Вальцовка листового металла своими руками

Трехвалковые и другие вальцы по чертежам своими руками

Вальцы являются одними из наиболее важных приспособлений на металлургическом производстве. Они помогают сгибать листы из металла, трубы, а также прочие детали овальной и другой формы. Кроме того, вальцы применяются в ювелирном деле для аккуратного сгибания изделий.

Что представляют собой вальцы, чем отличаются трехвалковые модели от четырехвалковых, и как их сделать своими руками, мы и расскажем ниже.

Вальцы: принцип работы

Ключевой рабочий механизм приспособления – это вращающийся цилиндр, через который пропускаются раскаленные пласты металла и сгибаются. Вальцовочные станки могут быть оснащены цилиндрами от 2 до 5 штук, но чаще всего используются трехвалковые и четырехвалковые изделия.

Детали изгибаются посредством действия третьего заднего вала, а радиус закрепления зависит от расстояния между верхним и задним валом.

Иногда вальцы для металла ломаются и требуют замены. Станок при работе с железом нужно постоянно греть, а пласты железа после вальцов идут в печь, их там раскаляют, а потом вновь прокачивают. После этого они опять идут на станок.

После обработки вальцами поперечное сечение металла уменьшается, и он становится длиннее под воздействием высокой температуры металла и степени давления.

Чтобы получить цилиндрическое изделие, задний вал должен быть настроен параллельно переднему, а чтобы сделать конус, задний вал устанавливается под углом относительно переднего.

Существуют модели вальцов, с помощью которых можно обрабатывать металл прямо на столе, но они не слишком функциональны. Работу с ними можно упростить с помощью крепежей. Стоимость вальцов зависит от их габаритов. А если вы решили сделать станок своими руками, то вы значительно сэкономите.

Функции современных вальцовочных станков, самодельных и заводских, трехвалковых и четырехвалковых, такие:

• возможность сгибать трубы до 160 градусов;
• работа с металлическими трубами;
• деформация труб независимо от их диаметра.

Сферы применения станков

Вальцовые станки широко используются при производстве таких вещей, как:

• дымоходы;
• воздуховоды;
• трубы;
• вентиляционные системы;
• водостоки.

Благодаря компактным размерам, вальцы можно использовать где угодно, прямо на строительном объекте, а ручные приборы не испортят полимерное покрытие металла.

Для пищевой промышленности применяют вальцы дробильного типа, а для химической – листогибочные, листовальные и другие.

Особенности станков для металла

Без вальцовочного станка невозможно придать листовому металлу цилиндрическую форму, а вальцы для труб помогают обустроить водосточную систему. Станки с ковочными цилиндрами нужны для холодной гибки заготовок их металла, также благодаря вальцам можно обрабатывать:

• пластмассу;
• пластичный металл;
• резиновые смеси.

Выбирать тот или иной станок нужно в зависимости от толщины металла:

• двухвалковые вальцы включают в себя два параллельно размещенных вала, верхний имеет малое сечение и сделан из высокопрочной стали, а нижний имеет большой диаметр сечения и выполнен из стали, покрытой каучуком. В зависимости от силы давления трубы подбирается ее диаметр на выходе;
• трехвалковые могут быть симметричными и асимметричными, часто их используют при производстве вентиляций, круглых водостоков и радиусных деталей. Кроме того, трехвалковые вальцы применяют при обработке изделий из меди, железа, стали, цинка и т.д.;
• четырехвалковые конструкции оснащены внизу дополнительным валком для упрощения вальцовочного процесса.

Наиболее распространенные вальцы – это трехвалковые и четырехвалковые. Так, трехвалковые обладают такими отличительными свойствами:

• лист, ширина которого менее 6 мм, будет проскальзывать между валами;
• скорость прокатки листа должна быть максимум 5 м в минуту;
• управлять станком сложно за счет отсутствия точных координат точки зажима металла;
• доступная стоимость.

А вот четырехвалковые вальцы имеют такие характеристики:

• вальцы надежно сцеплены, и риск выскальзывания листа сведен к минимуму;
• скорость прокатки может превышать показатель в 6 м в минуту;
• процесс работы полностью автоматизирован;
• цена высокая.

Классификация станков

По методу сгибания вальцы бывают:

• сегментными, где трубы сгибаются под действием одного вытягивающего сегмента;
• дорновыми, которые деформируют тонкостенные трубы;
• пружинными. Благодаря наличию пружины, пластик сгибается без деформации;
• арбалетными, которые предназначены для труб того или иного диаметра.

Станки по методике использования подразделяются на следующие категории:

• Ручные. Такие станки самые удобные и практичные, их не нужно подключать в сеть. На их основной станине крепят струбцины и подающие вальцы, имеющие цепную передачу. Ручные профильные станки долговечны, надежны, компакты, удобны в плане регулировки и имеют доступную цену. Ручные вальцы имеют подкатегорию ювелирных, их применяют для вальцовки и прокаток заготовок ювелирных изделий;
• Гидравлические. Гидроприводные приборы с большой мощностью, которые отличаются высокой производительностью. Их недостаток – габариты, переместить своими руками без труда такой агрегат не получится;
• Электрические. Высокая производительность достигается за счет работы элекромотора, хотя принцип работы станка не отличается от ручного. Чаще всего их используют в промышленных масштабах, поскольку такие вальцы имеют немалую цену.

Если вы приобретаете или изготавливаете станок своими руками для домашних мелких нужд, то желательно, чтобы он имел такие характеристики:

• мобильность и маловесность;
• компактность;
• экономичность в плане расхода энергии, поскольку мощный аппарат может повредить домашнюю проводку.

Изготовление станка своими руками

Естественно, собрать станок своими руками будет весьма затратно в плане времени и нагрузки, но если вы планируете его применять для мелких ремонтов, то самодельная сборка будет более экономичным вариантом, чем заводская модель, стоимостью от 20 тысяч рублей и выше.

При самостоятельной сборке вальцов не допускайте таких ошибок:

• не допускайте появления трещин на металлическом профиле;
• не допускайте сжатия и растяжки поверхности в точке нагрузки на конструктивную часть;
• не сжимайте и не деформируйте детали перед работой.

Перед тем как приступить к работе, приготовьте чертеж проекта, материалы и детали. Этапы работы будут следующими:

• смонтируйте основную станину на основе изогнутого профиля или трубного каркаса;
• возьмите П-образный профиль в качестве вертикальной опоры и вверху его открытой части поставьте деформирующий элемент механизма, закрепив струбциной с резьбой. Внизу опору нужно крепить под станиной;
• для сборки механизма применяйте передаточную цепь;
• после установки ее на звездочки, натяните цепь, проверьте ход и устанавливайте ручку подачи;
• для изготовления вальцов лучше брать закаленную сталь;
• в валковом станке продумайте радиальную регулировку для смены размера зазора между валками;
• прикрепите вальцы к станинам подшипниками качения.

Вот изделие и готово. Как видите, вальцы можно приобрести в готовом виде, или сделать своими руками, имея на руках требуемый инструментарий, чертежи, и, обладая нужными навыками.

Листогибочные вальцы трехвалковые своими руками

При необходимости частого изготовления полых или конусовидных изделий из тонколистового металла основным технологическим процессом является гибка, а наиболее подходящим оборудованием — трёхвалковые листогибочные вальцы. Почему именно трёхвалковые? Потому, что кинематическая схема четырёхвалковых листогибочных машин с ручным приводом значительно усложняется, а видимых преимуществ от этого получить не удаётся.

Как разработать техническое задание на разработку вальцовочного станка своими руками

Простейшая схема трёхвалкового ручного станка включает в себя:

1. Рамное основание.
2. Две боковых стойки с отверстиями под подшипниковые узлы.
3. Три продольных вала, один из которых – верхний — размещается под углом 60° относительно двух остальных.
4. Комплект рабочих валков, количество которых зависит от предельного значения наружного диаметра вальцуемой заготовки.
5. Рукоятку для вращения нижних, приводных валков.
6. Зубчатую или цепную передачу, которая обеспечит синхронное вращение приводных валков в одну сторону.
7. Нажимной узел с пружинами сжатия, который обеспечит возможность прижима неприводного валка к заготовке. Его проще выполнять слева или справа, поскольку тонкий лист довольно легко выходит из зазора при изменении его первоначального значения только с одной стороны.
8. Приспособление для поворота одной из стоек вальцовочного станка с целью замены рабочих валков.

Прежде всего, следует чётко ограничить технические возможности проектируемого валкового оборудования. Вальцовочный станок с ручным приводом способен производить гибку листового металла толщиной не более 1 — 1,5 мм, при ширине заготовки до 600 мм. При малой энергоёмкости самого процесса гибки, потери на трение в передачах и подшипниках оказываются весьма значительными, что заставит оператора увеличивать мускульное усилие, прилагаемое для проворота рабочих валков. Между тем видимая неравномерность их вращения вызовет нежелательные искажения формы профилируемого изделия.

Из двух вариантов – асимметричное либо симметричное размещение приводных валков – предпочтение стоит отдать второму варианту, поскольку в этом случае сделать вальцы своими руками значительно проще.

Последовательность изготовления вальцовочного станка с ручным приводом

Лучше всего воспользоваться готовыми чертежами на самодельные вальцы, которые имеются на специализированных форумах. Если требуется сделать ручной вальцовочный станок под иные параметры производимых деталей, то проектирование начинают с определения усилия и крутящего момента, необходимых для гибки. Минимальными эти значения будут в случае деформирования алюминия марок АД0 или АД1, но при толщине заготовки до 0,8 мм возможна гибка и малоуглеродистой стали марок сталь 08 или сталь 08кп. Если полученные значения удовлетворяют физическим возможностям исполнителя, то от проектирования можно переходить к изготовлению деталей будущих листогибочных вальцев.

Установка верхнего валка вальцовочного станка

Для изготовления валковой машины своими руками вначале необходим чертёж общего вида станка, где следует изобразить кинематическую схему перемещения всех его подвижных частей. Потребуются также чертежи сборочных единиц и рабочие чертежи ненормализованных деталей трёхвалкового листогиба. Желательно, чтобы таких деталей было поменьше, поскольку сделать многие из них в домашних условиях, и своими руками затруднительно, а то и вовсе невозможно. В частности, есть смысл подыскать направляющие круглого поперечного сечения, например, от списанного токарного станка 1К62 или более мелкого: их техническое состояние вполне позволит использовать данные детали под опорные валы листогибочных вальцев. То же касается шестерённой пары. Далее, под имеющиеся детали можно уточнить характеристику будущих трёхвалковых вальцев и сделать подбор подшипников качения для всех валов.

Желательно использовать готовые чертежи для следующих узлов:

• Узла прижима неприводного валка, который напоминает обычный зажим в виде струбцины, смонтированный в одной из стоек;
• Корпуса подшипников, в которых будут вращаться валки;
• Опорной рамы вальцовочного станка.

Чертеж общего вида трехвалкового вальцовочного станка

Перечисленные чертежи обычно универсальны, и не нуждаются в доработке под конкретные изделия, гибку которых предполагается проводить на вальцах, собранных своими руками.

Сборка вальцовочного станка своими руками

Самодельные валковые листогибы с ручным приводом собираются в следующей последовательности:

1. Сваривается (по размерам, приведенным на чертеже общего вида) станина вальцовочного станка.
2. Монтируются боковые стойки, для которых подойдёт стальной швеллерный профиль из низкоуглеродистой стали марки 09Г2С или подобной.
3. Крепится корпус под детали передачи (если шестерни придётся сделать самостоятельно или заказывать, то для монтажа цепной передачи можно подобрать силовые звёздочки и натяжную цепь, например, от горного велосипеда).
4. Валы вводятся в отверстия корпусов подшипников, после чего выставляется их параллельность, и производится окончательная фиксация узлов станка.
5. Перед окончательной сборкой валкового агрегата своими руками стоит произвести пробную гибку детали, уточнить количество и характер смазки опор подшипников, а также отрегулировать натяжение приводной цепи.

Самодельный 3-х валковый листогибочный станок

Если установка вальцев предполагается в неотапливаемом помещении (например, в гараже), то все детали стоит покрасить атмосферостойкой краской или позаботиться об их антикоррозионном покрытии.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как сделать листогибочные вальцы своими руками

Заводские модели листогибочных вальцов трехвалковых предназначены для изменения конфигурации листового материала. Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, можно сделать аналогичные ручные установки своими руками. Но перед этим следует ознакомиться со строением оборудования, расположением и свойствами его компонентов.

Общие сведения о конструкции

Этот тип станков предназначен для контролируемой деформации материалов методом проката. Для этого используется система валов, проходя через которую стальная заготовка меняет свою конфигурацию. Такую же функцию должны выполнять ручные модели станков, которые можно сделать своими руками.

Конструкция состоит из двух опорных стоек, на которую устанавливают систему из нескольких валов. При этом нижние зачастую изменяют свое положение только в горизонтальной плоскости. Для проката стального листа они соединены с механизмом передачи вращающего момента. Верхний вал являются упорным и может регулироваться по высоте. Дополнительно он снабжен устройством для быстрого опрокидывания, который необходим для снятия обработанной детали.

В зависимости от типа привода вальцы трехвалковые листогибочные могут быть следующих видов:

• ручная конструкция. Она состоит из системы шестерен или цепных передач. Подобная схема применяется для станков, сделанных своими руками или в заводских моделях с небольшими размерами, которые предназначены для штучного производства;
• гидравлический привод. Он необходим для обработки больших толстостенных заготовок. Благодаря максимальному значению приложенного усилия деформация происходит относительно быстро. Но при этом повышаются требования к качеству валов;
• установка электродвигателя. Это оптимальный вариант для оборудования со средним показателем производительности. Электрическая силовая установка не сильно влияет на увеличение габаритов конструкции.

Качество обработки во многом зависит от эксплуатационных качеств валов. Для их изготовления применяются специальные сорта инструментальной стали. При деформации больших изделий их зачастую нагревают для улучшения показателя пластичности. Постоянное термическое воздействие на валы снижает их эксплуатационные свойства.

Улучшению точности обработки способствует установленный блок ЧПУ. Он предназначен для координации параметров станка — расположения валов, степени давления на заготовку.

Технические характеристики вальцов

Во время проектирования самодельных ручных вальцов трехвалковых необходимо учитывать требуемые эксплуатационно-технические качества. В качестве основы для анализа можно взять характеристики подходящей заводской модели. Но при этом ее параметры необходимо адаптировать под фактические характеристики самодельной конструкции.

Прежде всего учитываются габариты станка. Они зависят от длины валов и влияют на максимальную ширину обрабатываемых листов. Нужно помнить, что в качестве привода будет использоваться ручной механизм, который необходимо сделать своими руками. Поэтому обычно рабочая ширина вала не превышает 1,2 м. Масса самодельной конструкции скажется только на возможности ее транспортировки.

Кроме этих показателей необходимо учитывать следующие параметры, которыми должны обладать вальцы трехвалковые ручного типа:

• диаметр рабочих валов. Этот показатель влияет на максимально возможный радиус кривизны обрабатываемого материала;
• степень удаленности верхнего вала от нижних направляющих;
• расстояние между нижними валами;
• скорость подачи материалов.

При выборе определенной модели вальцов листогибочных трехвалковых следует точно рассчитать жесткость конструкции. Несмотря на то, что давление в основном оказывается на валы — станина тоже испытывает определенные механические нагрузки. Поэтому к выбору материалов изготовления и схемы этой модели станка необходимо подойти с особой тщательностью.

Наличие трех валов в конструкции является оптимальным. При установке дополнительных компонентов увеличивается степень нагрузки на ручной механизм привода, что является крайне нежелательным для самодельных моделей.

Изготовление станка своими руками

На первом этапе проектирования конструкции необходимо выбрать оптимальные чертежи. Для этого можно использовать стандартные схемы или разработать индивидуальную на основе имеющихся материалов.

Будущая листогибочная конструкция будет состоять из следующих компонентов:

• опорная рама. Она изготавливается из 2 листов металла, которые соединяются между собой ребрами жесткости. Для увеличения устойчивости и механической прочности по краям каждого компонента рекомендуется приварить стальные уголки. В верхней части располагаются монтажные пазы для установки опорных валов;
• опора верхнего вала. Для ее производства рекомендуется применять стальной п-образный профиль. Смещение конструкции по высоте будет происходить с помощью червячной передачи;
• механизм ручного привода. Обычно его делают из трех звездочек, соединенных между собой цепью. Рекомендуется предусмотреть механизм натяжения цепи, чтобы избежать ее срыв во время выполнения работы.

Для изготовления ручных вальцов своими руками из специального оборудования потребуется только сварочный аппарат. Для улучшения качества обработки рекомендуется приобрести заводские валы. Самостоятельное изготовление подобных компонентов затруднительно и не всегда фактический результат соответствует желаемому.

Изготовление листогибочной конструкции начинается с выбора инструментов. Для выполнения этого процесса необходима болгарка, сварочный аппарат, дрель со сверлами по металлу. После приобретения материалов можно приступать к изготовлению ручных листогибочных вальцов.

1. Раскрой материала.
2. Сверка фактических размеров с данными из технической документации.
3. Соединение компонентов между собой с помощью сварочного аппарата. Использование механических соединений не рекомендуется, так как они не обладают достаточной надежностью.
4. Установка вальцов на станину.
5. Соединение полос с передаточными звездочками. В этом случае необходимо использовать механическое соединение, так в случае поломки одного из компонентов ремонт установки будет затруднен.

После изготовления конструкций все элементы опорной рамы необходимо загрунтовать и покрасить. Испытание листогибочного станка, сделанного своими руками, проводится по определенной схеме. Сначала проверяется скорость подачи (вращение валов), контролируется работа механизм опускания верхнего вала. В качестве пробного материала лучше всего использовать стальные листы небольшой толщины. Расстояние между валами следует уменьшать постепенно. При этом проверяется устойчивость станка и отсутствие деформации.

В дальнейшем после длительной эксплуатации понадобится правка поверхности валов, так как со временем изменится их конфигурация.

В качестве примера можно посмотреть работу заводской модели станка:

Способы гибки и вальцовки различных видов металлопроката

Гибка металлопроката – вид деформации материала различной толщины, во время которого материалу придают нужную форму и конфигурацию. В ходе этого процесса сжимаются и растягиваются слои металла, за счет чего достигается нужный результат. Таким образом, из листового металла получается объемное изделие без швов и соединений. Вальцовка металлопроката – еще один способ воздействия на листовой металл, при котором плоский лист металла приобретает цилиндрическую форму.

Какие бывают способы гибки различных видов металлопроката

В ходе гибки металлопроката растягиваются внешние слои материала до необходимых размеров. Одновременно с этим процессом внутренние слои сжимаются. Именно благодаря этому заготовка приобретает необходимую форму. В практической деятельности применяются два способа гибки металлопроката:

1. Холодная гибка материала. Такой метод воздействия на металл осуществляется без предварительного нагрева заготовки. Холодную гибку применяют для изготовления кровельных материалов, комплектующих, металлопрофилей, цилиндров, деталей обшивки транспортных средств, промышленного оборудования и многих других целей.
2. Горячая гибка материала. Этот метод обработки осуществляется с нагревом. Данный способ гибки металлопроката используется, когда требуется изготовить детали особо сложной формы. Такие изделия невозможно выполнить при помощи холодной гибки. Кроме того, горячая гибка позволяет гнуть трубы и профили в случае уменьшенных радиусов и опасности гофрообразования.

Также в зависимости от того, какое оборудование применяется для гибки деталей, выделяют два способа:

Гибку листовых деталей выполняют на оборудовании следующего типа:

• Вальцы (валковые листогибочные машины);
• Гидравлический пресс;
• ЛГС (листогибочный станок валкового типа);
• Фланцегибочный станок;
• Кромкогибочный пресс.

Условная простота форм отличает гибку профильного металлопроката от гибки листового материала, так как изгиб профиля, как правило, производят в одной плоскости, которая повторяет плоскость обшивки.

Какие бывают способы вальцовки различных видов металлопроката

Вальцовка металла – не менее популярный в сравнении с гибкой способ обработки металлопроката. Способы вальцовки различаются в зависимости от используемого оборудования. Так в зависимости от типа используемого привода выделяют три типа вальцовочных станков:

1. Ручные. Этот тип оборудования имеет очень простую конструкцию. Кроме того, такой станок отличается надежностью, компактностью и мобильностью, невысокой стоимостью, простотой обслуживания и эксплуатации. Однако есть несколько недостатков, сказывающихся на продуктивности работы с таким оборудованием:

• На таком станке нельзя обрабатывать металлические заготовки толщиной более двух миллиметров.
• Имеет низкую производительность.
• Необходимость прилагать большие физические усилия.

1. Электрические. Отличаются от станков с ручным приводом куда большей эффективностью и производительностью. Такое оборудование позволяет осуществлять вальцовку металлопроката значительно большей толщины.
2. Гидравлические. Самые мощные среди трех видов вальцовочных станков. Однако такое оборудование имеет крупные габариты, из-за чего, как правило, такие станки подходят для вальцовки на промышленных предприятиях.

Существуют также различные способы подачи материала. В зависимости от техники вальцовка делится на три вида:

1. При поперечном направлении. Такой вид вальцовки используется для изготовления труб небольшой длины.
2. При продольном направлении. Этот вид вальцовки необходим для изготовления длинных труб.
3. При винтовой подаче. Данный вид вальцовки применяется для изготовления труб, стыки которых не требуют сварочной герметизации.

Однако помимо различных способов деформации металла важную роль также играет выбор заготовки. Структура материала, толщина и гладкость листового металла – основные критерии при выборе заготовки. Конечный результат зависит также и от оборудования. Изделие, соответствующее всем нужным критериям, получится при использовании качественного металла и высококачественного гибочного оборудования.