поскольку такие вальцы имеют немалую цену.

Если вы приобретаете или изготавливаете станок своими руками для домашних мелких нужд, то желательно, чтобы он имел такие характеристики:

• мобильность и маловесность;
• компактность;
• экономичность в плане расхода энергии, поскольку мощный аппарат может повредить домашнюю проводку.

Виды устройств с вращающимися валками

Прокатка профильной трубы, в результате которой осуществляется изменение ее первоначальной конфигурации, может выполняться на оборудовании различной конструкции. Различаться такие устройства для могут по типу используемого привода и по основным техническим характеристикам. Так, вальцы прокатные могут иметь:

• ручной привод (применение таких приспособлений для прокатки профильных труб требует значительных физических усилий);
• электрический привод;
• приводной механизм гидравлического типа.

Ручные прокатные вальцы как раз и служат прототипом для самостоятельного изготовления станка

Наиболее простыми (и, соответственно, недорогими) приспособлениями, при помощи которых выполняют вальцовку профильной трубы, являются ручные профилегибы. Наряду со своей надежностью и простотой использования они отличаются еще целым рядом весомых преимуществ. Конструкцию составляют следующие элементы:

• массивная станина, служащая надежным основанием для всей конструкции;
• вальцы, которые выполняют подающую и приемную функции (данные конструктивные элементы, при помощи которых и выполняется вальцевание, соединяются между собой посредством цепной передачи);
• комплект зажимных механизмов (струбцин), предназначенных для фиксации труб различного размера.

Основные части вальцов

Такой , отличающийся простейшей конструкцией, также оснащается специальной трубой, которая выступает в роли направляющей для изгибаемой заготовки. Следует иметь в виду, что использование такого станка требует от исполнителя приложения значительных физических усилий. Кроме того, данное приспособление не позволяет выполнять вальцевание с высокой производительностью и чаще всего применяется для несложных работ в домашних условиях. Именно поэтому конструктивная схема данного станка используется для того, чтобы сделать профилегиб своими руками. Такой простой по конструкции профилегиб позволяет выполнять вальцевание профильных труб качественно и с высокой эффективностью.

Электрический станок для вальцевания профильных труб, даже сделанный самостоятельно, обеспечивает более высокую производительность технологической операции. Объясняется это тем, что за выполнение основной операции – протягивание проф трубы через вальцы – отвечает электрический привод, мощность которого может быть достаточно большой. Именно поэтому электрические вальцы для профильной трубы, сделать которые можно и своими руками, используя чертежи, применяются как небольшими организациями или домашними мастерами, так и производственными предприятиями.

Электроприводом станок может оборудоваться и позднее, главное учесть это изначально и разрабатывать достаточно мощную конструкцию

Однако, конечно, самой высокой мощностью отличается гидравлический профилегибочный станок, своими руками изготовить который достаточно сложно. Приспособления данного типа, предназначенные для вальцевания профильных труб, используются преимущественно на промышленных предприятиях, где осуществлять такую технологическую операцию необходимо с высокой производительностью.

Изготовление станка своими руками

Чертеж станка с электрическим приводом

На первом этапе проектирования конструкции необходимо выбрать оптимальные чертежи. Для этого можно использовать стандартные схемы или разработать индивидуальную на основе имеющихся материалов.

Будущая листогибочная конструкция будет состоять из следующих компонентов:

• опорная рама. Она изготавливается из 2 листов металла, которые соединяются между собой ребрами жесткости. Для увеличения устойчивости и механической прочности по краям каждого компонента рекомендуется приварить стальные уголки. В верхней части располагаются монтажные пазы для установки опорных валов;
• опора верхнего вала. Для ее производства рекомендуется применять стальной п-образный профиль. Смещение конструкции по высоте будет происходить с помощью червячной передачи;
• механизм ручного привода. Обычно его делают из трех звездочек, соединенных между собой цепью. Рекомендуется предусмотреть механизм натяжения цепи, чтобы избежать ее срыв во время выполнения работы.

Для изготовления ручных вальцов своими руками из специального оборудования потребуется только сварочный аппарат. Для улучшения качества обработки рекомендуется приобрести заводские валы. Самостоятельное изготовление подобных компонентов затруднительно и не всегда фактический результат соответствует желаемому.

Сборка вальцов

Изготовление листогибочной конструкции начинается с выбора инструментов. Для выполнения этого процесса необходима болгарка, сварочный аппарат, дрель со сверлами по металлу. После приобретения материалов можно приступать к изготовлению ручных листогибочных вальцов.

Порядок действий.

1. Раскрой материала.
2. Сверка фактических размеров с данными из технической документации.
3. Соединение компонентов между собой с помощью сварочного аппарата. Использование механических соединений не рекомендуется, так как они не обладают достаточной надежностью.
4. Установка вальцов на станину.
5. Соединение полос с передаточными звездочками. В этом случае необходимо использовать механическое соединение, так в случае поломки одного из компонентов ремонт установки будет затруднен.

После изготовления конструкций все элементы опорной рамы необходимо загрунтовать и покрасить. Испытание листогибочного станка, сделанного своими руками, проводится по определенной схеме. Сначала проверяется скорость подачи (вращение валов), контролируется работа механизм опускания верхнего вала. В качестве пробного материала лучше всего использовать стальные листы небольшой толщины. Расстояние между валами следует уменьшать постепенно. При этом проверяется устойчивость станка и отсутствие деформации.

В качестве примера можно посмотреть работу заводской модели станка:

Как пользоваться?

Перед началом работы стоит провести пробный этап. Гибка заготовки выполняется в целом легко. Для этого металлический лист укладывается на нижние валки и прижимается верхним. Заготовка должна без проблем фиксироваться, чаще всего правка конструкции требуется именно здесь: если изделие не будет прижато достаточно плотно, его можно испортить. Далее остается только попробовать вращать рукоятку и проверить результат своей работы.

У станков с ручным приводом, изготовленным своими руками, всё предельно просто. Все недочеты видны в самом начале работы, поэтому в случае необходимости легко можно исправить поломку. Главное – не спешить и следовать инструкции или выбранному чертежу.

О том, как сделать самодельные вальцы, смотрите далее.

Составление технического задания

Благодаря возможностям Интернета можно достаточно быстро подыскать необходимый комплект чертежей, а на канале YouTube даже посмотреть рекламно-информационные ролики об устройстве и принципе действия требующегося агрегата. Однако все эти материалы являются строго индивидуальными, а потому предназначались их авторами под конкретные листогибочные операции. Поэтому перед сооружением листогиба своими руками необходимо сделать правильный выбор его будущих технических характеристик. Главными из них должны быть следующие:

1. максимальная ширина изгибаемого металла, мм;
2. наибольшая толщина заготовки, мм;
3. желаемый диапазон углов гибки;
4. габаритные размеры механизма (длина, ширина, высота);
5. требуемая точность гибки.

Непосредственный выбор предельных значений перечисленных параметров зависит от условий применения станка, который будет гнуть изделия из листовых металлов. В частности, при сооружении кровли придётся, скорее всего, иметь дело с оцинкованной жестью или сталью толщиной не более 1 мм. При обработке меди чаще употребляется ещё более тонкий лист или полоса, а при изготовлении своими руками ограждений и перил, наоборот, толщина металла может составлять 2 — 3 мм.

При выборе оптимальной ширины заготовки – листа или полосы – следует исходить из того, что ширина детали редко когда превысит 1000 мм (в крайнем случае смежные заготовки затем можно будет соединить в фальц с помощью того же станка).

Чертеж самодельного листогибочного станка

Самым сложным пунктом технического задания считается выбор оптимального диапазона значений углов гибки металлов. Если с верхним пределом – 180° – всё понятно, то нижнее значение должно быть выбрано весьма грамотно. Естественным следствием гибки большинства листовых металлов в холодном состоянии является пружинение – самопроизвольное уменьшение фактического угла гиба в связи с упругими свойствами деформируемого металла. Пружинение зависит от:

• Пластичности материала: например, для низкоуглеродистой стали максимальный угол пружинения составляет 5 — 7°, а для высокоуглеродистых – до 10 — 12°. Ещё больше пружинят легированные стали и сплавы. В частности, для алюминиевого сплава АМг6 наибольшее пружинение может составлять 12 — 15°;
• Толщины изгибаемой детали: с уменьшением толщины металла пружинение снижается;
• Угла гибки: при уменьшении данного угла пружинение практически всех металлов возрастает. В частности, при сравнительно малых углах гибки (до 15 — 20°) согнуть заготовку из большинства видов листовых металлов и сплавов обычным способом на заданную величину вообще невозможно: приходится использовать агрегаты с одновременным продольным растяжением листа. Такие станки своими руками  сделать неосуществимо: потребуется установка и отладка специального гидравлического привода. Поэтому в  подобных случаях проще изгибать деталь обычными ударами киянки по, например, деревянной матрице.

Сборка своими руками

Вальцы для гибки труб представляют собой простое устройство. Сделать его можно даже из подручных материалов, оставшихся после ремонта и строительства. В большинстве случаев, принимая решение, как сделать вальцы, начинающие мастера склоняются к выбору конструкции механического типа. Ее несложно спроектировать и собрать с помощью сварки, которая есть в каждом доме.

Чертеж

Перед тем, как изготовить добротный и функциональный станок для сгибания профиля, необходимо изготовить подробные чертежи, размеры всех деталей следует наносить с высокой точностью.

Схемы валков можно сделать на миллиметровой бумаге или на компьютере. Выбор зависит от навыков проектирования. На основе составленных чертежей рассчитывается потребность в строительных материалах и инструментах. Делается смета, осуществляется подбор оборудования и закупка недостающего имущества.

Материалы и инструменты

Для сборки самодельных вальцов потребуются такие инструменты и расходные материалы:

• сварочный аппарат;
• болгарка или фреза с дисками по металлу;
• рулетка;
• электрическая дрель;
• набор отверток и гаечных ключей;
• угольник;
• керн;
• масляный уровень;
• метизы (уголки, болты, гайки, заклепки);
• швеллер или двутавровая балка;
• заготовки для валов;
• профильные трубы.

Подбирая материал для строительства, следует помнить, что металлы и сплавы для вальцов должны быть намного прочнее, чем сталь профильных труб.

Что входит в конструкцию

Станина изготавливается из толстого и тяжелого проката.

Прочность и масса основания должна соответствовать прикладываемому усилию при прокатке профилей. Каркас собранный должен быть устойчивым и крепким, чтобы не качаться во время работы.

Прижимная система собирается в форме буквы «П». На верхней перекладине изготавливается отверстие с резьбой для создания прижимного усилия. Другим вариантом является приваривание гайки поверх круглого отверстия. Впоследствии в него вставляется болт для регулировки просвета между роликами.

Сами ролики оборудуются подшипниками качения, которые крепятся на прочных осях. Вальцы вытачиваются на токарном станке, проходят цикл закалки в масле.

Привод делается из велосипедных звездочек и цепи. Звездочки привариваются к ведомому и ведущему валу, после чего соединяются цепью. На ведущую звездочку приваривается ворот с достаточным рычагом усилия.

Заполнение песком или водой?

При придании заготовкам сильного изгиба происходит их сплющивание и нарушение геометрии сечения. Для того, чтобы этого не допустить, полые профили заполняются плотным материалом, не меняющим объем под давлением.

С водой сложнее, так как заглушки должны быть герметичными. Если сборка происходит зимой, то лучшим решением будет заливка труб водой, закрытие их пластиковыми заглушками и замораживание. Такой способ применяется при изготовлении духовых музыкальных инструментов.

Выбор пружины

Пружины используются для снижения воздействия вибрации от электродвигателя на прокатную систему. При сильной вибрации может наблюдаться смещение заготовок по горизонтальной оси. Пружины должны быть жесткими, чтобы не допустить раскачивания мотора и одновременно снизить тряску. Рекомендуется использовать не менее 4 пружин для фиксации станины электродвигателя.

Нарезаем и варим

Процесс изготовления вальцов проводится в такой последовательности:

1. Проведение замеров и нанесение разметки в соответствии со схемами.
2. Разрезание проката на заготовки, зачистка поля для сварки.
3. Вытачивание и закалка валов, установка в них подшипников, прикрепление звездочек, закрепление на оси.
4. Сваривание каркаса с прокаточным и прижимным механизмом.
5. Монтаж привода. Он может быть постоянным или съемным.
6. Проверка работоспособности станка.

В заключение проводится очистка металла от ржавчины, его грунтовка и покраска. Подвижные части смазываются.

Вальцы для листового металла своими руками – Справочник металлиста

Сегодня обсудим самодельные вальцы для листового металла. Предлагаемый на нашем сайте ручной станок для обработки листового металла стоит существенно дешевле промышленных аналогов, но при этом достаточно хорошо выполняет все необходимые функции.

Он практичен, имеет небольшие габариты, в связи с простотой конструкции отличается высокой надежностью и длительным сроком службы.

Конечно, в споре с оборудованием промышленного изготовления он проигрывает и в производительности, и в качестве выполненной работы, и в диапазоне технических характеристик. Но для изготовления гаражно-дачно-домашних поделок он вполне может быть применен.

Вальцовка листового металла и изготовление вальцов своими руками

Такая технологическая операция, как вальцовка листового металла, остается распространенной уже на протяжении достаточно продолжительного времени.

Конечно, вальцы, используемые для обработки листового металла, с момента своего изобретения претерпели серьезные изменения, но принцип их действия практически не изменился.

Развитие современных технологий привело к тому, что сегодня на рынке можно без особых проблем найти оборудование, позволяющее выполнять такую сложную технологическую операцию, как вальцевание, даже в домашних условиях.

Вальцовка листового металла на электромеханическом станке

Обзор современных моделей

«ВЭТ-1500» – одна из самых популярных недорогих моделей станков. Такие станки имеют широкий рабочий диапазон, на рынке представлены различные варианты готовых конструкций. Для домашней мастерской на первых этапах подойдут двухвалковые гидравлические станки, они с лихвой позволят реализовать широкий диапазон любительских и профессиональных задач в домашних условиях.

Еще одним брендом, на который стоит обратить внимание, является DEGstm. Это иностранная фирма по производству станков самого разнообразного калибра, которая уже успела зарекомендовать себя качественными изделиями

Например, их четырехвалковые гидравлические станки могут обрабатывать заготовки длиной до 3100 мм включительно, диаметр которых составляет 680 мм.

За трехвалковыми станками с элетромеханическим или ручным приводом можно смело обращаться в фирму «Энкор» или Metal Master. На самом деле современный рынок предоставляет пользователям огромное количество оборудования, так что при правильном подходе каждый сможет подобрать то, что ему подойдет.