Изготовление колец из листового металла
Обновлено: 17.05.2024
Конечно, одно кольцо приемлемого качества можно сделать без специальных оборудования, но на это уйдет много времени, физических сил и материалов. При наличии некоторых специальных устройств сгибать прутки в кольца получается быстрее, легче физически, но остается много отходов и нужна помощь третьих лиц. Речь идет о трубогибах, кустарных приспособлениях и т. д. Ниже рассмотрим два устройства и оценим их возможности.
Приспособление № 1
Оно представляет из себя жесткую станину, прикрепленную к столу-основанию. Сверху к ней крепится горизонтально расположенная ось, с одной стороны которой имеется вороток для вращения, а с другой – многогранный лист.
К листу снаружи приварен образцовый круг из листовой стали, усиленный изнутри жестким стальным кольцом. На одной из граней многогранника приварена удлиненная гайка с болтом, направленным радиально по отношению к кругу.
На станине параллельно верхней оси имеется еще одна ось с подшипником качения на некотором отдалении от образцового круга и под углом к его вертикальной оси.
Перед началом работы многогранник размещаем так, чтобы болт оказался внизу. Прут заводим по верху подшипника и его конец прижимаем к образцовому кругу болтом. Вращая вороток, на образцовом круге выполняем полукольцо.
Наличие прижимного болта не позволяет согнуть прут за один прием. Необходимо освободить болт, прокрутить полукольцо по образцовому кругу, вновь затянуть болт и довести изгиб прутка до полного круга.
Недостатки этого приспособления связаны с длительностью процесса изгиба и большими потерями металла. Для массового изготовления колец он явно не годится.
Приспособление № 2
По конструкции второе приспособление для изгиба прутков в кольца заметно проще. Оно состоит из стального листа, с одной стороны которого приварен небольшой отрезок профильной квадратной трубы 20×20 мм для закрепления в тисках, а с другого - 2/3 полного кольца, из стальной полосы. Также у одного из оснований неполного кольца с внешней стороны приварен на расстоянии 12 мм ограничитель-упор из квадратного прутка.
Дополнительно необходимо запастись двумя металлическими пластиками толщиной 2 и 4 мм, чтобы работать с прутками не только на 12, но и на 10 и 8 мм, которые вставляются между прутком и ограничителем.
Работать на таком приспособлении довольно просто. Берем, например, пруток диаметром 10 мм, конец которого помещаем между фрагментом кольца и упором, не забыв вставить пластинку толщиной 2 мм.
Захватываем конец прутка рукой и обкатываем вокруг неполного образцового кольца до конца и получаем полукольцо. Переворачиваем заготовку другой стороной, закрепляем и также обкатываем вокруг 2/3 полного кольца.
Чтобы не тратить много сил, на последнем этапе изгиба воспользуемся вилкой-рычагом и докручиваем кольцо до конца. Как видно, концы кольца практически без заломов. Концы прутка, согнутого в кольцо, отрезаем посередине нахлеста. Завариваем стык и кольцо полностью готово.
Для изготовления кольца диаметром 30 см берем заготовку длиной L = π × d = 3,14 × 30 = 94,2 см или, округляя, 100 см. Время изготовления двух колец составляет не более 1 минуты.
Смотрите видео
Изготовление колец из металла: стали, алюминия
Компания Металлофф специализируется на изготовлении металлических изделий любой сложности. В оснащенных современным оборудованием цехах изготавливаются как серийные модели, так и уникальные сложные детали для конкретного механизма. Производство изделий осуществляется опытными специалистами на станках с ЧПУ и других машинах для ведения слесарных, токарных, фрезерных работ, резки металлов.
Современные машины обеспечивают точность воспроизведения параметров детали по чертежам заказчика. В зависимости от назначения изделия, его функции и эксплуатационных характеристик, наши сотрудники подбирают соответствующего качества материал. Компания занимается обработкой таких металлов как медь, сталь, бронза и других материалов для изготовления различных видов колец. Они могут использоваться как заготовки для дальнейшей обработки и применения в машиностроении, а также как готовые детали узлов и механизмов.
Особенности обработки заготовок
В отличие от дисков кольца имеют отверстия, заготовки для них вырезаются из листового или трубного проката. Для изготовления изделия используются несколько видов обработки, включая фрезерование, токарную нарезку, высверливание и другие способы.
При изготовлении продукции на заказ обязательно учитываются такие параметры как наружный и внутренний диаметр кольца, а также вес изделия. Точность размеров кольца и качество материала обеспечивает слаженную работу всего механизма, его износостойкость, продлевает сроки эксплуатации и сокращает расходы по замене деталей.
Виды колец
Для фиксирования узлов и деталей на валу, а также в отверстиях механизмов, применяют стопорные кольца. Материалом для них служит углеродистая сталь, которая обеспечивает прочное закрепление шестерней, подшипников, осей, полуосей, рычагов и тяг. Фиксируются стопорные кольца в специальных пазах, по способу монтировки разделяются на внешние, устанавливающиеся на валы и внутренние - фиксируются в отверстиях.
Металлообработка заготовок позволяет изготавливать несколько форм стопорных колец:
- концентрические, имеющие одинаковую ширину по всей окружности кольца;
- эксцентрические - с неодинаковой шириной по всей окружности, то есть центр кольца смещен в одну сторону.
Для изготовления стопорных колец подбираются специальные стальные сплавы, которые способствуют пластичности кольца. При установке детали на вал и другие поверхности, кольцо подвергается деформации вследствие расширения. Если превысить предел пластичности детали, то она выйдет из строя. При установке колец внутри отверстий они, наоборот, подвергаются сжатию.
Поршневые кольца, так же как и стопорные, являются распространенным видом деталей, использующимся для формирования уплотнения между стенками и цилиндрами, например в четырехтактных двигателях. Для изготовления колец проводится обработка наружной, внутренней, торцевой поверхностей заготовки, формовка и притирка деталей.
Компания Металлофф занимается изготовлением стопорных, поршневых и других видов колец, стоимость которых зависит от выбранного заказчиком материала.
Стоимость
Для предварительно оценки стоимости изготовление деталей, вы можете посчитать их на калькуляторе
Способ изготовления кольца
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления деталей типа кольцо. Из металлической плиты вырезают заготовку замкнутой фигурной формы с центральной прорезью. При этом выполняют эквидистантными наружную поверхность и поверхность центрального отверстия. Размещают заготовку между гибочным и упорными роликами профилегибочной машины и изгибают ее отдельные участки с увеличением или уменьшением ее радиусов кривизны. Повышается точность деталей. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении для изготовления деталей типа кольцо, преимущественно крупных размеров.
Известен способ изготовления шпангоутов, при котором исходную профильную заготовку изгибают прокаткой в роликах на трех- или четырехвалковых профилегибочных машинах в кольцо со стыком (Грошиков А.И., Малафеев В.А. Заготовительно-штамповочные работы в самолетостроении. М.: Машиностроение, 1976 г., с. 334…342). После гибки стык кольца заваривают сваркой плавлением, контактно-стыковой сваркой, сваркой электронным лучом или лазерной сваркой. Сваренные кольца подвергают механической обработке резанием для получения требуемых размеров. При изготовлении шпангоутов больших диаметров и больших сечений профильные заготовки изгибают в полукольца, которые сваривают между собой по концевым стыкам в кольцо. Остальные операции производятся аналогично.
Недостатком указанного способа изготовления шпангоутов является наличие сварных швов, которые не только снижают прочность готового кольца, но и существенно увеличивают трудоемкость его изготовления за счет подгоночных, сварочных, доводочных и контрольных операций, а также требуют применения целого комплекса дополнительного оборудования.
За более близкий к предлагаемому способу аналог принят способ изготовления кольца по патенту РФ №2468884, кл. В21К 1/76; B21D 53/16. Способ включает этапы, на которых нарезают исходный материал до заданной длины и выполняют в нем прорезь в направлении его длины с образованием заготовки. Заготовку вставляют в инструментальную оснастку и расширяют прорезь вдавливанием пуансона в заготовку с одновременным приложением сжимающего усилия к концам заготовки. Прорезь расширяют введением пуансона до получения круглой заготовки. Заготовку дополнительно поддерживают в направлении, нормальном к одновременно прикладываемому сжимающему усилию. На каждом конце прорези могут вырезаться радиусы. Отформованную заготовку извлекают из инструментальной оснастки и выполняют окончательную обработку до конечных размеров и формы кольца. Заготовку дополнительно поддерживают для предотвращения осевой деформации, нормальной к направлению расширения прорези.
Недостаток вышеназванного способа заключается в низкой точности получаемого кольца, малых технических и технологических возможностях.
Это объясняется тем, что:
- требуемая форма кольца получается за счет расширения прорези в заготовке вдавливанием пунсона в заготовку с одновременным приложением сжимающего усилия к концам заготовки. Для достижения желаемого результата, т.е. для вдавливания пуансона в заготовку, края заготовки должны на что-то опираться. В результате совместного действия пуансона и опоры возникает изгибающий момент, который нарушает плоскостность кольца, а одновременное приложение сжимающего усилия к заготовке еще более усугубляет это нежелательное явление, которое не позволяет получить точное плоское кольцо и требует дополнительной операции по его правке после снятия кольца с пуансона;
- реализация указанного способа требует наличия специального сложного штампа с подвижными опорными элементами, так как при опускании пуансона форма заготовки непрерывно изменяется, при этом подвижные элементы опоры не должны препятствовать пуансону, при его прохождении через деформируемое кольцо. Создание такого штампа является сложной технической задачей, которая еще более осложняется при изготовлении колец большого диаметра, например колец диаметром несколько метров;
- для образования крупногабаритных колец необходимо наличие специального прессового оборудования: большого по габаритам пресса с размерами стола, превышающими размеры штампуемого кольца. Такой пресс относится к уникальному дорогостоящему оборудованию, требующему больших затрат;
- для получения каждого диаметра кольца требуется индивидуальный пуансон, что значительно увеличивает затраты на технологическую оснастку;
- не позволяет изготавливать кольца из заготовок фигурной формы. Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - расширение технических и технологических возможностей, повышение точности получаемой детали типа кольцо.
Достигаемый технический результат: изготовление колец, преимущественно диаметром свыше 3 м, с минимальными затратами на универсальном оборудовании с помощью универсальной технологической оснастки и с достаточной точностью.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления кольца, включающем вырезку из исходного материала заготовки замкнутой фигурной формы с центральной прорезью, расширение указанной прорези до получения детали требуемой формы, в качестве исходного материала используют металлическую плиту, центральную прорезь вырезают эквидистантно наружной поверхности заготовки, а расширение центральной прорези заготовки осуществляют гибочным и упорными роликами профилегибочной машины, между которыми размещают заготовку, причем осуществляют гибку отдельных участков заготовки с увеличением или уменьшением ее радиусов кривизны.
Кроме того, поставленная задача решается тем, что гибку осуществляют за несколько переходов с промежуточными термообработками для снятия остаточных деформаций.
А также осуществляют гибку нагретой заготовки.
На фиг. 1 изображена заготовка замкнутой фигурной формы с прямым и криволинейным участком, перед операцией гибки, фиг. 2 - вариант заготовки, перед операцией гибки, фиг. 3 - положение гибочных роликов при гибке прямолинейных участков заготовки, фиг. 4 - положение гибочных роликов при гибке криволинейных участков заготовки, фиг. 5 - готовое кольцо после гибки.
Способ изготовления кольца заключается в следующем.
Из исходного материала - металлической плиты известными способами резки, например, лазерной резкой, вырезают заготовку 1 замкнутой фигурной формы с эквидистантными наружной 2 и внутренней 3 поверхностями. Полученную заготовку 1 размещают между гибочным 4 и упорными 5 роликами профилегибочной машины и изгибают ее отдельные участки, увеличивая или уменьшая радиусы кривизны заготовки.
Процесс гибки для получения детали типа кольцо из вырезанной из плиты заготовки с прямолинейным 6 и криволинейным 7 участком происходит следующим образом.
Привод профилегибочной машины приводит ролики 4 и 5 во вращение и при сближении ролика 4 с роликами 5 происходит гибка прямолинейного участка 6 фигурного кольца 1. Ролики 4 и 5 совершают реверсивное вращение, и при сближении ролика 4 с роликами 5 происходит плавное увеличение кривизны изгибаемого участка до требуемой величины.
Гибка криволинейных участков 7 выполняется аналогичным образом. В этом случае при сближении гибочного ролика 4 с двумя упорными роликами 5 происходит уменьшение кривизны криволинейных участков 7.
Пример реализации способа изготовления кольца.
Из толстой алюминиевой плиты длиной 5 м и шириной 2 м лазерной резкой изготавливают заготовку в виде фигурного кольца, гибкой по предложенной технологии можно получить кольцо диаметром 3,9 м. В варианте изготовления заготовки из такой же алюминиевой плиты в виде фигурного кольца, представленного на фиг. 2, после гибки изложенным способом можно изготовить кольцо диаметром 4,2 м.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет изготавливать крупногабаритные кольца с достаточной точностью, на универсальном оборудовании, с помощью универсальной технологической оснастки.
1. Способ изготовления крупногабаритной детали типа кольцо, включающий вырезку из металлической плиты заготовки замкнутой фигурной формы с центральной прорезью, эквидистантной наружной поверхности заготовки, размещение заготовки между гибочным и упорными роликами профилегибочной машины и расширение центральной прорези путем гибки отдельных участков заготовки указанными роликами с увеличением или уменьшением радиусов кривизны этих участков до получения требуемой формы детали.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гибку осуществляют за несколько переходов с промежуточными термообработками для снятия остаточных деформаций.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют гибку нагретой заготовки.
Мини станок холодной ковки для изготовления колец из металла
С помощью самодельного приспособления для холодной ковки можно быстро и без лишних телодвижений изготовить большое количество одинаковых колец из металла (например, из металлической полосы или стального круглого прутка. Это действительно очень простой гибочный кондуктор, который под силу сделать каждому домашнему мастеру.
Приспособление состоит из двух основных элементов: вертикально установленного стального цилиндра, вокруг которого будет огибаться заготовка, и ручки-рычага.
Основные этапы работ
Сначала необходимо сделать опорную площадку.
Для этого отрезаем два одинаковых куска строительного уголка и свариваем их вместе, чтобы в итоге получился тавровый профиль. Нижняя часть опорной площадки будет зажиматься в тисках, а на верхней — будет располагаться цилиндр.
В качестве цилиндра в данном случае используется стальная толстостенная круглая труба.
Диаметр трубы может быть разным, в зависимости от того, какой диаметр колец вы хотите получить. Устанавливаем заготовку по центру площадки и обвариваем по кругу.
На некотором расстоянии от цилиндра необходимо приварить к опорной площадке кусочек стального круглого прутка, который будет выступать в качестве упора.
В завершении останется только изготовить ручку-рычаг.
Отрезаем кусок круглой трубы и привариваем к нему отрезок стального кругляка. К ручке также надо приварить упор из круглого прутка.
Технология изготовления колец из металла
Отрезаем заготовку из металлической полосы и стальной проволоки нужной длины. С помощью ручных клещей фиксируем ее к упору.
Потом надеваем на цилиндр ручку-рычаг. Начинаем сгибать заготовку, закручивая ее с каждым новым витком в спираль.
В завершении останется только зажать спираль в тиски и разрезать болгаркой в продольном направлении. Потом получившиеся детали надо отрихтовать молотком и сварить концы.
Гибочный станок-кольцегиб для работы с листовым металлом
Данная самоделка многим мастерам, наверняка, придется по вкусу. Изготовить ее не очень сложно, а пользы — вагон и маленькая тележка в придачу. Это, конечно, не универсальный гибочный станок, но довольно практичный, особенно в условиях домашней мастерской. Основное его назначение заключается в изготовлении колец одинакового диаметра из металлической полосы или листового металла.
Приспособление состоит из двух частей: гибочного шаблона, который фиксируется в тисках, и ручки-рычага с прижимным упором.
Начнем с изготовления гибочного шаблона.
Отрезаем кусок круглой толстостенной трубы и привариваем внутри металлическую пластину, установив ее чуть ниже центра.
К металлической пластине необходимо будет приварить круглую трубу.
К корпусу потом привариваем две удлиненных гайки, расположив их напротив друг друга (смотрите фото ниже). Предварительно удлиненную гайку нужно разрезать на две части.
Далее отрезаем кусок металла в виде полосы. По краям высверливаем два отверстия. С помощью болтов прикручиваем прижимную пластину к удлиненным гайкам.
На следующем этапе приступаем к сборке второй части самоделки.
Подготавливаем две круглых трубы разной длины и одну профтрубу.
На профильную трубу надеваем ползун из толстостенного профиля с приваренной гайкой для установки фиксатора, по торцам привариваем круглые трубы. На длинную круглую трубу надеваем металлическую шайбу и привариваем. К ползуну необходимо будет приварить отрезок стального круглого прутка.
Сборка приспособления
В слесарных тисках зажимаем первую часть самоделки.
В нее вставляем ручку-рычаг и выставляем прижимной упор на требуемом расстоянии, в зависимости от толщины сгибаемой заготовки.
Далее все просто: фиксируем край заготовки с помощью прижимной пластины к наружной поверхности гибочного шаблона. Прокручиваем ручку-рычаг и сгибаем заготовку вокруг шаблона.
Читайте также: