Формирование пригодного для строительных нужд трубного изделия не ограничивается изготовлением базовой профильной основы. Для интеграции заготовки в общую сеть системы водопровода или отопления необходим изначальный расчет размеров конкретной трубы. Но даже после подготовки подходящего по своим параметрам отрезка может потребоваться операция вальцовки. Данная процедура необходима для придания изделию нужного изгиба. Однако вальцовка труб отличается от обычного сгибания. Так, если деформировать трубу посредством обычной физической силы с применением слесарного инвентаря, то на выходе получится зауженный участок, способный нарушить циркуляцию обслуживаемой среды. Этим и обусловлена сложность вальцовки и специфика инструментов для ее выполнения.
Общие сведения о технологии
Данная операция является одной из самых распространенных в области металлообработки. Ее отличает особый технологический подход к реализации процесса деформирования. Также, в отличие от многих операций, реализующих изменение структуры жесткого материала, вальцовка труб практически не предполагает дополнительных внешних воздействий. То есть процедура выполняется сугубо путем механического воздействия без теплового облучения или нагнетания давления. Это позволяет в ходе выполнения вальцовки не менять структурное состояние металла и полностью сохранять его положительные качества. Кроме того, вальцовке подвергаются не только металлические, но и пластмассовые, и даже резиновые изделия. Другое дело, что более мягкие заготовки можно подвергнуть деформированию и с помощью других обрабатывающих действий.
Инструмент для выполнения операции
Как уже отмечалось, стандартным слесарным инвентарем данную работу выполнить нельзя. То есть, в принципе, результат возможен, но его качество будет крайне низким. Поэтому мастера используют специальный инструмент для вальцовки труб, который обеспечивает оптимальную линию сгиба с сохранением цельной основной структуры материала. Существует две категории таких инструментов - это ручные модели и станки. Первый вариант отличается простой конструкцией и рассчитан на выполнение сгибов нетолстых
Станок больше подходит для использования в профессиональных нуждах. С его помощью получают на потоке качественно деформированные детали, пригодные для использования в разных сферах. При этом станок для вальцовки труб имеет несколько типов. Они отличаются в основном по возможностям работы с тем или иным диаметром трубы. Впрочем, есть и классификация по характеристикам материалов, пригодных для вальцовки на конкретном оборудовании.
Этапы выполнения вальцовки
Начинается процедура с очистки места выполнения вальцовки. Металл в этой зоне тщательно обрабатывается легкими абразивами, а при необходимости и химическими составами. Далее заготовка интегрируется в место фиксации. На этом этапе важно обеспечение качественного крепления, что позволит без серьезных огрехов продолжить рабочий процесс. Местом фиксации обычно выступает платформа с отверстиями типоразмера, подходящего к определенному формату заготовок. На следующей стадии к работе подключается активный инструмент в виде пневматического или электрического шуруповерта. Задача этого устройства заключается в механическом деформировании. Так, вальцовка будет выполняться в процессе вращения насадки, введенной во внутреннее пространство изделия. Очень важно подобрать правильную оснастку, иначе появится риск разрыва поверхности трубы.
Особенности вальцовки медной трубы
Работа с медью, с одной стороны, имеет преимущества, поскольку материал мягкий и податливый в механической обработке, с другой - именно его пластичная структура налагает на мастера высокую ответственность. Дело в том, что малейшее отклонение от нормативных параметров деформирования может безвозвратно испортить заготовку. Поэтому вальцовка для медных труб представляет собой инструмент с конструкцией, позволяющей плавно менять форму изделия. Как правило, такие приспособления имеют винтообразную ручку, управление которой медленно изменяет форму трубы. Опять же, высокая осторожность в таких операциях обусловлена тем, что медные трубы часто используются в технологичном оборудовании типа холодильников, кондиционеров и сплит-систем.
Особенности вальцовки листового металла
Внешне операции вальцевания труб и листового металла похожи, но в результате получаются несколько иные форматы заготовок. В данном случае перед мастером стоит задача получения цилиндрического или полукруглого отрезка металла, который будет отличаться равномерностью, относительной гладкостью с учетом радиальности, а также отсутствием бугров и вмятин. Такой результат можно получить при помощи ковочных или При этом надо понимать, что вальцовка листа в трубу имеет и другое отличие от деформации готового проката. Если традиционные вальцовочные механизмы в основном работают с тонкими или, во всяком случае, мягкими материалами, то листогибочное оборудование качественно обслуживает и нержавеющую сталь, и оцинкованные изделия.
Операция развальцовки
Развальцовка - это операция, в результате которой происходит расширение краев трубы. Это действие требуется, если конкретный отрезок планируется соединять с патрубком иного типоразмера. Выполняется процедура также или посредством ручного закручивающегося инструмента, или с помощью автоматического оборудования. Надо отметить, что вальцовка труб нередко сопрягается с данной операцией, если нужно получить разные параметры изделия в противоположных концах. Однако следует учитывать и другой нюанс. Частые механические деформации металла вредны для его технического состояния.
Сферы применения технологии
Среди основных отраслей можно выделить коммунальное обеспечение. Инженерные системы, в инфраструктуре которых используются трубопроводы, в первую очередь нуждаются в доработке новых труб и модернизации старых. Также используется технология и в более узких сферах, среди которых изготовление бытовой и промышленной техники. Если для упомянутого холодильника или кондиционера вальцовка труб позволяет обрабатывать медь с высокой точностью, то оборудование для производственных сфер аналогичные операции выполняет с нержавейкой и даже некоторыми сплавами инструментальных сталей.
Заключение
Несмотря на внешнюю легкость и простоту, выполнение вальцевания требует большого опыта. Конечно, в некоторых случаях, например при обновлении старого трубопровода, деформация высокой точности не нужна, поскольку ее скроют монтажные переходники. Но есть и другие ситуации, когда имеет значение даже миллиметровый изгиб. К примеру, вальцовка нержавеющих труб, которые в дальнейшем будут формировать обеспечение среды газификации, может производиться только на профессиональном оборудовании. Но и в этом случае следует подбирать оптимальную модель вальца. Существуют версии, которые работают с алюминием и медью, а также высокотехнологичные установки, способные обслуживать в автоматизированном режиме коррозионно-стойкие и титановые сплавы.
Которая производится вращающимся непрофилированным инструментом. Для вальцевания сплошного объемного проката используется предварительный нагрев заготовок, в остальных случаях деформирующей обработке подвергается холодный металл.
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
Вальцовка листа может выполняться в следующих вариантах:
- В продольном направлении подачи заготовки.
- В поперечном направлении подачи заготовки.
- При винтовой (спиральной) подаче.
Соответственно, в первом случае вальцовка металла применяется для получения длинных незамкнутых труб, а во втором - коротких. Результатом винтовой вальцовки является свертка труб, не требующих впоследствии сварной герметизации стыка.
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.
Вальцовка труб, которая также часто называется вальцеванием, представляет собой технологическую операцию, цель которой состоит в деформировании по разным направлениям труб из стали и металла. Используя специальный инструмент, можно выполнить такую операцию своими руками.
1 Приспособления и инструмент для вальцевания
Вальцовка различных трубных изделий (медных, из обычной и нержавеющей стали, алюминиевых, из черных металлов) выполняется при помощи станков, машин, гибочных вальцов, которые по своей сути являются универсальным оборудованием. Оно производится из высоких по качеству и твердости стальных сплавов, поэтому все приспособления для вальцевания характеризуются отличными эксплуатационными параметрами.
Инструмент для вальцовки крайне редко требует серьезного ремонта, им можно пользоваться очень долго, не беспокоясь о замене каких-либо частей, входящих в его конструкцию. В настоящее время существует немало машин для обработки трубных изделий, сделанных из разных материалов. Любой современный станок для вальцовки труб можно причислить к одной из следующих групп:
- "РТ": инструмент, который создается специально для работы с трубами сечением от 5,5 до 11,5 миллиметров;
- "Т": станки для изделий, имеющих сечение от 6 до 11 миллиметров, их особенность – возможность контролирования глубины вальцевания;
- "5Р": приспособления, с помощью коих осуществляется вальцовка трубных конструкций с малой толщиной стенок, изготовленных из титановых либо коррозионно-стойких сплавов;
- "Р": станки этой группы подходят для работы с большими трубами (сечение – от 12 до 40 миллиметров);
- "СТ": инструмент, используемый в тех случаях, когда требуется обработать трубы за их сварочным швом, приспособления серии "СТ" обычно применяются для изделий сечением не более 11 миллиметров.
Кроме того, имеется и еще одна группа специальных вальцующих станков – "СР". На них происходит обработка труб, входящих в конструкцию толстых трубных решеток.
2 Основные стадии процесса вальцовки
Технологически вальцевание своими руками представляет собой операцию раздачи в отверстия трубопроводных систем торцов трубных изделий, которые прочно и очень плотно соединяются, обеспечивая стабильную эксплуатацию коммуникационных сетей. Весь процесс состоит из нескольких отдельных операций. На практике все выглядит таким образом:
- Сначала в отверстие монтируют трубу. При этом между ее стенками и отверстием появляется зазор, имеющий незначительную величину (не более одного миллиметра).
- Затем приступают к процессу расширения трубного изделия, применяя тот или иной инструмент.
В результате озвученных действий на стальных либо образовываются упругие и небольшие проявления деформации. Они в ходе операции становятся все более заметными. Это говорит о том, что обрабатываемая труба стала расширяться. Финалом данного предварительного этапа вальцовки (его называют прихваткой или привальцовкой) является плотная фиксация трубы и исчезновение зазора, о котором мы упоминали выше. Обратите внимание, что на описанной стадии деформации подвергается исключительно труба.
Следующая стадия вальцовки под названием развальцовка базируется на том, что наружная часть трубной конструкции оказывает определенное давление на отверстие (это происходит из-за расширения металла). Деформация материала продолжается, он начинает давить на трубу, образуется сильное сжимание. Итогом всех этих явлений становится долговечное и сверхнадежное соединение деталей трубопровода.
При выполнении вальцевания своими руками медных или алюминиевых труб следует очень внимательно следить за процессом деформации. Если конструкция подвергнется чересчур сильному давлению, расширение изделий будет слишком большим. Это во многих случаях приводит к разрыву трубы либо к недостаточной плотности и прочности полученного соединения. Заметим, что разрыв может произойти не только на медных трубах, но и на более жестких металлических или стальных.
Избежать проблем при выполнении вальцевания получается только тогда, когда вы четко придерживаетесь технологии осуществления операции, знаете принципы функционирования инструмента для вальцовки, имеете представление о каких-либо особых характеристиках обрабатываемого материала. Для обработки труб (медных, из "нержавейки", алюминия, других металлов) в домашних условиях чаще всего используют трубогибы, оснащенные тремя валиками.
Такой инструмент позволяет работать и с профильной трубой, и с круглыми изделиями. С его помощью производят гибку конструкций в дугу либо в круг за счет того, что он применяется с двух сторон. Также трубогибы дают возможность вальцевать стальные полосы.
Маленькие трубы (например, те, которые используются в теплообменниках) сгибают одной из сторон трубогиба. А вот другая сторона предназначена для работы с более "серьезными" по размерам изделиями. Она предназначена в основном для профильной металлической трубы.
3 Особенности вальцовки трубных изделий из меди
Медные трубки используются в бытовых холодильных агрегатах и сплит-системах. Именно по этим трубкам происходит перемещение охлаждающего состава (как правило, фреона). При проведении ремонта указанных агрегатов нередко требуется замена их трубных элементов, которую нельзя выполнить без вальцовки.
Описываемая нами операция вальцевания в случае ремонта бытовой техники может производиться при помощи экспандера – простейшего механизма, который позволяет растянуть за одно движение трубку до необходимого сечения. Подобные устройства оснащаются несколькими насадками (они являются сменными, рассчитанными на различные стандартные диаметры труб).
Экспандеры не гарантируют стопроцентного качества вальцевания. В связи с этим рекомендуется применять профессиональные твердосплавные устройства для сгибания и холодильников. Найти их несложно в любом строительном магазине, выбрав подходящий по цене и качеству механизм для самостоятельного вальцевания.
Вальцовка листового металлопроката относится к виду формоизменяющих операций холодной штамповки, которая производится не профилированным инструментом при помощи вращения. Для вальцевания больших объемных заготовок из толстого листового проката используется предварительный нагрев заготовки, но в основном производится деформация холодного металла.
Что представляет собой процесс вальцевания
Готовые изделия из листового металлопроката пользуются большим спросом у частных лиц и очень востребованы у предприятий и предпринимателей. Вальцевание листового металла широко применяется для изготовления труб различных диаметров, емкостей различных объемов, развальцовки металлических изделий, труб и многое другое.
Для изготовления таких конструкций необходимы специализированное оборудование и инструменты. Имеют большую популярность вальцованные изделия из листового металла, соответственно для которого необходим вальцовочный станок.
Виды получаемого изделия при прокатке листа через вальцы
При помощи этого станка можно получить готовые металлические изделия в форме :
Размеры могут быть любого диаметра и длины. Толщина стенки и диаметр изделия зависят от мощности привода и габаритов самих вальцов станка, чтобы воздействовать на лист с таким усилием, при котором параметр напряжения изгиба превышал бы предел упругости металла.
После холодной деформации, пройдя через вальцы, металл не теряет своих физических свойств, сохраняет исходные характеристики и структурную целостность. Вальцевание листового металлопроката различных марок производят специализированные компании , имеющие на своем балансе необходимое оборудование.
Станок для вальцовки листового металла
Основной составляющей станка являются вальцы или валки, которые и производят непосредственно изгиб металлического листа. Их может быть два, три или четыре штуки, один из которых является основным, а остальные, вращаясь, производят процесс вальцевания. Большей популярностью пользуются трех- и четырехвалковые станки. Чем большее количество валков, тем больший по толщине металл можно деформировать, и производительность таких станков почти в два раза выше. Четырехвалковые станки имеют высокую точность вальцовки.
Как правило, большинство предприятий используют трехвалковые гибочные станки
с асимметрично расположенными вальцами. В таких станках нижний и верхний валки являются приводными и для правильной работы настраиваются с зазором, который равен толщине металла или меньше, чтобы при работе не допускалось его проскальзывание. Регулировка происходит нижним валом опусканием или поднятием.
Привод вальцовочного станка
- Ручной . Поднимается и опускается нижний валец вручную и процесс вальцевания происходит также ручным механическим способом.
- Электрический . На основном приводе стоит электрический двигатель, обязательно оснащенный тормозом, и имеет реверс. Быстрая остановка вальцов и обратный ход необходимы как вначале формовки изделия, так и в дальнейшем процессе.
- Пневматический . Формующие валки приводятся в действие при помощи пневматики. Такие станки применяются для вальцевания толстого металла.
- Гидравлика . Самыми мощными являются станки, работающие от гидравлического привода. Такие вальцовочные машины имеют большие габариты и возможности. На них успешно проводят прокат листа самой большой толщины по сравнению со станками, имеющие другие приводы. Такие машины устанавливаются на больших промышленных предприятиях, где необходимо выполнять работы больших объемов с высокой точностью.
Типы привода вальцовочного станка
Процесс вальцевания, прокатка через вальцы
Закругление листа формирует третий изгибающий задний валок. Зазор и положение этого вала относительно двух ведущих и определяет форму будущей детали и ее радиус. Чем меньше зазор меду валами, тем меньше радиус заготовки. Если валы стоят параллельно друг к друг, стало быть, деталь получится цилиндрическая, если третий вал стоит под углом, то и форма изделия будет конусная.
Вальцы для прокатки листа могут поставляться с полированной, обрезиненной и повышенной твердостью поверхностью.
Гибочные четырехвалковые станки имеют дополнительный передний вальцовочный вал, служащий для подгибки передней кромки листа, после его установки меду приводными вальцами. Обычно на четырехвалковых станках этот вал имеет пневматический привод, установленный дополнительно. Это, можно сказать, самое популярное оборудование для прокатки листового металла. Механизмы с гидравлическим приводом применяются на более мощных вальцовочных станках. Цена на них значительно отличается от трехвалковых в большую сторону.
Недостатки вальцовочных станков
Наверное, единственным недостатком станков для вальцовки металла является их стоимость. Машины с гидравлическим приводом имеют очень высокую цену и большие текущие материальные расходы. Но, это перекрывается высокой производительностью и точностью готового изделия.
Другие станки, имея относительно низкую стоимость, могут иметь меньшую производительность и большую погрешность в готовой продукции.
Вальцовка листового металла — цена
Заказать услуги по вальцовке листового металла можно на специализирующихся на этих видах работ предприятиях. Такие виды работ считаются сложными, поэтому и выполнять их должны профессионалы.
Цены на вальцовку листа и вальцовочные работы во многом зависят от того, какой металл необходимо обработать. Это может быть сталь различных марок, алюминий, медь, дюралюминий, латунь , бронза и прочие металлы, которые могут быть подвержены вальцовке. В стоимость работ закладывается и амортизационные расходы на станки: чем выше их стоимость, тем выше цена на конечные работы. Цены на такие виды работ также зависят от толщины листового проката и марки металла.
В основном цена стартует от 8 долларов США за один погонный метр готовой продукции. На более объемные работы цена, как правило, договорная, в зависимости от сложности процесса вальцевания.
Вальцовка - процесс гибки металла под давлением, в результате которого изделие приобретает цилиндрическую форму. Эту технологию используют на протяжении многих столетий, и за время своего существования она значительно усовершенствовалась. Появились новые инструменты, облегчающие процесс деформации твёрдых материалов.
Область применения
Процесс вальцевания листового металла представляет собой способ деформации, который производят непрофилированным вращающимся инструментом. Это операция холодной штамповки, при которой металл обретает форму конуса. После обработки таким способом структура заготовки становится плотнее, улучшаются ее основные свойства.
Деформацию металла применяют во многих случаях и для разных материалов. Например, вальцевание является подготовительным этапом для штамповки готового изделия. Эта же технология используется для первичной переработки заготовок.
Такой процедуре может подвергаться не только листовой металл, но и трубы, прутки и другие профили, изделия из резиновых смесей и пластмасс. Важно, чтобы материал был в необходимой мере пластичным.
Вальцовку металла часто применяют
для уплотнения, сдавливания и плющения заготовок, для придания им равномерного лоска и толщины. Процесс может протекать и в холодном состоянии, и в нагретом. Возможно нагревание валков и изменение скорости прохождения заготовки.
Сегодня вальцовкой металла занимаются не только на производстве, но и в домашних условиях, для чего используют специальный одноименный инструмент. На предприятиях это большие станки с электро- и гидроприводами. Для ремонтных мастерских более подходят простые конструкции, часто изготовленные своими руками.
Технологический процесс деформации металла данным способом состоит из нескольких этапов:
- Подготовка оборудования - вальцов.
- Прокатка бруска или листа.
- Промежуточный отжиг.
- Обработка заусениц и трещин.
- Завершающий отжиг и прокатка.
Отсутствие заусениц и трещин - одно из главных условий качественного вальцевания. Такие дефекты могут появиться в случае чрезмерно сильного обжима валками бруска либо от неравномерного напряжения и отжига. Выявляют дефекты и устраняют их на четвертом этапе работы после промежуточного отжига. Если этого не сделать и продолжить прокатку, то трещины будут увеличиваться.
Устраняют брак затиранием трещин надфилем и отпиливанием, откусыванием заусениц. Затем, чтобы снять с металла напряжение, заготовку отжигают и продолжают прокатку металла. Образовавшиеся углубления выравниваются.
Характеристика процесса вальцевания
Принципиальная особенность вальцовки листового металла состоит в том, что процесс деформирования происходит по всей контактной поверхности . Это немного снижает производительность, но повышает стойкость прокатных рабочих валиков. К преимуществам вальцовки металла можно отнести:
В процессе выполнения вальцовки оператор может изменять скорость деформирования металла. При других формовочных операциях штамповки это не всегда возможно.
Вальцовку листа металла можно выполнять в нескольких вариантах:
- в поперечном направлении подачи заготовки;
- в продольном направлении;
- при винтовой подаче.
Первый вариант используется для получения коротких труб, второй - длинных.
Процесс листовой вальцовки характеризуется следующими особенностями:
При вальцовке стального изделия до 6 мм толщиной исходный металл обрабатывается в холодном состоянии. Если работают с деталями из толстолистового материала, применяют предварительный подогрев. Вальцовочную машину в таких случаях устанавливают возле печей с безокислительной нагревательной системой. Благодаря этому процесс образования поверхностной окалины снижается.
Если производят деформацию горячекатаного листового проката, перед вальцеванием правят лист. Это оговаривается техническими требованиями ГОСТа.
Используемое при вальцевании оборудование отличается простотой и универсальностью
, поэтому для домашнего использования его можно изготовить собственноручно. Производственные цеха оснащают серийными моделями вальцов, которые сегодня на рынке представлены в большом ассортименте.
Все станки в зависимости от количества валков делят на четырех-, трех- и двухвалковые. Трехвалковые бывают симметричными и асимметричными. У четырехвалковых станков имеется дополнительный вал, что упрощает процесс вальцевания. Все элементы надежно сцеплены между собой, что сводит к минимуму вероятность выскальзывания листового материала и увеличивает скорость обработки.
По типу используемого привода вальцы бывают:
- гидравлические;
- ручные;
- электрические.
Вальцы с ручным приводом очень простые по конструкции. Такое устройство не требует дополнительного питания для работы и имеет такие преимущества:
- надежность;
- компактность и мобильность;
- невысокая стоимость;
- простота обслуживания и эксплуатации.
К минусам оборудования этого типа можно отнести:
- невозможность использования при вальцевании изделия из металла более 2 мм толщиной;
- невысокая производительность;
- для гибки листовой заготовки понадобится приложить значительные физические усилия.
Станки, оснащенные электрическим приводом, более эффективны. На них можно обрабатывать листовые металлические изделия значительной толщины.
Вальцы, работающие от гидравлического привода, самые мощные. Устройство такого типа отличается большими габаритами. Как правило, такое оборудование устанавливают на промышленных предприятиях.
Составные части вальцов
Вальцовочное оборудование бывает двух типов:
- станки с нажимным валиком, чаще всего расположенным посередине;
- установки с инструментом, размещенным эксцентрично.
Первый тип применяют для вальцовки толстого металла. Второй вариант используется при деформировании заготовок не более 2,5 мм.
В рассматриваемом оборудовании существенным различием является взаимное расположение валков: симметричное либо асимметричное. Более универсальными являются асимметричные машины. Они используются не только для свертки цилиндров, но и для разнообразного оформления кромки.
На практике чаще применяется схема с тремя симметрично расположенными валками, так как при обслуживании она более технологична. Такого типа вальцовочный станок с внешним приводом имеет следующие узлы:
Регулируются технологические параметры оборудования изменением величины зазора между валками. В ручных моделях это выполняется с помощью винтового или храпового механизма, в автоматических станках - программно.
Изготовление листогибочного оборудования собственноручно
Чтобы собрать станок для обработки листового металла , необходимо наличие определенных навыков, расходный материал и инструменты.
Первое, что понадобится - составить самостоятельно или найти в интернете чертеж. Далее можно приступить к подготовке материалов и к сборке конструктивных узлов, к которым относятся:
Начинают сборку вальцов с изготовления рамы. Ее можно сварить из толстых стальных заготовок согласно размерам, указанным в чертежах. Для боковых стоек подойдут мощные швеллеры из низкоуглеродистой стали, которые крепятся к раме при помощи сварки.
На одной из стоек фиксируются элементы приводного узла, для чего предусмотрены специальные отверстия. После монтирования боковых стоек в подшипниковые узлы устанавливаются валки. Их необходимо параллельно выставить и окончательно зафиксировать остальные узлы.
Вальцевание широко востребовано благодаря своим неоспоримым преимуществам. Так как это метод холодной деформации , в процессе обработки материал не подвержен действию высокой температуры. Такая особенность оставляет без изменений свойства материалов. Операция вальцевания дает возможность получить точную заготовку, полноценную деталь или декоративный элемент.
