Виды вальцовки листового металла

Обновлено: 17.05.2024

Благодаря точности и удобству обработки, вальцевание металла и цилиндрических обечаек используется уже на протяжении нескольких сотен лет и всегда остается актуальным. Современные приспособления для вальцовки конусов и композита применяются как в промышленных масштабах, так и в домашнем хозяйстве. В зависимости от вида станка, обработку можно производить самостоятельно, если изучить все о вальцовке и разновидностях оборудования.

Что это такое?

Вальцовка, вальцевание – это технологическая операция или процесс деформации различного листового металла. Например, жести, меди, стали, а также ряда полимерных композитных материалов. В ходе вальцевания, путем пропускания через специальные вращающиеся ролики листовой материал равномерно сгибается и приобретает определенную форму. На выходе получаются цилиндрические, конусообразные и другие фигурные изделия, в зависимости от типа и настроек оборудования.

При вальцевании в большинстве случаев используют холодную штамповку, параллельный нагрев заготовки осуществляется, как правило, только при больших объемах или обработке толстых листов материала.

Реже термин «вальцевание» применяется в отношении технологической обработки металлических труб, когда производится деформация крайнего участка среза изделия для увеличения или уменьшения диаметра. После обработки одинаковые изначально по диаметру трубы соединяются между собой – плотно вставляются одна в другую. Например, при деформировании трубы по радиусу для ее прочного и герметичного закрепления в посадочном месте трубной решетки теплообменного аппарата. Расчет такой обработки производится по формуле: D' = D о + Δ + K×S, в которой:

D' – показатели внутреннего диаметра заготовки после обработки;
D о – внутренний диаметр крайнего среза до вальцевания;
Δ – диаметральный промежуток между трубой и трубной решеткой;
S – толщина стенок заготовки;
K – коэффициент вида теплообменного аппарата, показатель колеблется от 0,1 до 0,2.

Сложность данного вида вальцовки определяется двумя главными техническими характеристиками.

Диапазон – разница между изначальным внутренним диаметром заготовки и размерами, до которых она может быть радиально увеличена, то есть деформирована.
Глубина – длина отдельного участка заготовки, на которую допустимо производить деформацию.

Для полноценного же вальцевания листового материала согласно требованиям ГОСТ необходимо специальное оборудование – вальцовочные станки. От мощности и технических возможностей оснащения будет зависеть тип обработки, вид готовой продукции, скорость вальцовки, а также точность и другие конструкционные показатели изделий.

Вальцовка имеет важное преимущество перед другими аналогичными способами – процесс холодной деформации не влияет на свойства металла, материал сохраняет свои изначальные характеристики, не нарушается целостность его структурных соединений. Это особенно важно при обработке различных разнородных металлических сплавов.

Где применяется?

Данный вид деформации металла используют для обработки и производства различных изделий. Например, при подготовке готовой продукции к штамповке или как первичную переработку. Вальцеванию подлежит не только листовой металл или сплавы, но также трубы, прутки, профили, полимерные материалы из резиновых смесей, пластика или пластмасс. После вальцовки или холодной штамповки структура материала становится более плотной, существенно улучшаются его технические характеристики. В зависимости от типа и настроек станка, в ходе обработки получают изделия в форме:

С помощью вальцовочного оснащения сегодня производят широкий ряд изделий для различных областей и сфер деятельности:

цилиндрические обечайки;
композитные панели;
широкие ленточные пилы;
швеллера для кондиционеров;
профилированные металлические уголки;
декоративные строительные элементы.

Вальцевание необходимо не только для изготовления новой продукции, но и для различных предварительных, дополнительных и последующих видов обработки металла и композитов – уплотнения, сдавливания или сплющивания заготовок. На вальцовочном оборудовании поверхность заготовок приобретает равномерный лоск, убираются неровности, шероховатости, материал становится одинаковой толщины по всей плоскости. Учитывая, что заготовки могут иметь различные формы и конфигурации, для создания необходимой конструкции подача листа производится по одному из трех направлений.

Поперечная – при вальцевании длинных элементов незамкнутого трубного проката.
Продольная – для обработки коротких элементов и заготовок незамкнутых труб.
Винтовая – для производства изделий, не предполагающих последующую сварку стыка.

Благодаря развитию современных технологий, методику вальцевания используют как на предприятиях, так и в домашних условиях с помощью миниатюрных компактных ручных станков и специального инструмента. Оснащение при этом можно изготовить самостоятельно своими руками. В производственных же цехах для вальцовки материалов задействуют профессиональное крупногабаритное оборудование с электрическим или гидравлическим приводом.

Такие универсальные станки позволяют качественно обрабатывать листовые материалы больших размеров – до 12 метров длиной и до 10 миллиметров толщиной.

Обзор типов

Вальцевание применяется для обработки многих видов материалов, различных по своей форме и структуре. Поэтому и профильное оборудование может существенно отличаться типом конструкции, предназначением и техническими возможностями. Современные вальцовочные станки, как для профессионального промышленного, так и для домашнего использования классифицируются на четыре основных вида, в зависимости от устройства силового привода.

Ручные установки

Ручные станки в основном используются лишь в домашнем хозяйстве для бытовых целей, при единичном производстве или обработки материалов. Такие агрегаты просты в эксплуатации, для работы с ними не требуется специальных знаний, а главное – они автономны и не нуждаются в дополнительном питании. Благодаря компактным габаритам, высокой надежности и долговечности оборудование очень популярно среди домашних мастеров и в небольших цехах на предприятиях.

Существенный полюс ручных вальцовочных станков – низкая стоимость при высоком качестве обработки. Собрать установку можно своими руками и свети затраты к минимуму. Главный минус ручного оснащения – оно не позволяет обрабатывать материалы толщиной более 2 мм. Важным недостатком является и необходимость прилагать существенную физическую силу – положение подвижного рабочего вала регулируется вручную, процесс вальцевания, то есть подача материала, также осуществляется в ручном режиме.

Электрическое оборудование

В электрических аппаратах подача материала происходит за счет силового электромотора, от его мощности будут зависеть и возможности оборудования – скорость работы, типы обрабатываемых материалов, габариты самого вальцовочного оснащения. Электрические вальцовочные станки упрощают работу, но из-за необходимости подключения к сети снижается их мобильность. Как правило, такое оборудование устанавливается стационарно в просторных цехах, больших производственных помещениях предприятий. Электрические станки позволяют обрабатывать листовой материал толщиной 4-6 мм.

Из недостатков отмечают и значительные затраты на электроэнергию – чтобы сократить расходы производства, можно воспользоваться маломощным оборудованием до 20 кВт. Станок небольшой мощности справится с задачей не так быстро, но позволит сэкономить на электроэнергии и снизить себестоимость изделий. Электрические вальцовочные станки высокой мощности обычно используются лишь на крупных промышленных предприятиях, ориентированных на массовое производство или обработку крупногабаритных заготовок.

Гидравлические станки

Вальцовочное оборудование с гидравлическим приводом является самым мощным в своем роде – на таких станках обрабатываются материалы толщиной до 10 мм. Гидравлические станки относятся к тяжелому классу, они в несколько раз превосходят по мощности и возможностям ручные и электромеханические установки. Используются аппараты с гидравлическим приводом в основном на крупных производственных предприятиях – энергетических, машиностроительных или судостроительных комбинатах.

Практически все современные гидравлические станки оснащаются компьютерным программным управлением – ЧПУ. По сравнению с другими видами, агрегаты имеют и более сложную конструкцию, в которой задействовано большое количество рабочих элементов.

Кроме того, оснащение с гидроприводом обладает и крупными габаритами, станки устанавливаются только стационарно в просторных помещениях. Но зато они позволяют быстро и качественно вальцевать большие объемы продукции, сохраняя при этом высокую точность обработки.

Инструменты и приспособления

Главный рабочий узел любого вальцовочного оборудования – литая станина из прочных металлических сплавов или чугуна. На станину, размеры которой зависят от типа оснащения, монтируется специальное деформирующее устройство, состоящее из нескольких продольных валков. Два рабочих валка фиксируются намертво (являются неподвижными), а третий или четвертый элемент обеспечивают вращение заготовки в процессе работы. В некоторых станках подвижные валки могут также перемещать и по вертикали, позволяя производить более широкий ряд изделий, обрабатывать большее количество типов материалов.

Верхний валок монтируется на станине таким образом, чтобы при необходимости его можно было быстро снять или перенастроить для производства изделий с разным сечением. Его регулировка осуществляется специальным инструментом – единым винтом или механизмом храпового типа, а в автоматических вальцовочных станках это действие выполняется программно. Под регулировкой подразумевается изменение технологических характеристик оборудования – увеличение или уменьшение зазора между валками. Использование специальных валков с рабочими канавками на поверхности позволяет обрабатывать и сгибать не только листовой материал, но также металлические прутки или проволоку.

Ручные станки оснащаются, как правило, тремя валками, так как большее количество элементов затруднит процесс обработки. Если установить четвертый валок, то для гибки ряда материалов физической силы уже будет недостаточно. Количество валков на электромеханическом вальцовочном станке – от 3 до 4, все зависит от их размеров и мощности двигателя. Все профессиональные гидравлические агрегаты оснащаются четырьмя рабочими валами.

Никаких дополнительных инструментов для работы с вальцовочным оборудованием не требуется, лишь на некоторых станках для регулировки валков могут понадобиться гаечные ключи определенного размера.

Особенности техники

Независимо от типа вальцовочного оборудования, закругление материала или заготовки происходит за счет третьего подвижного рабочего валка. От его положения и зазора между ним и двумя ведущими элементами будет зависеть форма будущего изделия, его радиус – чем больше расстояние между валками, тем больше радиус заготовки. Если валки установлены на станке параллельно друг другу, то обрабатываемые детали приобретают цилиндрическую форму.

При размещении третьего вала под определенным углом форма изделий будет конусообразная. Четвертый же валок обеспечивает предварительную подгибку листового материала, на большинстве современных станков он оснащается дополнительным пневматическим приводом. При необходимости станки комплектуются валками с полированной, прорезиненной или особо твердой поверхностью.

О том, какие бывают вальцовки, смотрите в следующем видео.

Вальцы для листового металла

Вальцы для обработки листового металла были изобретены достаточно давно, и с тех пор их конструкция претерпела целый ряд различных изменений. Неизменным остался только принцип работы. На сегодня пользователь без особых проблем может найти всё необходимое для работы с листовым металлом не только в производстве, но и для домашней мастерской.

Особенности технологии

Вальцовка, или вальцевание, – работа, в ходе которой листовые заготовки приобретают необходимую в соответствии с задачей форму. Работа, строго говоря, идет не только с металлом. В качестве материала может послужить любой пластичный материал, начиная от резины и пластика и заканчивая железом или алюминием. Разного рода трубопрокатные изделия тоже подвергаются такой обработке.

Для того чтобы обработать профлист, используется специальное оборудование. Исходя из названия, легко можно сделать вывод, что основную роль в конструкции играют несколько валов. Процесс придания формы конуса или цилиндра в целом и называется вальцовкой. Если, например, нужно увеличить диаметр трубы в ширину без потери качества, тогда операция называется развальцовкой, но суть от этого изменится мало.

Оборудование для обработки оцинкованного листа металла на производстве обычно имеет электрический или гидравлический привод.

Для домашней мастерской будет достаточно и ручного. При правильном подходе устройство можно собрать и самостоятельно, работать оно будет с ничуть не меньшей эффективностью, чем его заводские аналоги. Это специальное оборудование для работы с металлом в холодном состоянии, объяснений его эффективности существует несколько.

В процессе металл не меняет своей температуры, а значит, сохраняет все свои первоначальные технические характеристики неизменными.
Структура не подвергается серьезным изменениям, помимо внешней деформации. Не образуется никаких дыр и трещин в заготовках.
Работа идет равномерно по всей поверхности изделия. Расчет толщины и радиуса воздействия учитывается заранее.
Процесс легко можно контролировать на всех этапах.

Благодаря точности обработки изделий можно работать с заданными геометрическими параметрами, не теряя ни миллиметра. Детали и габариты изделий в конечном итоге могут быть диаметрально разными, начиная от стальной заготовки и заканчивая частью небольшого ювелирного украшения.

Виды вальцов для листового металла

Листоправильные станки для работы с металлическими заготовками могут быть разными, сфера их применения зависит от технических характеристик и спектра предполагаемых к решению задач:

размеры и диаметр валов зависят от типа конструкции, в зависимости от этого будет меняться радиус возможного сгиба;
длина валов определяет ширину заготовки, с которой можно работать за один раз;
привод определяет толщину изделий, пригодных к обработке.

Многое будет зависеть и от конструкционных особенностей станков.

Например, для работы с изделиями необычных форм напрямую влияет возможность рабочих валов менять положение. Так что два одинаковых станка одной и той же фирмы могут быть диаметрально разными.

Станки разделяются между собой в зависимости от технологических возможностей и технических характеристик. Станки для работы с металлом можно разделить на несколько основных категорий:

двухвалковые;
трехвалковые;
четырехвалковые.

Первый тип самый простой. Основу их конструкции составляют два рабочих вала и жесткий каркас, валы располагаются параллельно друг под другом. Тот, что находится сверху, всегда вдвое меньше размером. Предпочтительнее в качестве материала для него использовать сталь.

Заготовка прижимается нижним валом и прокручивается, что и придает изделию нужную форму. Возможности сгиба металла формируются в зависимости от характера вращения валов, именно поэтому два одинаковых станка могут отличаться друг от друга с точки зрения эффективности. Регулируется станок механически, так что радиус изделия можно выставить заранее.

Чаще на таком станке обрабатываются цилиндрические конструкции, нежели конусные.

Второй тип можно разделить на симметричные и асимметричные. В работе предусматривается принцип обката листа заготовки вокруг одного из валов, который является основным в конструкции.

Электромеханические станки с тремя валами иногда носят название силовые, они более массивны по своей конструкции и имеют более высокий предел прочности в отличие от ручного привода. На таком оборудовании можно изготавливать изделия в масштабах промышленности. Для домашних мастерских такие конструкции подойдут для обработки меди или алюминия толщиной до 4 мм.

Четырехвалковые вальцовочные станки в конструкции предусматривают еще один вал в самом низу, который облегчает сгиб металла. Именно такой станок чаще всего используется для промышленной обработки. Здесь толщина заготовок может достигать 75 мм, форма может быть простой или геометрически сложной – точно воспроизвести получится одинаково и то и другое.

Числовое управление облегчает настройку и регулировку некоторых параметров в процессе производства изделия.

Это во всех отношениях профессиональный инструмент для работы с металлом.

Классификация оборудования по типу привода

Соответственно количеству валов каждый станок имеет свои конструкционные особенности и сложности. Также листогибочное оборудование можно разделить на категории и по типу привода:

механические – ручной привод;
электромеханические – в комплекте часто присутствует вычислительный блок ЧПУ;
гидравлические.

Ручное

Ручной привод самый простой, здесь для обработки потребуется прикладывать определенное физическое усилие. Обычно это конструкция с двумя валами и жестким каркасом. Работать можно в домашней мастерской с максимальным комфортом из-за компактности этих моделей, но спектр задач у них достаточно узкий.

Электрическое

Электрический привод имеет в конструкции вычислительный блок, что может помочь автоматизировать часть операций и работать с более высоким уровнем точности. Спектр задач у таких моделей, как и сфера применения, значительно шире.

Гидравлическое

Гидравлические вальцы – очень габаритное оборудование, которое отличается и более высокими техническими характеристиками. Соответственно, оно имеет и широкий спектр задач. Это станки, предназначенные в основном для промышленных предприятий или достаточно большой домашней мастерской, чтобы была возможность вместить их и окупить производственные затраты.

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.

Вес и габариты такого станка минимальны, что дает ещё один плюс в пользу покупки этого устройства для дома.

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.

Как сделать станок самому?

Самодельные вальцы с ручным приводом имеют достаточно простую конструкцию, а работать в конечном итоге будут ничуть не хуже известных заводских аналогов.

Для сборки своими руками нужно подготовить чертеж, расходные материалы и инструменты.

Изготовление не потребует никакого сугубо профессионального опыта, разве что минимальных навыков обращения с инструментами.

Что касается конструкции, то у станка для работы с металлом есть несколько ключевых элементов.

Рама. Именно на ней будут держаться все остальные элементы конструкции. Рекомендуется использовать оцинкованную сталь или любой другой металл со схожими характеристиками.
Боковые стойки с прорезями для узлов подшипника.
Валки из прочной стали. Их диаметр будет зависеть от поставленной перед мастером задачи по обработке металла.
Рукоятка для вращения.
Приводной зубчатый узел, который будет обеспечивать синхронность во вращении валов.
Пружинный узел для прижатия заготовки между валками.

Первым этапом станет изготовление рамы. Её можно сварить из нескольких заготовок, размеры при этом нужно сверять с чертежом.

Боковые стойки также привариваются к раме, чаще всего это швеллеры. Тут в качестве материала подойдет углеродистая сталь.

Что касается узлов, то они фиксируются на боковых стойках в специальных отверстиях, валки устанавливаются в последнюю очередь. После сборки конструкции следует проверить, надежно ли зафиксированы все основные узлы.

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.

О том, как сделать самодельные вальцы, смотрите далее.

В основном вальцы для гибки листового металла применяют для придания заготовкам форм: круглой, цилиндрической, овальной, конической, полицентрической.

Вальцовочные станки применяют для работы с металлопрокатом, осуществляя с их помощью контролируемую продольную или поперечную деформацию для изготовления широкого ассортимента изделий. В основном они используются, как вальцы для листового металла, но также могут обрабатывать практически все профильные заготовки с плоской формой поверхности.

В зависимости от типа и назначения, вальцовый станок способен сгибать заготовки с различными габаритами и большим диапазоном толщины исходного материала. Поэтому станки для вальцовки листового металла могут иметь конструкцию от самого простого ручного листогиба с двумя валами, до сложной прокатной машины с ЧПУ, в которой могут располагаться до девяти рабочих валов.

Сфера применения

В основном вальцы для гибки листового металла применяют для придания заготовкам следующих видов форм:

круглой,
цилиндрической,
овальной,
конической,
полицентрической.

Небольшой вальцегибочный станок, к примеру, может изготавливать из оцинкованной жести практически все элементы:

дымоходов,
воздуховодов,
вентиляционных систем,
водостоков.

Ограничения сферы использования вальцов для листового металла определяется только их техническими параметрами:

размеры и отношение диаметров основного и вспомогательных валов, которые непосредственно влияют на минимальный и максимальный радиус гиба;
длина рабочих валов, определяющая максимальную ширину обрабатываемого листа;
вид привода валов, от которого зависит величина толщины будущего изделия.

А также технологические возможности вальцегибочных станков определяют их конструктивные особенности. К примеру, изготовление изделий конической и полицентрической формы напрямую зависит от способности изменять местоположение рабочих валов относительно друг друга.

Виды вальцовочных станков

Основная классификация вальцегибочных станков для листового металла определяется в соответствии с их технологическими возможностями, что напрямую зависит от количества рабочих валов и их технических параметров. Так можно выделить три наиболее широко представленных на рынке металлообрабатывающего оборудования вида листогибочных станков, имеющих в своей основе вальцы:

двухвалковые,
трехвалковые,
четырехвалковые.

Еще различают вальцовый станок по виду привода на:

механические вальцы с ручным приводом,
вальцы электромеханические,
вальцы гидравлические.

Двухвалковые вальцы

Двухвалковые вальцы для изготовления простых цилиндрических форм изделий стали применять сравнительно не так давно и связано это, прежде всего, с конструктивными особенностями и технологическими новшествами, применяемыми при их изготовлении.

Двухвалковые листогибочные станки состоят из прочного каркаса и двух рабочих валов, расположенных параллельно один над другим строго по вертикали. Верхний представляет собой полированный стальной вал и имеет меньший диаметр. Нижний вал, как правило, вдвое большего диаметра, состоит из стального сердечника, на который нанесено относительно мягкое покрытие из износостойкой резины или полиуретана.

При работе нижний вал, способный перемещаться в вертикальной плоскости, прижимает с определенным усилием лист заготовки к верхнему валу и прокручивает его, тем самым и придает ему форму изгиба. Получается так, что минимальный радиус определяется диаметром верхнего вальца, а максимальный радиус гиба — усилием прижима нижнего вала.

Настройка такого станка заключается в механической регулировке силы прижатия валов, тем самым позволяя устанавливать необходимый размер радиуса цилиндрической формы готового изделия.

Двухвалковые вальцы имеют ряд существенных преимуществ таких, как:

простота конструкции;
при работе не повреждается материал заготовки;
возможность сгибать без лишней деформации листовой материал, имеющий на своей поверхности штамповку, гравировку или перфорацию;
способность обрабатывать от мягких до жестких листовых материалов;
отсутствие не загнутых прямых участков на краях готового изделия.

Удачность сочетания простоты и технологичности сделало возможным изготавливать на базе двухвалковой конструкции универсальные станки с ЧПУ. Это, в свою очередь, позволило полностью автоматизировать процесс регулировки и центровки сжимания рабочих валов. Таким образом, современные технологии в сочетании с программным обеспечением на двухвалковых листогибочных станках с ЧПУ сделали возможным массовый выпуск широкого ассортимента сложных конических и полицентрических форм готовых изделий.

Как работает двухвалковый листогибочный станок можно посмотреть на данном видео:

Трехвалковые вальцы

Трехвалковые вальцы наиболее массово из всех моделей представлены на рынке листогибочного оборудования. Причем они, в свою очередь, делятся на:

Вальцы ручные трехвалковые имеют, как правило, простую и легкую конструкцию, работающую по симметричной схеме. Поэтому их часто применяют для изготовления элементов вентиляции или водостоков непосредственно на месте монтажа.

Работает трехвалковый вальцегибочный станок по принципу обкатки заготовки вокруг верхнего валка. Он является основным рабочим валом и его диаметр определяет минимальный радиус гиба. Настройка и максимальный диаметр радиуса цилиндрического изделия производится регулировкой высоты верхнего вала относительно нижних вальцов. Последние располагаются статически при симметричной схеме, то есть закреплены на одинаковых расстояниях относительно основного вала.

По такой же схеме работают вальцы трехвалковые электромеханические, с той лишь разницей, что их конструкция более массивна и способна, в отличие от ручного оборудования, обрабатывать листовой металлопрокат с пределом прочности свыше 50 кг/мм2, позволяя изготавливать изделия промышленных масштабов.

Ручные вальцы трехвалковые используют для обработки медных и алюминиевых листов, а также оцинкованной жести или тонколистовых материалов с максимальной предельной прочностью до 50 кг/мм2.

При всех своих достоинствах конструкция как серийных, так и самодельных моделей трехвалковых гибочных станков имеет один существенный недостаток — при обкатке на краях заготовки остаются пусть и не очень большие, но прямые участки. Если на относительно маленьких по размерам станках это можно нивелировать, подкладывая в место разрыва дополнительную полоску жести, то на больших гибочных станках для листового металла приходиться прокатывать заготовку.

Отчасти, чтобы свести к минимуму имеющийся недостаток, а также для того, чтобы расширить ассортимент выпускаемой продукции, и стали применять несимметричную схему расположения нижних боковых вальцов. Есть более простые конструкции трехвалковых гибочных станков с одним регулируемым нижним валом, а есть достаточно сложные в устройстве с двумя подвижными нижними валами. Конструктивной особенностью такой схемы является то, что нижний вал может смещаться относительно основного рабочего вала под определенным углом к вертикальной и горизонтальной плоскостям. Такая схема регулировки позволяет за счет неравномерной регулировки нижнего вала получать детали с конической формой.

Стоит отметить, что в основном народные умельцы как раз самостоятельно изготавливают именно ручной вальцовочный станок по симметричной схеме с тремя валами. Как устроен и как работает самодельный трехвалковый листогибочный станок можно на следующем видео:

Четырехвалковые вальцы

Четырехвалковые вальцовочные станки имеют в своей конструкции нижний дополнительный вал, который не только упрощает гибочные процессы и позволяет выпускать весь ассортимент продукции, но и лишен недостатков трехвалкового предшественника.

В основном, применяются вальцы четырехвалковые гидравлические для промышленной обработки металлопроката толщиной от 1,5 мм до 75 мм, при этом, независимо от толщины листа, возможно изготовление как простых цилиндрических и овальных форм, так и сложных полицентрических изделий.

Все современные четырехвалковые вальцовочные станки оснащены числовым программным управлением, поэтому все рабочие процессы, а также регулировки и настройки, полностью автоматизированы, что практически лишает их производственных недостатков.

Работу четырехвалкового вальцовочного станка можно посмотреть, открыв видео:

Вальцы: виды, применение и изготовление своими руками

При работе с металлопрокатом необходим вальцовочный станок. С его помощью из заготовок изготавливают широкий ассортимент продукции. Она, в свою очередь, используется строительной, химической и других отраслях промышленности.

Вальцы позволяют деформировать заготовку в горизонтальной или вертикальной плоскости. Они способны обработать любое изделие с плоской поверхностью.

Вальцы используются в конструкции дробильных машин и даже оборудования для кузнечного дела. Они представляют собой два валка. Первый крутится в одном направлении, второй – в противоположном ему. Таким образом обеспечиваются должный захват и обработка материала.

Если говорить об особенностях конструкции различных вальцов, то в дробильных станках они имеют рифленую поверхность. Если это ковочный агрегат, то в вальцах есть ручей, габариты которого соответствуют размерам и форме обрабатываемой детали.

В зависимости от того, в какой сфере используется вальцовочный станок, он может обрабатывать заготовки с широким диапазоном толщины. Вот почему на рынке можно встретить как простые ручные листогибы, так и крупногабаритные прокатные машины. Последние оснащаются ЧПУ и имеют в конструкции до 9 валов. Они рассчитаны на большой объем работы, поэтому используются в промышленных масштабах.

Вальцы необходимы в том случае, когда профилю необходимо придать желаемую форму. Она может быть овальной, круглой или даже цилиндрической. Есть станки, которые могут сделать из заготовки изделие с полицентрической или конической формой.

При работе с оцинкованной жестью не нужен большой станок. Даже малогабаритный агрегат способен произвести большое количество изделий, к примеру:

водостоки;
дымоходы;
элементы вентиляционной системы.

Ограничения в работе с таким станком касаются только лишь технических параметров, которыми он обладает. Нужно понимать, что основной и вспомогательный вал обладают разным диаметром. Соотношение между этими показателями влияет на такие параметры, как минимальный и максимальный радиус сгиба.

Максимальная ширина обрабатываемой заготовки определяется длиной вала. От типа привода зависит толщина изделия на выходе.

Сложные формы, такие как коническая и полицентрическая, возможны лишь на тех станках, в конструкции которых предусмотрена возможность смены положения валов.

Устройство и назначение

Вальцы можно использовать не только в промышленности, но и в быту. Некоторые умельцы создают своими руками станки для профильной трубы или гофрированной заготовки из любого металла.

В конструкции такого оборудования цилиндры изготавливаются полыми. Очень важно, чтобы оставалась возможность как нагреть элемент, так и охладить его. При наличии хорошего станка даже в домашних условиях можно поставить на поток производство таких незаменимых изделий, как медные водостоки.

Несмотря на простоту подобных агрегатов, в результате получаются изделия высочайшего качества.

Ручные вальцы требуют вложения собственной силы, но они обходятся дешевле, поэтому их предпочитают домашние мастера.

Если хочется наладить продажу подобной продукции на рынке, стоит обратить внимание на электромеханические и гидравлические модели. Именно такое оборудование позволяет расширить собственное производство. Стоит отметить, что современные станки очень аккуратно захватывают металл. В момент деформации декоративное покрытие не страдает. Полимер сохраняет свою привлекательность, не трескается и не меняет окраски.

Профессиональный станок можно регулировать. Даже начинающий пользователь с подробной инструкцией легко адаптирует агрегат под желаемую форму в зависимости от того, какое изделие предполагается производить.

Такой станок станет незаменимым помощником в домашнем хозяйстве, когда необходимо изготовить трубы, дымоход или элементы водосточной системы.

Вальцы можно использовать непосредственно на строительной площадке.

Нет необходимости располагать станок в цеху.

Существует несколько классификаций такого оборудования. Если рассматривать по типу привода, тогда они могут быть:

ручными;
электромеханическими;
электрогидравлическими.

Существует классификация по количеству валков:

2-х валковые;
3-х валковые;
4-х валковые.

Двухвалковые

Вальцы этого типа используются при изготовлении простых цилиндрических элементов. Есть настольные модели и напольные.

В основе таких моделей лежит прочный каркас. По названию не сложно понять, сколько рабочих валов предусмотрено производителем. Располагаются они над друг другом параллельно. Верхний вал изготавливается из стали. Он меньшего диаметра.

Нижний почти всегда в два раза больше. В его конструкции имеется сердечник. Стальной элемент покрыт мягкой резиной или полиуретаном.

Ручные модели более дешевые. Гидравлические полноприводные с ЧПУ стоят дорого, но они гарантируют высокое качество.

Принцип работы такого вальцовочного станка прост. Вал, расположенный снизу, может перемещаться в вертикальной плоскости. В этот самый момент он захватывает и прижимает заготовку к верхнему валу. Небольшое усилие, и металлический лист прокручивается, приобретая желаемую форму.

Диаметр верхнего вала определяет минимальный радиус гиба, а максимальный зависит от усилия прижима нижнего элемента. Чтобы отрегулировать должным образом агрегат, необходимо настроить силу, с которой вальцы будут прижиматься друг к другу.

Нельзя не отметить преимущества такого рода станков:

простота;
безопасность для декоративного покрытия заготовки;
отсутствие ненужной деформации;
можно обрабатывать листы, изготовленные из различных металлов;
отсутствие брака в виде незагнутого участка с краю.

Из недостатков – ограничения по техническим параметрам.

Трехвалковые

Эти станки, будь это ковочное или дробильное оборудование, широко представлены на современном рынке.

Их можно классифицировать на две большие группы:

Ручные модели обладают простой конструкцией, поэтому ими так легко пользоваться. Симметричные агрегаты используют для производства водостоков или элементов вентиляции. При всем при этом оборудование устанавливается непосредственно на месте проведения строительных работ.

Принцип работы прост и построен вокруг обкатки заготовки по верхнему вальцу. Это главный рабочий элемент. Радиус вала определяет минимально допустимый радиус гиба. Если требуется отрегулировать этот показатель, тогда меняется высота верхнего вала. Нижние два вальца установлены симметрично на одном расстоянии относительно главного элемента.

Электромеханические модели этого типа работают по тому же принципу, с единственной разницей лишь в том, что станок способен обработать заготовку с показателем прочности 50 кг/мм2.

Ручные агрегаты можно использовать для обработки алюминиевых и медных заготовок.

Несмотря на большое количество достоинств, такие станки обладают одним, но вполне существенным недостатком – края остаются прямыми. При использовании небольшого станка этот недостаток устраняют простой прокладкой дополнительной полоски жести. В промышленных масштабах требуется прокатка металла.

По этой причине и для того, чтобы можно было расширить ассортимент изготавливаемой продукции, стали применять асимметричные вальцы. В простом варианте такой станок имеет только один регулируемый нижний вал. В более сложных конструкциях подвижны оба вала снизу.

Смещение в желаемой плоскости одного из элементов позволяет отрегулировать положение заготовки, благодаря чему получается изделие желаемой формы без недостатков и необходимости доработать его.

Четырехвалковые

Отличается конструкция такого агрегата наличием дополнительного элемента снизу. Именно он позволил значительно расширить ассортимент производимой продукции на одном агрегате. Более того, благодаря ему удалось упростить гибочный процесс.

Есть такие станки резинообрабатывающие, гидравлические. Они способны деформировать заготовки с толщиной 1.5-7.5 см. В данном случае при изготовлении изделий цилиндрической или полицентрической формы толщина роли не играет.

Все современные модели этого типа имеют ЧПУ, вот почему весь процесс автоматизирован.

Такое оборудование незаменимо в промышленных масштабах благодаря отсутствию недостатков у готовых изделий.

Обзор современных моделей станков

На рынке существует несколько признанных лидеров, которые способны предложить пользователю совершенную машину по гибке металлопрофиля. Такие вальцеватели изготавливает концерн DEGstm, ставший прекрасным тандемом немецких и итальянских изобретателей.

На территории нашей страны работает DEG Composite. Компания предлагает широкий спектр станков различного уровня.

Среди наиболее востребованных моделей можно выделить двухвалковый гибочный станок вальцеватель из серии MG F. Он может работать с металлом, рабочая длина которого до 20,5 см. При этом максимальная толщина листа составляет 4 мм, а минимальный радиус гиба – 40 мм.

Из той же серии обязательно стоит уделить внимание трехвалковому станку с гидравлическим приводом. Преимущество рассматриваемого агрегата – в его возможностях. Длина листа может достигать 3100 мм при максимальной толщине в 13 см. Максимальный диаметр гиба в этом случае составляет 94 см.

Есть в той же серии и четырехвалковое оборудование. Максимальная длина детали здесь – как и в предыдущем случае, но толщина заготовки до 7,5 см, а гибочный максимальный диаметр – 68 см.

На российском рынке свой ассортимент предлагает воронежская фирма «Энкор». Из наиболее востребованных моделей – трехвалковые станки с электромеханическим и ручным приводом.

Как выбрать?

При выборе станка стоит принимать во внимание то, с чем придется работать. Такой агрегат может быть:

для круглой трубы;
для швеллера;
для фторопласта;
для резины;
для шиферного гвоздя;
для металлопроката.

Как правило, их основная сфера использования – для холодной ковки, поэтому они столь востребованы на современном рынке.

При правильном подходе к покупке также потребуется учитывать следующие параметры:

толщина обрабатываемой детали;
форма листа;
габариты заготовки;
желаемый радиус гибки;
тип конечного продукта;
объем работ.

Можно изготовить такой агрегат самостоятельно из рельсов или уголка, а можно купить на рынке и оснастить им свое предприятие. Высокую производительность сможет обеспечить только оборудование с электромотором. Ручные модели рассчитаны в основном на бытовое использование, поскольку пользователю приходится прилагать собственные усилия.

На рынке можно отыскать даже ручные мини-агрегаты для работы с драгоценным металлом. Такой станок можно без труда установить на обычный стол.

Стоит помнить, что двухвалковые модели предназначены для выполнения более простых операций. Они могут обрабатывать лишь листовые заготовки. Трехвалковые способны работать с трубами различного сечения, поэтому их используют при создании более сложных изделий.

Валки в конструкции могут быть различной длины и диаметра:

длина – 310 мм – 2 метра;
диаметр – 30-75 мм.

Толщина обрабатываемого листа может быть от 0,7 мм до 1 сантиметра.

При выборе вальцовочного станка стоит обращать внимание на то, с каким металлом может работать оборудование. Допускается обработка листов из следующих материалов:

меди;
углеродистой и легированной стали;
золота;
серебра;
медицинского сплава.

Также требуется обращать внимание на тип вальцов. Они бывают:

Полнотелые отличаются устойчивостью к большой нагрузке, поэтому их используют при производстве холоднокатаным методом.

Пустотелые способны выдержать большую температуру. Они присутствуют в конструкции станков для горячекатаного металлопроката. Свободная полость внутри заполняется специальной жидкостью.

Вальцовочные станки нередко используются для производства труб. Максимальный диаметр может составлять 7 см.

Как сделать вальцы своими руками?

Чтобы изготовить самодельный вальцовочный станок своими руками, требуется иметь подробный чертеж и размеры.

Изготовление начинается с подготовки необходимого инструментария и заготовок. Понадобится:

металлический лист;
швеллер, профиль, уголок;
аппарат для сварки;
электродрель;
болгарка;
отрезки труб;
цепь и шестерня;
пружина;
подшипники.

По чертежу можно ориентироваться на то, сколько расходных материалов необходимо. Благодаря ему можно видеть, где и как установлены элементы конструкции, посредством чего они соединяются между собой.

Этапы сборки выглядят следующим образом:

сначала сваривают из металлических листов станину;
обязательно швы от сварочного аппарата зашкуривают и обрабатывают специальным антикоррозийным составом;
боковые стойки изготавливают из швеллеров, их также приваривают к основанию;
профиль необходим для создания корпуса, где располагают ременную передачу;
в отверстия подшипников устанавливают валы;
на предпоследнем этапе крепится ручка для вращения вала.

Когда конструкция будет собрана, необходимо проверить станок в действии и при необходимости настроить его.

Как пользоваться оборудованием?

Пользоваться таким станком очень просто. Нужно просто поместить заготовку между рабочими вальцами и начать крутить ручку. Лист пройдет через конструкцию и изогнется в установленном месте, приобретая желаемую форму.

О том, как сделать вальцы своими руками, вы можете узнать ниже.

Способы вальцовки и развальцовки труб

Одним из методов деформирования металла в определенном, заданном направлении является вальцовка. Поговорим об основных способах процесса.

В процессе металлообработки изделие подвергают деформированию, изгибанию, скручиванию и т. д. Эти операции применяют как к листовому металлу, так и к трубным заготовкам. Результатом их выполнения является изменение первоначальной геометрии объекта для его дальнейшего использования — либо в составе сборной конструкции, либо в качестве обособленного элемента. Одним из методов деформирования металла в определенном, заданном направлении является вальцовка (или вальцевание).

Этот технологический процесс часто используют при изготовлении трубных заготовок из листового металла, но и уже готовые трубы также вальцуют, если возникает необходимость задать им новые параметры. Вальцовка труб — это деформирование их стенок без снятия металла. Наиболее распространенными вальцовочными операциями при работе с трубными изделиями (как круглыми, так и профильными) являются:

изгиб трубы вальцеванием;
развальцовка с целью увеличения сечения;
завальцовка как способ уменьшения сечения.

Изгиб трубы вальцеванием

Вальцовка труб является одним из способов холодной гибки. Один из самых распространенных типов профилегибочных станков, работающих по данному принципу — это классический трехроликовый вальцевый трубогиб, который способен управляться с профилями из любого материала:

жесть;
сталь, в том числе и коррозионностойкая (нержавеющая);
цветные металлы;
сплавы;
полимеры.

Основным действующим механизмом вальцовочного станка такого типа служит конструктивный узел из трех вращающихся роликов (валков). Из них ведущим может быть один средний, либо два крайних ролика. Цилиндрическая или профильная заготовка, заправленная в станок для вальцовки труб, последовательно прокатывается между валками и изгибается для получения необходимого радиуса кривизны (рис.1).

В ходе прокатки заготовки на таком станке можно согнуть небольшой отрезок трубы, а можно изготовить и длинный гнутый профиль, протяженностью 5 и более метров, что востребовано, например, в строительной отрасли. Путем перемещения через валки заготовка изгибается под определенным углом по всей заданной длине. Еще одним важным достоинством такого станка является возможность гнуть трубу на полный круг, то есть на угол 360 градусов.

Во время вальцовки трубы происходит процесс ее механического деформирования, который можно разделить на две стадии:

Сначала создается предварительный натяг для придания необходимого радиуса изгиба. Это реализуется созданием усилия центральным двигающимся роликом на трубу, упирающуюся в два других ролика, либо посредством прикладывания усилия к двум боковым двигающимся роликам на трубу, упирающуюся в неподвижный центральный ролик.
Собственно изгиб трубы происходит благодаря силе трения, возникающей между крутящими роликами станка и обрабатываемой трубой. Изделие, захватываемое усилием трения по ходу вращения крутящих роликов, гнется на величину предварительно установленного радиуса натяга трубы.

Если необходимый радиус изгиба не удается сформировать за один ход, то действия обеих стадий производятся повторно — до получения необходимой кривизны изгиба. Чем больше толщина стенки, тем большую кривизну изгиба можно реализовать. Для таких станков наименьший радиус гиба в единицах, кратных диаметру трубы, составляет:

для очень толстой стенки — 6;
для толстой стенки — 10;
для тонкой стенки — более 10.

От числа ведущих роликов, а также силы трения между ними и поверхностью стенки, зависит формирование усилия, возникающего в процессе изгиба трубы вальцеванием. Вальцовочный агрегат работает с высокой производительностью; он способен обрабатывать трубы квадратного, прямоугольного, овального и даже треугольного профиля.

Вальцовка профильной трубы — это, в сущности, ее деформация, при которой производится изгиб материала по некоторому направлению.

По этому признаку такую технологическую операцию можно отнести к одному из видов гибки металла. Поэтому отдельные специалисты заменяют словосочетание «вальцевание труб» термином «вальцевая гибка». Вальцы для профильной трубы при использовании данного типа профилегибов отличаются только формой (калибром) роликов или валков (рис.2).

Промышленные гибочные станки для труб по способу управления делятся на четыре группы:

ручные;
гидравлические;
электрические с механикой;
электрические с гидравликой.

Их выбор определяется производственными задачами, объемом серийно выпускаемой продукции и финансовым состоянием предприятия.

Развальцовка с целью увеличения сечения трубы

При монтаже сборных конструкций очень часто требуется достичь прочного соединения двух соседних фрагментов труб с разным диаметром. Чтобы плотно и без зазоров вставить одну трубу в другую, нужно либо расширить конец одного трубного отрезка, либо сузить конец другого. В вальцевании это называется «раздача торца наружу» и «торцевой обжим». После такой обработки изделий качество состыковки приближается к идеальному, что особенно важно при изготовлении котельного оборудования и трубопроводов различного назначения.

Еще одно широко распространенное применение развальцовки — это установка кондиционера, при которой приходиться сочленять одну медную трубу с другой без пайки, а затем присоединять полученную сборную конструкцию к внутреннему и внешнему блокам кондиционера. Для этого надо расширить конец одной трубы в виде «юбки». При подключении к кондиционеру перед развальцовкой на трубу надевают гайку, которую затягивают с юбочной частью к приемнику блока. Это можно сделать с применением инструмента для ручной вальцовки. Сам инструмент также принято называть «вальцовкой».

Простейшие инструменты–вальцовки состоят из струбцины со стандартными отверстиями для зажима трубы и упора в виде конуса, который при ввинчивании расширяет конец трубы, создавая так называемую «юбку». Существует несколько типов ручных вальцовок для труб из меди:

вальцовка с конусом без эксцентрики и струбциной с одним универсальным держателем под все типоразмеры труб и без трещотки;
вальцовка без трещотки и конусом без эксцентрики и струбциной с набором отверстий под стандартные сечения трубы;
вальцовка с конусом–эксцентриком, с трещоткой и струбциной с набором отверстий под стандартные сечения труб.

Наилучший результат производит реверсивная вальцовка труб с эксцентричным конусом и трещоточным механизмом (рис. 3).

Конус такой вальцовки устанавливается эксцентрично и действует по принципу валка, распределяя давление при прокатке равномерно по всей плоскости материала, давая на выходе практически зеркальную поверхность. Это позволяет по максимуму пригнать развальцованный фрагмент к отверстию штуцера или соединительной гайки, обеспечивая наивысшее качество соединения.

Стоит отметить, что благодаря эксцентричному конусу и наличию трещотки снижаются затраты на усилие при вальцовке, что облегчает и ускоряет работу мастера. Такой инструмент для обработки труб из меди рассчитан на диаметры 4–22 мм (или в дюймовом исчислении — от 3/16 до 3/4 дюйма). Применение этого устройства возможно и для тонкостенных алюминиевых и стальных труб, которые можно увидеть в спортинвентаре, в мебельных конструкциях и т. д.

С помощью еще одного приспособления (экстендера) можно расширить диаметр в одно действие. Это рычажный инструмент со сменными расширительными насадками различного диаметра (рис. 4). Это как патрон у дрели, только лапки такой головки расширяются, а не сжимаются. Усилие создается с помощью рычагов со значительным плечом.

Развальцовка широко используется в качестве способа сочленения труб с решетками теплообменных устройств, обеспечивая высокую прочность и герметичность соединений.

Инструмент, применяемый для этой операции, представляет собой полноценные вальцы — конусообразные валики, которые, катаясь по внутренней плоскости заготовки, проход за проходом, увеличивают ее сечение (рис. 5).

Приводом служат реверсивные машины. В них контроль крутящего момента автоматизирован, чтобы обеспечить стабильность качества соединений. Глубина вальцевания может быть фиксированной или регулируемой, в зависимости от исполнения вальцовки.

Завальцовка как метод уменьшения сечения

Необходимость уменьшать сечение требуется при изготовлении элементов трубопровода с целью их дальнейшего соединения. В этом случае приходится обжимать конец трубы, который вставляется в гильзу. Уменьшить диаметр концевой части бывает нужно перед тем, как ручным способом нарезать на ней резьбу, или создать неразъемное плотное соединение трубы со штуцером. Для этого могут применяться обыкновенные клещи, хотя нередко используются специальные тиски, сконструированные особым образом (рис. 6).

В качестве ручного инструмента для завальцовки труб из мягких металлов могут выступать клещи с увеличенным рычажным плечом или малоразмерные вальцы, сочлененные с винтовой подачей. Стоит отметить, что для завальцовки водопроводной трубы из стали до сих пор нередко используют уникальное по простоте устройство — обыкновенный молоток. Однако эта работа требует предельной аккуратности, так как по неопытности можно получить совсем не ту степень деформации, на который рассчитывали изначально.

Читайте также: