Гибка металла на валках

Обновлено: 28.09.2024

Гибка – одна из распространённых операций деформирования металлов. В зависимости от сложности контуров гиба и толщины заготовки, её производят и в холодном, и в горячем состояниях, с применением ручного и механизированного инструмента.

Листогиб Metal Master LBM Изготавление колпака (дефлюгера)

Виды гибки

Гибка определяется как процесс обработки металлов давлением, в результате которого изменяется продольная ось деформируемой заготовки. Различают следующие варианты реализации гибки:

Все эти разновидности могут выполняться следующими способами:

Свободной гибкой, при которой центр симметрии заготовки не фиксируется, а сама гибка металла происходит путём нажима рабочего инструмента – пуансона на поверхность изгибаемой заготовки. Конфигурация деформированной заготовки зависит от формы пуансона;
Гибка калибрующим ударом, при которой заготовка укладывается в матрицу. Конфигурация матрицы и определяет конечную форму заготовки;
В роликовых матрицах, когда поворачивающиеся части рабочего инструмента постепенно формируют ось изогнутой заготовки.

Характерная особенность гибки – резко различное положение сетки макроструктуры в зависимости от направления гибки. Поэтому для мало- и среднепластичных металлов и сплавов направление волокон существенно важно: при совпадении такого направления с направлением перемещения оси деформируемой заготовки разрушение её в ходе штамповки маловероятно. В противном случае происходит расслаивание частиц в некоторых объёмах заготовки; в таких ситуациях гибка металла считается неисправимым браком.

Параметры гибки и их определение

Для выяснения принципиальной возможности гибки заготовки из конкретного металла или сплава требуется знать:

Величину предельного радиуса гиба, и сравнения его с фактической толщиной деформируемой заготовки.
Направление волокон прокатки.
Исходное значение предела текучести металла.
Допускаемые отклонения формы готового изделия после гибки.

Указанные исходные данные необходимы в случае гибки тонколистовых заготовок. Для гибки труб, а также некоторых видов профильного проката – круга, шестигранника, уголка и пр. – необходимо знать также допустимую относительную деформацию профиля после гибки.

Гибка металлов не относится к числу энергоёмких операций штамповки. Усилие процесса невелико, поэтому основным критерием для выбора деформирующего оборудования являются длина рабочей зоны обработки, и скорость перемещения деформирующего инструмента. Во многих случаях тонколистовая гибка заготовок возможна даже на ручных станках – профилегибах, трубогибах и т.д.

Из-за специфики деформирования металла во время его гибки процесс лучше проходит на оборудовании, которое имеет пониженное число ходов. Поэтому механическим кривошипным прессам часто предпочитают гидравлические. В частности, профилирование – разновидность полностью автоматизированного процесса неглубокой гибки.

Дефекты и трудности при гибке

Гибка малопластичных сталей (в частности, содержащих более 0,5% С) усложняется, главным образом, из-за явления пружинения – несоответствия конфигурации готовой детали требованиям чертежа. Пружинение – основная проблема при разработке технологического процесса гибки.

Суть явления состоит в упругом последействии материала после снятия рабочей нагрузки. В результате форма заготовки искажается (в некоторых случаях фактический угол пружинения может доходить до 12…15 0 , что впоследствии резко сказывается на точности сопряжения гнутой детали со смежной).

Пружинение ликвидируют или уменьшают использованием следующих технологических приёмов:

Компенсацией угла пружинения соответствующим изменением параметров рабочей части пуансона и матрицы. Метод эффективен, если точно известна марка металла/сплава или его прочностные характеристики, в частности, предел временного сопротивления. В особо ответственных ситуациях потребуется проведение технологических проб на загиб. Если, например, угол пружинения составляет 12 0 , то рабочую кромку пуансона увеличивают на такой же угол.
Изменением рабочего профиля матрицы, в результате чего гибка металлов по всей длине зоны деформирования должна постоянно происходить при контакте с активным рабочим инструментом. Для этого в матрице выполняют технологические поднутрения или выемки, если это возможно.
Повышением пластичности металла, для чего его перед штамповкой подвергают отжигу. Для высокоуглеродистых сталей температуру отжига обычно устанавливают в пределах 570…600 0 С, а для низкоуглеродистых 180…200 0 С.
Проведением гибки в горячем состоянии, когда пластические характеристики металла заведомо лучше. Правда, при этом в технологический процесс вводится дополнительная операция очистки поверхности детали, а рабочую поверхность матрицы после каждого хода пуансона необходимо очищать от частиц окалины.

Оборудование для гибки

В производственных условиях гибку ведут на так называемых листогибочных прессах серии И13. Они могут изготавливаться с механическим или гидравлическим приводом. Механические двухкривошипные прессы состоят из следующих узлов:

Сварной двухстоечной станины;
Электродвигателя;
Клиноременной передачи;
Пневмофрикционной системы управления прессом, которая включает в себя сблокированные муфту и тормоз (ввиду относительно небольшого крутящего момента муфта и тормоз часто выполняются однодисковыми);
Промежуточного вала, на котором размещается понижающая зубчатая передача;
Главного вала, к которому присоединяется основной исполнительный механизм кривошипно-шатунного типа (число шатунов – обычно два);
Ползуна, к которому в нижней его части крепится активный рабочий инструмент – пуансон (их может быть несколько) и направляющая плита со втулками.
Стола, к которому крепится неподвижная часть штампового блока с матрицами, направляющими колонками и устройствами фиксации заготовки в штампе.
Системы смазки и блока управления листогибочным прессом.

Листогибочные прессы с гидроприводом (серия И14__) конструктивно мало отличаются от кривошипных, за исключением того, что привод ползуна осуществляется от гидростанции, а сам ползун имеет плунжерное направление. Гибочные прессы с гидроприводом могут обеспечивать изменение скорости перемещения ползуна – от увеличенной на стадии холостого хода, до сниженной в момент начала операции деформирования. Это способствует снижению брака при гибке малопластичных сталей и сплавов.

Гибка профилей

Станок профилегибочный ручной

Ввиду того, что данные профили имеют повышенное значение момента сопротивления, традиционные способы гибки тут неприемлемы. Поэтому для гибки используют преимущественно машины ротационного действия. По сравнению с листогибочным оборудованием они имеют то преимущество, что приложение усилия происходит не одновременно по всей поверхности заготовки, а последовательно. В результате усилие гибки снижается, а требуемый для выбора электродвигателя крутящий момент снижается.

Для небольших заготовок ротационные машины вообще могут иметь ручной привод. Поскольку гибка выполняется по последовательной схеме, то одновременно с деформацией может производиться и правка изделия, что способствует снятию внутренних напряжений в материале.

Правильно-гибочные машины различают по количеству рабочих валков – их может быть три или четыре. Валки могут устанавливаться по симметричной или асимметричной схеме. Регулировка параметров гибки заготовок производится соответствующим изменением положения оси приводного валка, а также изменением их диаметров и профиля рабочей части.

Валы профилегибочного станка

Несмотря на некоторые сложности автоматизации процесса валковые машины конструктивно очень просты и неэнергоёмки. Для них не требуется также изготовление специализированного инструмента — штампов.

По подобному принципу изготавливаются также и станки для гибки труб. Принципиальным отличием здесь является наличие узла оправки, которая размещается в деформируемой трубе, и препятствует искажению профиля заготовки в процессе её гибки.

Вальцовка листового металла

В одной из статей блога два с половиной года назад была затронута тема расчета геометрии деталей, получающихся в процессе вальцовки. В этой публикации речь пойдет об определении усилий, возникающих при вальцовке листового металла. Тема интересная.

. и важная не только для специалистов эксплуатирующих листогибочные вальцы, но и для всех, кто, так или иначе, связан с процессом гибки на листогибочных и обычных прессах.

Во всех расчетных формулах для определения усилия гибки листов в качестве одних из главных определяющих параметров фигурируют или предел прочности, или предел текучести металла листовой заготовки. Известно, что в процессе изгиба область, подверженная деформации, упрочняется. Но на сколько? Иногда это упрочнение учитывают повышающим предел текучести постоянным коэффициентом, как, например, в статье о V-образной гибке. В программе, представленной в этой статье, повышение прочности будет определено и учтено аналитически по расчетной кривой деформационного упрочнения.

В паспортах листогибочных валковых машин в последнее время обычно указывается максимальная ширина и толщина изгибаемой листовой заготовки из стали С255 и наименьший радиус вальцовки. А на практике постоянно возникает вопрос – «потянут» ли вальцы менее широкий, но более толстый лист, да еще, возможно, и из другой марки стали? Вопрос не праздный – ошибка может привести к поломке станка и дорогостоящему последующему ремонту.

Включаем MS Excel и начинаем рассмотрение решения озвученной задачи на примере вальцовки листового металла на трехвалковой листогибочной машине.

Расчет в Excel моментов и сил при вальцовке.

Задача:

Определить возможность гибки и правки обечайки диаметром 1600 мм и длиной 1500 мм из листовой стали С345 (09Г2С) толщиной 18 мм на вальцах марки И2222.

Из паспортных данных машины известно, что на ней можно изготовить обечайку минимальным диаметром 440 мм и длиной 2000 мм из листовой стали С255 (Ст3 сп5) толщиной 16 мм.

Вальцовка листового металла на трехвалковой машине с подвижным в вертикальной плоскости верхним валком показана на схеме, из которой очевидно, что наиболее нагруженным является верхний валок.

Задачу решим следующим образом:

1. Определим в расчете №1 усилие на верхнем валке при гибке и правке обечайки с предельными размерами из паспорта. То есть узнаем возможности листогибочной машины И2222.

2. В расчете №2 вычислим силы, действующие на наиболее нагруженный верхний валок при гибке и правке интересующей нас короткой трубы из стали С345.

3. Сравним значения сил и сделаем выводы.

Расчет №1:

Расчет №2:

Вывод:

Так как усилия на верхнем валке в расчете №2 немного меньше усилий из расчета в Excel №1, то следует вывод: на вальцах И2222 можно изготовить трубу из стали 09Г2С диаметром 1600 мм, длиной 1500 мм с толщиной стенки 18 мм.

Формулы, использованные в расчете:

12. ε _т = [σ_т] / E +0,002

13. m =lg( [σ_в] / [σ_т] )/lg( ε_в / ε_т )

14. A = [ σ_в ] /(g* ε_в m )= [ σ_т ] /(g* ε_т m )

15. n = A *2 (2,59- m ) /( E /g *(2+ m ))

16. R _о = R + s /2

17. r _о = R_о / s

18. R _г = R_о /(1+ n * r _о (1- m ) )

19. M _г =( A * b * s (2+ m ) )/(2 ( m +1) *(2+ m )* R_г m )* g

20. α _г =arcsin (( L /2)/( R_г + D /2+ s /2))

21. P _г =2* M _г /( R _г *tg ( α_г ))

22. R _пр = k _ф * R_г

23. M _пр =( A * b * s (2+ m ) )/(2 ( m +1) *(2+ m )* R_пр m )* g

24. α _пр =arcsin (( L /2)/( R_пр + D /2+ s /2))

25. P _пр =2* π * M _пр /( R _пр *((π- α_пр )*tg ( α_пр )+1-1/cos ( α _пр )))

Заключение.

Расчет в Excel был выполнен без учета веса верхнего валка. Если учесть этот момент, возможности листогибочной машины увеличатся на 2…3%.

Механические свойства сталей в пунктах 4…7 расчета можно найти в ГОСТ 27772-88 ( ε_т =δ₅).

При правке заваренных обечаек изгибающий момент и усилие на верхнем валке возрастают из-за неправильной геометрии подогнутых краев заготовки и усиления сопротивления замкнутого контура.

Коэффициент формы обечайки k_ф в пункте 11 можно определить по подсказке в примечании к ячейке D13.

Этот коэффициент зависит от способа подгибки краев заготовки:

k_ф =0,75…0,85 – при вальцовке без подкладного листа с плоскими краями;

k_ф =0,80…0,90 — при вальцовке без подкладного листа по радиусу;

k_ф =0,85…0,95 — при вальцовке с подкладным листом:

k_ф =0,95…1,00 – при гибке на прессе в штампе.

В завершении статьи определим коэффициент упрочнения, о котором упоминалось в самом начале, для каждого из рассчитанных выше вариантов.

K₁ = M_г1 /( W_x₁ * [σ_т]₁ )=37783899/(2000*16 2 /6*245)=1,81

K₂ = M_г2 /( W_x₂ * [σ_т]₂ )=42658644/(1500*18 2 /6*325)=1,62

С уменьшением радиуса гибки листа логично нарастает упрочнение. Используя параметры кривой деформационного упрочнения, можно более точно определять усилия и при V-образной гибке на листогибочных прессах.

Смею предположить, что при использовании предложенной программы вальцовка листового металла станет для вас более понятной и безопасной.

Прошу уважающих труд автора скачивать файл с расчетной программой после подписки на анонсы статей в окне, расположенном в конце каждой статьи или в окне вверху страницы!

Гибка металла на вальцах

За последнее время ко мне было несколько обращений от читателей блога за помощью в решении одной и той же задачи: как при работе на трехвалковых листогибочных вальцах и профилегибах определить окончательное местоположение среднего ролика (валка).

. относительно положения крайних роликов (валков), которое обеспечит гибку (вальцовку) заготовки с определенным заданным необходимым радиусом? Ответ на этот вопрос позволит повысить производительность труда при гибке металла за счет уменьшения количества прогонов заготовки до момента получения годной детали.

В этой статье вы найдете теоретическое решение поставленной задачи. Сразу оговорюсь – на практике я этот расчет не применял и, соответственно, не проверял результативность предлагаемого метода. Однако я уверен, что в определенных случаях гибка металла может быть выполнена гораздо быстрее при использовании этой методики, чем обычно.

Чаще всего в обычной практике окончательное местоположение подвижного центрального ролика (валка) и количество проходов до получения годной детали определяется «методом тыка». После длительной (или не очень) отработки технологического процесса на пробной детали определяют координату положения центрального ролика (валка), которую и используют при дальнейших перенастройках вальцев, изготавливая партию этих деталей.

Метод удобен, прост и хорош при значительном количестве одинаковых деталей – то есть при серийном производстве. При единичном или «очень мелкосерийном» производстве, когда необходимо гнуть разные профили или листы разной толщины разными радиусами, потери времени на настройку «методом тыка» становятся катастрофически огромными. Особенно эти потери заметны при гибке длинных (8…11м) заготовок! Пока сделаешь проход…, пока проведешь замеры…, пока перестроишь положение ролика (валка)… — и все сначала! И так десяток раз.

Расчет в Excel местоположения подвижного среднего ролика.

Запускаем программу MS Excel или программу OOo Calc, и начинаем работу!

С общими правилами форматирования электронных таблиц, которые применяются в статьях блога, можно ознакомиться здесь .

Прежде всего, хочу заметить, что листогибочные вальцы и профилегибы разных моделей могут иметь подвижные крайние ролики (валки), а могут — подвижный средний ролик (валок). Однако для нашей задачи это не имеет принципиального значения.

На рисунке, расположенном ниже изображена расчетная схема к задаче.

Вальцуемая деталь в начале процесса лежит на двух крайних роликах (валках), имеющих диаметр D . Средний ролик (валок) диаметром d подводится до касания с верхом заготовки. Далее средний ролик (валок) опускается вниз на расстояние равное расчетному размеру H , включается привод вращения роликов, заготовка прокатывается, производится гибка металла, и на выходе получается деталь с заданным радиусом изгиба R ! Осталось дело за малым – правильно, быстро и точно научиться рассчитывать размер H . Этим и займемся.

Исходные данные:

1. Диаметр подвижного верхнего ролика (валка) /справочно/ d в мм записываем

в ячейку D3: 120

2. Диаметр опорных с приводом вращения крайних роликов (валков) D в мм пишем

в ячейку D4: 150

3. Расстояние между осями опорных крайних роликов (валков) A в мм вводим

в ячейку D5: 500

4. Высоту сечения детали h в мм заносим

в ячейку D6: 36

5. Внутренний радиус изгиба детали по чертежу R в мм заносим

в ячейку D7: 600

Расчеты и действия:

6. Вычисляем расчетную вертикальную подачу верхнего ролика (валка) H_расч в мм без учета пружинения

в ячейке D9: =D4/2+D6+D7- ((D4/2+D6+D7)^2- (D5/2)^2)^(½) =45,4

H_расч = D /2+ h + R — (( D /2+ h + R )^2- ( A /2)^2)^(½)

7. Настраиваем вальцы на этот размер H_расч и делаем первый прогон заготовки. Измеряем или высчитываем по хорде и высоте сегмента получившийся в результате внутренний радиус, который обозначим R₀ и записываем полученное значение в мм

в ячейку D10: 655

8. Вычисляем какой должна была бы быть расчетная теоретическая вертикальная подача верхнего ролика (валка) H_0расч в мм для изготовления детали с радиусом R₀ без учета пружинения

в ячейке D11: =D4/2+D6+D10- ((D4/2+D6+D10)^2- (D5/2)^2)^(½) =41,9

H_0расч = D /2+ h + R₀ — (( D /2+ h + R₀ )^2- ( A /2)^2)^(½)

9. Но деталь с внутренним радиусом изгиба R₀ получилась при опущенном верхнем валке на размер H_расч, а не H_0расч. Считаем поправку на обратное пружинение x в мм

в ячейке D12: =D9-D11 =3,5

x = H_расч — H_0расч

10. Так как радиусы R и R₀ имеют близкие размеры, то можно с достаточной степенью точности принять эту же величину поправки x для определения окончательного фактического расстояния H , на которое необходимо подать вниз верхний ролик (валок) для получения на вальцованной детали внутреннего радиуса R .

Вычисляем окончательную расчетную вертикальную подачу верхнего ролика (валка) H в мм c учетом пружинения

в ячейке D13: =D9+D12 =48,9

H = H_расч+ x

Задача решена! Первая деталь из партии изготовлена за 2 прохода! Найдено местоположение среднего ролика (валка).

Особенности и проблемы гибки металла на вальцах.

Да, как было бы всё красиво и просто – надавил, прогнал – деталь готова, но есть несколько «но»…

1. При вальцовке деталей с малыми радиусами в целом ряде случаев нельзя получить необходимый радиус R за один проход по причине возможности возникновения деформаций, гофр и надрывов в верхних (сжимаемых) и нижних (растягиваемых) слоях сечения заготовки. В таких случаях назначение технологом нескольких проходов обусловлено технологической особенностью конкретной детали. И это не исключительные случаи, а весьма распространенные!

2. Одномоментная без прокаток подача среднего ролика (валка) на большое расстояние H может быть недопустимой из-за возникновения значительных усилий, перегружающих сверх допустимой нормы механизм вертикального перемещения вальцев. Это может вызвать поломку станка. В аналогичной ситуации перегрузки при этом оказаться может и привод вращения роликов (валков)!

3. Концы заготовки, если их предварительно не подогнуть, например, на прессе, останутся прямолинейными участками при гибке на трехвалковых вальцах! Длина прямолинейных участков L чуть больше половины расстояния между нижними роликами А /2.

4. При движении среднего ролика (валка) вниз в сечении заготовки, подверженном изгибу, постепенно нарастают нормальные напряжения, которые вызывают вначале пружинную деформацию. Как только напряжения в крайних верхних и нижних волокнах сечения достигнут предела текучести материала детали σт , начнется пластическая деформация – то есть начнется процесс гибки. Если средний ролик (валок) отвести обратно вверх до начала возникновения пластической деформации, то заготовка отпружинит следом и сохранит свое первоначальное прямолинейное состояние! Именно эффект обратного пружинения вынуждает увеличить размер вертикальной подачи H_расч на величину x , так как участки заготовки отпружинивают и частично распрямляются, выходя из зоны гибки, расположенной между роликами (валками).

Мы нашли эту поправку x опытным путем. Обратное пружинение или остаточную кривизну детали можно рассчитать, но это непростая задача. Кроме величины предела текучести материала σт значимую роль при решении этого вопроса играет момент сопротивления изгибу поперечного сечения вальцуемого элемента Wx . А так как часто профили особенно из алюминиевых сплавов имеют весьма замысловатое поперечное сечение, то расчет момента сопротивления Wx выливается в отдельную непростую задачу. К тому же и фактическое значение предела текучести σт часто значительно колеблется даже у образцов, вырезанных для испытаний из одного и того же листа или одного и того же куска профиля.

В предложенной методике сделана попытка уйти от определения обратного пружинения «методом научного тыка». Для пластичных материалов, например алюминиевых сплавов, значение x будет очень небольшим. Для сталей – в зависимости от марки, конечно, немного больше.

Вопросы, касающиеся гибки металла, рассматриваются так же в целом ряде весьма популярных у читателей этого блога статей: «Расчет усилия листогиба», «Расчет длины развертки», «Изготовление гнутого швеллера», «Всё о гнутом швеллере», «Всё о гнутом уголке».

Для получения информации о новых статьях и для скачивания рабочих файлов программ прошу Вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце каждой статьи или в окне вверху страницы.

Не забывайте подтвердить подписку кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (может прийти в папку «Спам»).

Прошу уважающих труд автора скачивать файл с расчетом после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла: raschet-mestopolozheniia-rolika (xls 32,0KB).

Способы гибки и вальцовки различных видов металлопроката Оставить комментарий

…относительно положения крайних роликов (валков), которое обеспечит гибку (вальцовку) заготовки с определенным заданным необходимым радиусом? Ответ на этот вопрос позволит повысить производительность труда при гибке металла за счет уменьшения количества прогонов заготовки до момента получения годной детали.

В этой статье вы найдете теоретическое

решение поставленной задачи. Сразу оговорюсь – на практике я этот расчет не применял и, соответственно, не проверял результативность предлагаемого метода. Однако я уверен, что в определенных случаях гибка металла может быть выполнена гораздо быстрее при использовании этой методики, чем обычно.

Гибка и вальцовка металла

Между гибкой и вальцовкой нередко ставят знак равенства. Это не совсем верно, хотя вторая технология, по сути, является более сложной разновидностью первой. И выполняются простейшая гибка и вальцовка на принципиально разном оборудовании.
Возьмем для примера самый популярный в обработке прокат — металлический лист. Чтобы согнуть его обычным способом, потребуется листогибочная машина, а непосредственно выполнять эту операцию будут два ее ведущих элемента — матрица и пуансон. В случае с вальцовкой производится гибка листа на вальцах (валках) — особых валиках. Иногда, чтобы приобрести нужную форму, заготовка проходит через целую систему этих механизмов.

Этапы работы

Мы работаем с вашими чертежами или сами составляем их с учетом ваших требований. Вам нужно лишь предоставить эскиз, фото изделия, техническое задание или описать сферу применения готового элемента. Все расчеты и проектирование мы выполним самим. Результаты нашей работы предоставляем заказчику, утверждаем все нюансы и только после этого приступаем непосредственно к вальцовке.

После согласования проекта мы заключаем договор, в котором будет указана конечная стоимость всех работ по вальцовке и срок их выполнения. Итоговая стоимость услуг озвучивается сразу и не меняется в процессе. Она рассчитывается индивидуально и зависит от многих факторов: сложность проекта, трудоемкость и объем работ, сроки выполнения заказа.

Следующий этап — это непосредственная работа наших специалистов по обработке заготовки.

Завершающий этап — это передача проделанной работы заказчику. Мы строго соблюдаем все утвержденные параметры изделий и требования государственных стандартов.

Цена вальцевания металла

Указывая в прайсах расценки на вальцовку, многие производители уточняют, что эта информация не является публичной офертой и требует уточнения. И здесь нет никакого лукавства, ведь итоговая стоимость проекта будет зависеть от нескольких факторов:

металла, из которого выпущены заготовки;
толщины сечения,
сложности заготовки: пропустить через валки лист не в пример проще, чем выполнить вальцовку круга;
радиуса изгиба;
количества заготовок для обработки.

Кстати, последний фактор может повлиять на формирование скидки: чем больше объем заказа, тем на больший процент может быть снижена цена.

Изготовление листогибочного оборудования собственноручно

Чтобы собрать станок для обработки листового металла, необходимо наличие определенных навыков, расходный материал и инструменты.

Первое, что понадобится — составить самостоятельно или найти в интернете чертеж. Далее можно приступить к подготовке материалов и к сборке конструктивных узлов, к которым относятся:

рама вальцов;
боковые стойки;
стальные валки (их диаметр и количество зависит от того, какой мощности будет устройство);
рукоятка, приводящая нижние валки в движение;
приводной узел (зубчатый или цепной), который обеспечивает синхронное вращение нижних валков;
нажимной узел пружинного типа.

Начинают сборку вальцов с изготовления рамы. Ее можно сварить из толстых стальных заготовок согласно размерам, указанным в чертежах. Для боковых стоек подойдут мощные швеллеры из низкоуглеродистой стали, которые крепятся к раме при помощи сварки.

На одной из стоек фиксируются элементы приводного узла, для чего предусмотрены специальные отверстия. После монтирования боковых стоек в подшипниковые узлы устанавливаются валки. Их необходимо параллельно выставить и окончательно зафиксировать остальные узлы.

Вальцевание широко востребовано благодаря своим неоспоримым преимуществам. Так как это метод холодной деформации, в процессе обработки материал не подвержен действию высокой температуры. Такая особенность оставляет без изменений свойства материалов. Операция вальцевания дает возможность получить точную заготовку, полноценную деталь или декоративный элемент.

Вальцовка листа

Главная задача листовой вальцовки — получить пространственное изделие, из которого впоследствии можно сформировать цилиндрическую заготовку (трубу), конус, овал другие изделия. От вальцовки цилиндра данная технология отличается большей простотой, так как согнуть предстоит не объемный, а плоский прокат. По сравнению с работами по прессовке и вытяжке эта технология считается:

экономичной: затраты на оборудование и оснастку минимальны, а сам процесс занимает немного времени;
эффективной. Она может использоваться как для штучного, так и для массового производства заготовок;
щадящей для оборудования — его износ незначителен, а ремонтные работы в случае неполадок просты и незатратны;
точной и аккуратной: в процессе работы вероятность брака сводится к минимуму.

Процесс вальцевания

Благодаря легкой обработке, из листового материала можно сделать изделия любой формы: в виде конуса, цилиндра, желоба, трубы, полукольца или отдельных сегментов. Сама технология вальцевания довольно простая: заготовку пропускают между специальными валами (вальцами), после чего она деформируется и принимает форму цилиндра.

Процесс проходит в несколько этапов:

подготовка вальцов;
прокат листа или бруска;
обработка заусениц и трещин;

Машины для листовой вальцовки

В зависимости от структуры (количества рабочих валков) вальцовочное оборудование делится на:

двухвалковое,
трехвалковое,
четырехвалковое.

Чем меньше оснащенность станка, тем меньше и его функционал. Но даже простейшим двухвалковым машинам доступна гибка металла на вальцах для изготовления элементов дымоходов, вентиляционных систем, воздуховодов, сетей водоотведения и пр.
Возможности оборудования определяются и размерами вальцов: от их величины напрямую зависит радиус гиба. Не менее важна и длина валка: она влияет на пропускную способность по ширине листа. Наконец, мощность приводной системы говорит о потенциале станка в обработке заготовок большой толщины.

Составные части вальцов

Вальцовочное оборудование бывает двух типов:

станки с нажимным валиком, чаще всего расположенным посередине;
установки с инструментом, размещенным эксцентрично.

Первый тип применяют для вальцовки толстого металла. Второй вариант используется при деформировании заготовок не более 2,5 мм.

В рассматриваемом оборудовании существенным различием является взаимное расположение валков: симметричное либо асимметричное. Более универсальными являются асимметричные машины. Они используются не только для свертки цилиндров, но и для разнообразного оформления кромки.

На практике чаще применяется схема с тремя симметрично расположенными валками, так как при обслуживании она более технологична. Такого типа вальцовочный станок с внешним приводом имеет следующие узлы:

электродвигатель;
клиномерную передачу или редуктор;
вал с размещенным на нем основным валком;
боковые стойки с узлами из подшипников: в быстроходных вальцах используют подшипники качения, а для мощности оборудования — скольжения;
два приводных нижних валка;
станина с двумя опорными стойками;
защитный кожух для приемки полуфабриката при работе станка;
система управления вальцами.

Регулируются технологические параметры оборудования изменением величины зазора между валками. В ручных моделях это выполняется с помощью винтового или храпового механизма, в автоматических станках — программно.

Технология вальцевания металла

Подача заготовки в процессе гибки листа на вальцах может быть продольной, поперечной или винтовой (ее также называют спиральной). Продольную используют для изготовления труб большой длины, поперечным способом выпускают короткие. Спиральной подачей получаются трубы, которые не требуется герметизировать при помощи сварки.
Для листов небольшой, до 6 мм, толщины вальцевую гибку выполняют холодным способом. Для более толстых, а также непластичных заготовок (например, на титановой основе) используют нагрев в печи максимум до 300 градусов.

Основные характеристики процесса

Вальцовка листа может выполняться в следующих вариантах:

В продольном направлении подачи заготовки.
В поперечном направлении подачи заготовки.
При винтовой (спиральной) подаче.

Соответственно, в первом случае вальцовка металла применяется для получения длинных незамкнутых труб, а во втором — коротких. Результатом винтовой вальцовки является свертка труб, не требующих впоследствии сварной герметизации стыка.

Последовательность вальцовки

Вальцовка стальных изделий исходной толщиной до 4…6 мм обычно производится без нагрева исходного металла. Однако при формообразовании деталей из толстолистового материала, а также сплавов с низкой пластичностью (в частности, на основе титана), применяется предварительный подогрев до температур 250…3000С. В таких случаях вальцовочная машина устанавливается рядом с нагревательной печью. Нагревательная атмосфера в таких печах — безокислительная, что снижает процессы образования поверхностной окалины. Впрочем, при малых радиусах вальцовки окалина частично осыпается уже в процессе деформирования на вальцовочном оборудовании.

Типовой процесс вальцовки листового металла включает в себя следующие переходы:

Подачу листа в захватную зону рабочего инструмента.
Выставление значений рабочего зазора между валками.
Прокатку плоской заготовки между инструментом в заданном направлении деформирования.
Извлечение полуфабриката из рабочих валков и закатку одной из кромок обрабатываемой заготовки (выполняется для того, чтобы значение радиуса кривизны детали было одинаковым по всему ее диаметру).

При деформации горячекатаного листового проката перед вальцовкой производится правка листа. Это связано с увеличенными значениями допусков на неплоскостность поверхности такого металлопроката, что специально оговаривается техническими требованиями ГОСТ 16523. Правка обязательна также для холоднокатаного проката, если его толщина превышает 4 мм.
Силовые характеристики процесса листовой вальцовки определяются следующими особенностями:

Деформирование производится не усилием, а крутящим моментом, значения которого зависят от физико-механических характеристик обрабатываемого материала, диаметра рабочих валков и условий контактного трения;
Скорость вальцовки практически не оказывает влияние на энергетические затраты при выполнении операции; более того, повышение скорости вращения валков даже несколько снижает рабочее усилие процесса.;
Трение между валками зависит от состояния их поверхности: при снижении шероховатости оно также снижается. Поэтому при постоянной эксплуатации вальцовочных машин требуется периодическая шлифовка поверхности оснастки (особенно, если вальцуется горячекатаный прокат, либо толстолистовые изделия);
Вальцевание высокоуглеродистых сталей, а также сплавов алюминия с марганцем часто сопровождается явлением упругого пружинения материала. Относительно вальцовки оно не так заметно, как при гибке, однако во многих случаях требует повторного деформирования.

Диапазон технологических возможностей листовой вальцовки следующий:

Длина вальцуемого проката, мм — до 12000.
Толщина, мм — до 60.
Частота вращения рабочих валков (для приводного оборудования), мин-1 — до 40.
Практически достигаемая скорость непрерывной вальцовки, м/мин — до 8…10.
Диаметр рабочих валков, мм — до 500.

Возможности вальцовочных станков с ручным приводом скромнее, но также достаточны для единичного производства операций свертки листа по необходимым значениям радиусов готовых деталей.

Область применения металлической вальцовки

Вальцовая гибка металла используется в разных отраслях. К ним относятся:

сборка механизмов,
производство рекламных конструкций,
строительство,
коммунальное хозяйство,
создание оригинальных украшений,
дизайн интерьеров.

А также многое другое. В зависимости от назначения материалами для деформируемых заготовок могут выступать сталь, алюминий, медь, латунь, титан и другие металлы и сплавы.

Качественная вальцовка нержавеющего листа на заказ

Наш цех металлообработки работает с заготовками из всех вышеперечисленных материалов, в том числе с листовой нержавеющей сталью. Предлагая заказать у нас гибку металла на вальцах, мы гарантируем:

качественную и равномерную деформацию проката,
обработку изделий больших длин и толщин;
отсутствие трещин, заломов и других неприятных последствий неправильной вальцовки,
выполнение вашего заказа точно в срок.

Что мы предлагаем

Производственное предприятие «Металлоцентр» предоставляет услуги вальцовки листового металла и профильной трубы в Москве и по России по выгодным ценам. Процедуру отличают минимальный расход электроэнергии и материалов. За счет последовательных движений цилиндрических валов металлопрокат приобретает требуемую форму, однородную толщину и эстетичный внешний вид. Современные технологии и оборудование позволяют изготавливать нестандартные изделия, отличающиеся большим диаметром. Гарантируем качество результата и соблюдение сроков.

Применяемое оборудование

Технические характеристики	Величина
Наибольшая толщина изгибаемого листа при радиусной гибки	50 мм
Наименьшая толщина изгибаемого листа при радиусной гибки	1 мм
Минимальный радиус гибки	35 мм

Наши преимущества

Предприятие «Департамент 13» располагает большими производственными возможностями обработки металла и изготовления металлоизделий и конструкций. Компания предоставляет услуги вальцовки на протяжении многих лет. Большой опыт позволяет выполнять работу любой сложности. Сотрудничество с нами имеет следующие преимущества:

Наличие современного оборудования и опытных сотрудников обеспечат выполнение всех видов вальцовки и высокий уровень качества обработки металла.
Сжатые сроки исполнения заказа.
Обоснованная цена за оказанные услуги.
Возможность изготовления как больших партий, так и единичных изделий.
Скидки при больших объемах.
Выполнение работ любой сложности.
На предприятии систематически проводится диагностика оборудования и шлифовка оснастки. Ведется строгий контроль качества,
Благодаря выгодному расположению производственных мощностей, мы осуществляем услуги вальцовки как в Москве, так и в регионах.

Предприятие оперативно окажет услуги вальцовки металлоизделий согласно техдокументации заказчика. При ее отсутствии наши сотрудники могут помочь с разработкой необходимых чертежей. А также проконсультируют и ответят на все возникающие вопросы. Продукция изготавливается в соответствии с чертежами, техдокументацией, а также ГОСТами или другими нормативными документами. Предприятие готово делать и нестандартную продукцию. К выполнению работы приступаем только после согласования стоимости и всех технических вопросов.

У нас, при необходимости, также можно заказывать и дальнейшую обработку изделий посредством электросварки, шлифовки и т.д. Можно сделать обечайки, конусы, емкости и другие конструкции. Вальцовка металла в Москве на нашем предприятии позволит удовлетворить строгие требования заказчика. Автомобильным или железнодорожным транспортом продукция также может быть доставлена в любые регионы РФ.

Вальцевание

Вальцевание – это востребованная процедура металлообработки, которая широко используется для листового металла и труб, придавая необходимые размеры и конфигурации детали. Каждое из этих направлений имеет свои особенности, которые влияют на процесс и стоимость конечной продукции.

Данная процедура может применяться не только в промышленных объемах, но и в быту. В нашей статье мы расскажем, что собой представляет вальцевание, как оно происходит для труб и листового металла, а также поговорим про цены на такой вид металлообработки.

Определение вальцевания металла

Под вальцеванием понимается технологический процесс, в результате которого происходит деформация металлических листов, изготовленных из меди, жести, стали и некоторых полимерных композитных материалов. Проходя через специальные вращающиеся валки, материал в виде листов равномерно сгибается и приобретает определенную форму (конусообразную, цилиндрическую и др.) в зависимости о того, какого типа используется оборудование и его настроек.

Чаще всего при вальцевании металла используется холодная штамповка, а параллельный нагрев заготовок применяется только при обработке толстых листов или же большом объеме изделий.

Вальцевание применяется также и в отношении технологической обработки труб из металла, когда для уменьшения или увеличения диаметра производится деформация крайнего участка среза детали. После этого появляется возможность плотно соединить изделия между собой, вставив одно в другое. К примеру, обработка делается, когда необходимо герметично и прочно закрепить деформированную по радиусу трубу в посадочном месте трубной решетки теплообменного агрегата.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Сложность этого вида вальцевания зависит от следующих технических характеристик:

Диапазона, то есть разницы между изначальными размерами и диаметром заготовок и теми, до которых они могут быть радиально увеличены (деформированы).
Глубины длины участка изделия, на которую может производиться деформация.

Чтобы процесс вальцевания был осуществлен полноценно и согласно требованиям ГОСТов, необходимы специальные станки. При этом от их технических возможностей и мощности зависит тип обработки, скорость выполнения вальцовки, вид готовых изделий, точность, а также другие конструкционные показатели продукции.

В отличие от других аналогичных способов обработки, вальцевание труб (листового металла) обладает рядом преимуществ. Во-первых, холодная деформация не влияет на характеристики материала, он сохраняет свои первоначальные свойства, во-вторых, целостность его структурных соединений не нарушается. Это имеет особое значение при обработке разнородных металлических сплавов.

Сферы применения изделий, подвергнутых вальцеванию

Вальцевание используется как для производства изделий, так и для обработки. Этот вид деформации применяется в качестве первичной переработки либо при подготовке к штамповке готовой продукции. Вальцевание может быть использовано в отношении сплавов, листового металла, прутков, труб, профилей, полимерных материалов, изготовленных из пластика, резиновых смесей либо пластмасс.

Нужно отметить, что после данной процедуры структура материала становится плотнее, а технические характеристики улучшаются. Для обработки изделий выбирается тот или иной тип станка с определенными настройками, что позволяет получать продукцию разной формы:

овальной;
цилиндрической;
конусной;
квадратной.

На сегодняшний день с помощью вальцовочного оборудования производятся самые разнообразные изделия, которые используются в различных областях и сферах деятельности:

композитные панели;
обечайки цилиндрические;
швеллеры для кондиционеров;
широкие ленточные пилы;
металлические уголки профилированные;
строительные элементы, использующиеся для декоративных целей.

Нужно отметить, что вальцевание используется не только для изготовления изделий, но еще и для обработки (дополнительной, предварительной, последующей) композитов и металлов, например, сплющивания, сдавливания, уплотнения заготовок. В результате поверхность металла становится абсолютно ровной, без шероховатостей и приобретает равномерный лоск. Кроме того, толщина материала становится одинаковой по всей плоскости изделия.

С развитием технологий вальцевание сегодня можно производить не только на предприятиях, но и в домашних условиях с помощью специального инструмента и компактного ручного станка, который легко сделать своими руками. Если говорить о промышленном вальцевании на производстве, то для этого применяются профессиональные крупногабаритные машины с гидравлическим либо электрическим приводом.

С помощью такого универсального оборудования можно обрабатывать металлические листы до 12 м в длину и 10 мм в толщину.

Технологии вальцевания труб

Привальцовка

Первый этап расширения после вставки трубы в отверстие для формовки, когда происходит устранение зазора между трубогибом и краями отверстия. После чего для запуска деформационного процесса при более плотном сечении необходимо применить усилие.

Развальцовка труб из стали

Данный метод деформации трубопровода, а также других изделий из металла является самым популярным. Он используется для расширения диаметра фрагмента изделия, чтобы соединение отрезков было более качественным. В итоге происходит телескопическая состыковка отдельных элементов трубы, когда конец одной плотно вставляется в другую.

Развальцовка применяется и в отношении медных труб. Это происходит при установке систем кондиционирования и водопроводов. Как и в случае с другими видами металла, для совершения операции используется следующее оборудование:

Экспандер (зажим).
Трещотка для регулирования силы нажатия.
Воронка либо конус для изменения диаметра в большую сторону.

Очень важно учитывать, что конусообразное оборудование может быть использовано только в отношении пластичных и податливых металлов.

Завальцовка

Данный процесс является обратным развальцовке, то есть входное отверстие трубы уменьшается. Часто для того, чтобы сузить диаметр, используются такие простые приспособления, как молоток с тисками. Кроме того, края труб можно деформировать таким образом, чтобы придать им форму по типу профилированных изделий. Аналогичным способом устраняются дефекты на краях деталей, которые появились при нарезке.

Вальцевание листового металла

Помимо того, что сферы применения вальцевания, цели и материалы, в отношении которых оно применяется, разные, сам процесс тоже имеет несколько типов.

Так, например, в зависимости от того, в каком направлении происходит подача листа в процессе обработки, чтобы получить изделие нужной конфигурации, вальцевание металла может быть трех типов:

поперечное – в таком направлении подаются длинные элементы незамкнутого трубного проката;
продольное – применяется для обработки заготовок незамкнутых труб и коротких деталей;
винтовое – используется в отношении изделий, которые после деформации не подвергаются сварке стыка.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Вальцевание состоит из следующих операций, которые выполняются в определенной последовательности:

Лист подается в зону захвата инструмента.
Производится регулировка зазора между валками (автоматическая или ручная).
Осуществляется прокатка листа металла в заданном направлении, после чего деформируется.
Заготовка извлекается и производится закатка кромки для того, чтобы зафиксировать одинаковый радиус по всему диаметру изделия.

Если сравнивать вальцевание с другими формовочными процессами, то оно отличается тем, что деформация изделия происходит равномерно по всей поверхности. Кроме того, характеристики металла остаются теми же, что и до обработки, а все потому, что воздействие на изделие не предполагает нагревания материала. Нужно сказать, что при работе со сплавами из разнородных металлов сохранение структурной целостности является критично важным.

Эта особенность делает вальцевание более популярным и востребованным среди других видов деформации металлов, поскольку обладает следующими преимуществами:

расходы на эксплуатацию оборудования минимальные;
эффективность достаточно высокая даже в случае мелкосерийного производства;
оборудование для вальцевания отличается долговечностью;
минимальное количество брака;
быстрая окупаемость из-за высокой производительности;
скорость деформации деталей можно менять непосредственно во время вальцевания;
после обработки материал сохраняет свои изначальные характеристики.

При работе с разными металлами необходимо учитывать следующие особенности процесса:

размер валков, параметры обрабатываемого материала и условия контактного трения влияют на значение крутящего момента, производящего деформацию;
рабочее усилие процесса снижается пропорционально повышению скорости вращения валков;
чтобы показатели трения были на изначальном уровне, требуется регулярная шлифовка во время эксплуатации валков;
при вальцевании сплавов алюминия с марганцем и высокоуглеродистых сталей требуется повторная деформация.

Нюансы вальцевания конусов из металла

Вальцевание металлических изделий конусной формы – более сложный процесс, чем гибка, и предполагает использование более точного оборудования, а именно четырехвалковых станков. В данном случае трехвалковые не подойдут. Помимо этого, работник, который находится возле оборудования, должен обладать определенным опытом.

При работе на четырехвалковом станке у него есть возможность производить протяжку металлического листа между валками на холостом ходу. В этом случае он разворачивается с помощью оборудования под углом к крайней стороне наклоненного валка. В ходе данного процесса происходит равномерная деформация и получается изгиб под заданным радиусом. При этом технические характеристики материала остаются неизменными. Так изготавливаются конические и цилиндрические изделия.

Применение четырехвалкого оборудования позволяет получить более точный радиус изгиба у изготавливаемого изделия, а все благодаря тому, что прокат зажимается между вальцами и снизу, и сверху. Обработка обечаек производится валками, расположенными сбоку, а подгиб кромок осуществляется одновременно. Также четырехвалковый станок имеет дополнительное прижимное приспособление, которое позволяет уменьшить величину плоского края, а также дает возможность производить горизонтальную подачу прокатного металла и изгибать материал за один проход.

Во время обработки металлический лист изгибается по радиусу, который был задан оператором станка, постепенно, в результате чего изделие приобретает форму конуса. Станки для вальцевания могут обладать различными техническими характеристиками, поэтому на диаметр обрабатываемых деталей и толщину металлических листов накладываются ограничения.

Если вальцовочные станки соответствуют стандартам, а операторы, работающие за ними, обладают определенным опытом, у предприятия появляется возможность изготавливать конусные детали с углом вальцевания до 45° и изгибом правильной формы.

Стоимость вальцевания металла

Вальцовку металлических листов можно заказать на предприятиях, которые специализируются на данном виде работ. Поскольку этот процесс является сложным, то заниматься им должны исключительно профессионалы.

Если говорить о стоимости вальцовки металлического листа, то она зависит от того, какие именно материалы необходимо деформировать (алюминий, сталь различных марок, дюралюминий, медь, бронзу, латунь и другие, которые можно подвергать вальцеванию). Цена включает в себя амортизационные расходы на станки, то есть чем больше они стоят, тем дороже обойдется обработка. Кроме того, на конечную сумму оказывает влияние марка металла и толщина листа.

Минимальная цена вальцовки составляет 600 руб. за 1 погонный метр готового изделия. Если работа более объемная, то стоимость обговаривается отдельно с учетом сложности процесса.

Благодаря огромному количеству преимуществ вальцевание считается одной из самых востребованных сегодня операций, связанных с обработкой металлических изделий. Если вы хотите, чтобы детали были изготовлены в срок и качественно, то обращаться лучше к профессионалам.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: