Что такое завальцовка металла

Обновлено: 07.01.2025

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.

Что такое вальцовка металла

Вальцовка листового металла - это формоизменяющая операция холодной штамповки, которая производится вращающимся непрофилированным инструментом.

Вальцовка листового металла (реже упоминается термин «вальцевание») относится к числу формоизменяющих операций холодной штамповки, которая производится вращающимся непрофилированным инструментом. Для вальцевания сплошного объемного проката используется предварительный нагрев заготовок, в остальных случаях деформирующей обработке подвергается холодный металл.

Область применения листовой вальцовки

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом, вальцовка — это экономически выгодная технология обработки давлением листовых заготовок из высокопластичных металлов и сплавов.

Основные характеристики процесса

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.

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…300 0 С. 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.

Машины для листовой вальцовки

Практическое применение нашли два исполнения вальцовочного оборудования — станки с нажимным валком (он обычно располагается посредине) и с эксцентрично размещенным инструментом. Первый тип применяется для толстолистовой вальцовки, а второй — для ротационного деформирования заготовок толщиной не более 2…2,5 мм.

Конструктивно такие станки различаются также по количеству рабочих валков. Обычно они устанавливаются горизонтально, хотя в некоторых неприводных моделях для деформирования небольших по размеру заготовок возможны и вертикальные машины, не требующие много места для своей установки.

Существенным различием в рассматриваемом оборудовании является и взаимное расположение рабочих валков: оно может быть симметричным и асимметричным. Асимметричные вальцовочные машины считаются более универсальными, поскольку с их помощью можно получать не только свертку цилиндров, но и разнообразное оформление их кромок (в частности, изгиб краев у детали). Именно на листогибочных вальцах с симметрично размещенными валками деформируют толстолистовые заготовки. Тем не менее, схема с тремя симметрично расположенными валками более технологична при обслуживании, а потому на практике применяется чаще.

Такой вальцовочный станок с внешним приводом включает в себя следующие узлы:

Электродвигатель (для особо мощных типоразмеров применяются приводы на основе двигателей постоянного тока).
Редуктор или клиноременную передачу (применительно к вальцам с регулируемой скоростью вращения в схему дополнительно встраивается вариатор).
Вал, на котором размещается основной (нажимной) валок.
Боковые стойки с подшипниковыми узлами. Для мощного оборудования используются подшипники скольжения, а в быстроходных вальцах — качения.
Два нижних приводных валка. При симметричной схеме их оси с торца образуют с осью нажимного валка равносторонний треугольник, при асимметричной схеме ось одного из нижних валков располагается с небольшим смещением относительно оси верхнего валка, а нижняя устанавливается на расстояние, несколько превышающее межосевое. Этим исключается прогиб заготовки при ее вальцевании.
Станину, на которой устанавливаются две опорные стойки.
Защитный кожух, который при работе станка выполняет также функцию приемки полуфабриката, выходящего из технологического зазора между валками.
Систему управления вальцами.

Регулировка технологических параметров оборудования для вальцовки листов производится изменением величины зазора между валками. В автоматических станках это выполняется программно, в процессе предварительной настройке, а в ручных моделях — при помощи храпового или винтового механизма, смонтированного в одной из боковых стоек.

Любая вальцовочная машина отечественного производства, предназначенная для работ с листовым металлом, маркируется начальной буквой И, и четырьмя цифрами. Две первые указывают на тип привода подвижного валка (механический или гидравлический), а две вторых — на основные технологические параметры оборудования: ширину и толщину листа.

Основные технические характеристики некоторых типоразмеров данного оборудования сведены в таблицу:

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.

Основные способы завальцовки труб

Завальцовка — это процесс пластической деформации торцевой части трубы, который предпринимается с целью формирования неразъемной заглушки.

Завальцовка — это процесс пластической деформации торцевой части трубы (преимущественно небольшого диаметра), который предпринимается с целью формирования неразъемной заглушки. Операция часто необходима в быту при разнообразных ремонтных работах с трубками кондиционеров или бытовых холодильников. Используют завальцовку и в ремонтных мастерских.

Сущность операции

По сути завальцовка является завершающей частью обжима трубчатых заготовок, когда выполняется уменьшение диаметра детали. Однако, если при обжиме этим все и ограничивается, то результатом завальцовки является образование глухого торца, причем иногда и без изменения диаметра изделия.

С точки зрения пластического деформирования, завальцовка трубы — весьма непростая операция. Дело в том, что при этом на металл действуют усилия в двух противоположных направлениях — в продольном, когда выполняется первичный обжим поперечного сечения трубы, и в радиальном, когда сдвигаемая часть металла заготовки смещается не внутрь, а наружу, к противоположной стенке, и формирует глухой торец.

Такие, противоположные по знаку напряжения изгиба и среза, ограничиваются следующими факторами:

Пластичностью металла трубы.
Допустимым уровнем коэффициента утонения стенки после завальцовки изделия.
Пределом прочности металла на изгиб.
Предельными значениями радиуса перехода от боковой стенки к торцу.
Качеством поверхности исходной заготовки.

Исходя из этого, беспроблемная завальцовка возможна для достаточно тонкостенных труб из пластичных металлов — меди, низкоуглеродистой стали, алюминия. При этом для ликвидации нежелательного упрочнения металла при его деформировании завальцовываемый участок желательно подогреть. Пластичность металла в этот момент возрастает, а риск разрыва трубки в месте ее завальцовки снижается.

Еще одним технологическим приемом, позволяющим добиться качественного завальцовывания, считается изменение скорости деформирующего инструмента, при помощи которого выполняется данная операция.

В случае нагретой заготовке это должно происходить следующим образом. В начальный момент деформации, когда пластичность металла — наибольшая, скорость деформирования необходимо увеличить, обеспечивая изгиб сечения по естественному радиусу гиба. В конечный момент, при остывании заготовки, скорость снижают. При этом жертвуют нарастающим усилием операции, зато обеспечивают качественное соединение двух частей заготовки холодной пластической сваркой.

Разновидностью завальцовки является технологическая операция соединения двух трубок, когда внешнюю трубу равномерно обжимают по всему периметру зоны соединения. Подобную завальцовку труб выполняют обычно без гарантии последующей герметичности.

Ручная завальцовка труб

В домашних условиях завальцовку обжимом часто производят при помощи обычного молотка. Это — грубая технология, после которой внешние стенки изделий деформируются, а зачастую и повреждаются. Таким образом можно завальцевать трубчатые детали, толщина стенок которых не менее 1.5-2 мм, а материал труб достаточно пластичен.

Как завальцевать трубку в домашних условиях, притом — быстро и качественно? Обжимная завальцовка механизированным способом возможна, если применить специальные клещи. Стоят они недешево, поэтому их можно изготовить и самостоятельно, используя в качестве заготовки изношенный трубный ключ по ГОСТ 18981 рычажного типа. Для этого губку подвижного рычага снимают, а вместо нее приваривают вставку под съемное полукольцо (для повышения универсальности можно изготовить несколько таких полуколец под наиболее употребительные диаметры трубок). Такое полукольцо должно быть установлено и на подвижном рычаге. При изготовлении таких клещей необходимо соблюсти максимальную соосность обоих полуколец, иначе качественной завальцовки не произойдет, более того, можно испортить обе соединяемых трубки.

Последующая технология обжимки аналогична использованию трубного ключа по своему прямому назначению:

Зевом клещей охватить (не менее, чем половиной периметра обжимного кольца) внешний диаметр обжимаемой трубы;
Подвести гайку вплотную к поводку инструмента;
Повернуть подвижный рычаг до полного охвата им второго полупериметра трубки;
Сильно сжать оба рычага, и провернуть клещи на угол не более 25-30 0 , после чего все предшествующие переходы повторить.

В зависимости от предельного диаметра соединяемым таким образом труб, можно использовать:

Для трубок диаметром 10-36 мм — ключ №1;
Для трубок диаметром 20-50 мм — ключ №2;
Для трубок диаметром 30-63 мм — ключ №3.

Завальцовку труб большего диаметра выполнить таким способом не удастся. Разве что применить рычажный удлинитель, который увеличит момент, развиваемый клещами. Метод непригоден, если требуется завальцевать трубку с образованием дна на торце.

Механическая завальцовка труб

Потребуется простая доработка резцедержателя на обычном токарном станке (подойдет даже малогабаритное оборудование настольного исполнения). К резцедержателю изготавливается поворотная рукоятка, на одном конце которой устанавливается полукольцо со значением радиуса так называемого естественного изгиба. Полукольцо должно быть изготовлено из быстрорежущей стали марки Р6М5 и выше. Дно инструмента изготавливается в виде грибка: это позволяет более равномерно распределить деформации среза и исключить брак. Для труб в холодном состоянии значения радиуса естественного изгиба приведены в таблице:

Как завальцевать изделие на токарном станке? Заготовка закрепляется в патроне станка, при этом необходимо точно рассчитать глубину установки заготовки в патрон, чтобы ход рукоятки совпадал с местом формирования глухого отверстия. После включения станка рукоятку подводят к поверхности трубы, и , нажимая на заготовку, производят завальцовку. При этом материал интенсивно нагревается, что снижает усилие, повышая одновременно и пластичность заготовки.Рукоятка должна иметь ход не менее 180 0 , причем для обеспечения качества деформирования, в резцедержателе стоит предусмотреть фиксирующие отверстия под штифты, количество и расположение которых будут соответствовать чаще всего употребляемым типоразмерам завальцовываемых труб.

В ходе механизированной завальцовки происходит следующее. В начальный момент вдавливания полукольца происходит пластическая деформация стенки трубы. Вследствие сухого трения материал интенсивно нагревается, теряет продольную устойчивость и начинает изгибаться в направлении действующего деформационного усилия. При дальнейшем повороте ручки происходит смыкание металла с противоположной стенкой, которое сопровождается кузнечной сваркой обеих частей. В момент окончания поворота грибкообразное дно полукольца формирует на завальцованном участке полусферическую заглушку.

Завальцовка на токарном станке обеспечивает полную герметизацию дна трубки. Вследствие этого завальцованное изделие может применяться в трубопроводах, предназначенных для прокачки практически любых жидких и газообразных сред.

Читайте также: