Вальцовка конуса из листового металла

Гибка металла на вальцах

07 Дек 2013
Рубрика: Механика | 75 комментариев

За последнее время ко мне было несколько обращений от читателей блога за помощью в решении одной и той же задачи: как при работе на трехвалковых листогибочных вальцах и профилегибах определить окончательное местоположение среднего ролика (валка)…

…относительно положения крайних роликов (валков), которое обеспечит гибку (вальцовку) заготовки с определенным заданным необходимым радиусом? Ответ на этот вопрос позволит повысить производительность труда при гибке металла за счет уменьшения количества прогонов заготовки до момента получения годной детали.

В этой статье вы найдете теоретическое решение поставленной задачи. Сразу оговорюсь – на практике я этот расчет не применял и, соответственно, не проверял результативность предлагаемого метода. Однако я уверен, что в определенных случаях гибка металла может быть выполнена гораздо быстрее при использовании этой методики, чем обычно.

Чаще всего в обычной практике окончательное местоположение подвижного центрального ролика (валка) и количество проходов до получения годной детали определяется «методом тыка». После длительной (или не очень) отработки технологического процесса на пробной детали определяют координату положения центрального ролика (валка), которую и используют при дальнейших перенастройках вальцев, изготавливая партию этих деталей.

Метод удобен, прост и хорош при значительном количестве одинаковых деталей – то есть при серийном производстве. При единичном или «очень мелкосерийном» производстве, когда необходимо гнуть разные профили или листы разной толщины разными радиусами, потери времени на настройку «методом тыка» становятся катастрофически огромными. Особенно эти потери заметны при гибке длинных (8…11м) заготовок! Пока сделаешь проход…, пока проведешь замеры…, пока перестроишь положение ролика (валка)… — и все сначала! И так десяток раз.

Расчет в Excel местоположения подвижного среднего ролика

Запускаем программу MS Excel или программу OOo Calc, и начинаем работу!

С общими правилами форматирования электронных таблиц, которые применяются в статьях блога, можно ознакомитьсяздесь.

Прежде всего, хочу заметить, что листогибочные вальцы и профилегибы разных моделей могут иметь подвижные крайние ролики (валки), а могут — подвижный средний ролик (валок). Однако для нашей задачи это не имеет принципиального значения.

На рисунке, расположенном ниже изображена расчетная схема к задаче.

Вальцуемая деталь в начале процесса лежит на двух крайних роликах (валках), имеющих диаметр D. Средний ролик (валок) диаметром d подводится до касания с верхом заготовки.

Далее средний ролик (валок) опускается вниз на расстояние равное расчетному размеру H, включается привод вращения роликов, заготовка прокатывается, производится гибка металла, и на выходе получается деталь с заданным радиусом изгиба R! Осталось дело за малым – правильно, быстро и точно научиться рассчитывать размерH. Этим и займемся.

Исходные данные:

1. Диаметр подвижного верхнего ролика (валка) /справочно/ d в мм записываем

в ячейку D3: 120

2. Диаметр опорных с приводом вращения крайних роликов (валков) D в мм пишем

в ячейку D4: 150

3. Расстояние между осями опорных крайних роликов (валков) A в мм вводим

в ячейку D5: 500

4. Высоту сечения детали h в мм заносим

в ячейку D6: 36

5. Внутренний радиус изгиба детали по чертежу R в мм заносим

в ячейку D7: 600

Расчеты и действия:

6. Вычисляем расчетную вертикальную подачу верхнего ролика (валка)Hрасч в мм  без учета пружинения

в ячейке D9: =D4/2+D6+D7- ((D4/2+D6+D7)2- (D5/2)2)(½)=45,4

Hрасч=D/2+h+R— ((D/2+h+R)2- (A/2)2)(½)

7. Настраиваем вальцы на этот размер Hрасч и делаем  первый прогон заготовки. Измеряем  или высчитываем по хорде и высоте сегмента получившийся в результате внутренний радиус, который обозначим Rи записываем полученное значение в мм

в ячейку D10: 655

8. Вычисляем какой должна была бы быть расчетная теоретическая вертикальная подача верхнего ролика (валка)H0расч в мм  для изготовления детали с радиусом R без учета пружинения

в ячейке D11: =D4/2+D6+D10- ((D4/2+D6+D10)2- (D5/2)2)(½)=41,9

H0расч=D/2+h+ R0— ((D/2+h+ R0)2- (A/2)2)(½)

9. Но деталь с внутренним радиусом изгиба R получилась при опущенном верхнем валке на размер Hрасч, а не H0расч!!! Считаем поправку на обратное пружинение xв мм

в ячейке D12: =D9-D11=3,5

x=Hрасч — H0расч

10. Так как радиусы R и R имеют близкие размеры, то можно с достаточной степенью точности принять эту же величину поправки x для определения окончательного фактического расстояния H, на которое необходимо подать вниз верхний ролик (валок) для получения на вальцованной детали внутреннего радиуса R.

Вычисляем окончательную расчетную вертикальную подачу верхнего ролика (валка)Hв мм c учетом пружинения

в ячейке D13: =D9+D12=48,9

H= Hрасч+x

Задача решена! Первая деталь из партии изготовлена за 2 прохода! Найдено местоположение среднего ролика (валка).

Особенности и проблемы гибки металла на вальцах

Да, как было бы всё красиво и просто – надавил, прогнал – деталь готова, но есть несколько «но»…

1. При вальцовке деталей с малыми радиусами в целом ряде случаев нельзя получить необходимый радиус R за один проход по причине возможности возникновения деформаций, гофр и надрывов  в верхних (сжимаемых) и нижних (растягиваемых) слоях сечения заготовки. В таких случаях назначение технологом нескольких проходов обусловлено технологической особенностью конкретной детали. И это не исключительные случаи, а весьма распространенные!

2. Одномоментная без прокаток подача среднего ролика (валка) на большое расстояние H может быть недопустимой из-за возникновения значительных усилий, перегружающих сверх допустимой нормы механизм вертикального перемещения вальцев. Это может вызвать поломку станка. В аналогичной ситуации перегрузки при этом оказаться может и привод вращения роликов (валков)!

3. Концы заготовки, если их предварительно не подогнуть, например, на прессе, останутся прямолинейными участками при гибке на трехвалковых вальцах! Длина прямолинейных участков L чуть больше половины расстояния между нижними роликами А/2.

4. При движении  среднего ролика (валка)  вниз в сечении заготовки, подверженном изгибу, постепенно нарастают нормальные напряжения, которые вызывают вначале пружинную деформацию. Как только напряжения в крайних верхних и нижних волокнах сечения достигнут предела текучести материала детали σт, начнется пластическая деформация – то есть начнется процесс гибки.

Если средний ролик (валок) отвести обратно вверх до начала возникновения пластической деформации, то заготовка отпружинит следом и сохранит свое первоначальное прямолинейное состояние! Именно эффект обратного пружинения вынуждает увеличить размер вертикальной подачи Hрасч на  величину x, так как участки заготовки отпружинивают и частично распрямляются, выходя из зоны гибки, расположенной между роликами (валками).

Мы нашли эту поправку x опытным путем. Обратное пружинение или остаточную кривизну детали можно рассчитать, но это непростая задача. Кроме величины предела текучести материала σт значимую роль при решении этого вопроса  играет момент сопротивления изгибу поперечного сечения вальцуемого элемента Wx.

К тому же  и фактическое значение предела текучести σт часто значительно колеблется даже у образцов, вырезанных для испытаний из одного и того же листа или одного и того же куска профиля.

В предложенной методике сделана попытка уйти от определения обратного пружинения «методом научного тыка». Для пластичных материалов, например алюминиевых сплавов, значение x будет очень небольшим. Для сталей – в зависимости от марки, конечно, немного больше.

Вопросы, касающиеся гибки металла, рассматриваются так же в целом ряде весьма популярных у читателей этого блога статей: «Расчет усилия листогиба», «Расчет длины развертки», «Изготовление гнутого швеллера», «Всё о гнутом швеллере», «Всё о гнутом уголке».

Для получения информации о новых статьях и для скачивания рабочих файлов программ прошу Вас подписатьсяна анонсы в окне, расположенном в конце каждой статьи или в окне вверху страницы.

Не забывайтеподтвердитьподпискукликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (может прийти в папку «Спам»)!!!

Источник: http://al-vo.ru/mekhanika/gibka-metalla-valcy.html

Вальцовка (вальцевание) труб и металла: особенности технологии

Вальцовка, или вальцевание, как еще называют эту технологическую операцию, подразумевает пластическую деформацию металлических заготовок для формирования из них изделий требуемой конфигурации. При этом может выполняться как вальцовка труб (для изменения формы их поперечного сечения), так и обработка листового металла, в процессе которой создаются изделия цилиндрической, конической и овальной конфигурации.

Формовка профиля на трехвалковом станке

Вальцовка выполняется на специальном оборудовании, оснащенном валками, которые и отвечают за пластическую деформацию заготовок из металла в нужном направлении, поэтому данная технологическая операция и получила такое название.

Проходя прокатку между вальцами, размеры и расстояние между которыми подбираются в зависимости от геометрических параметров заготовки и готового изделия, обрабатываемая деталь приобретает требуемые размеры и форму. В отдельных случаях вальцевание металла может предполагать не только прокатку заготовок из него, но и их ковку.

Вальцевать можно не только заготовки, изготовленные из металла, но и изделия из полимерных материалов и резиновых смесей, которые также отличаются высокой пластичностью. Если говорить о металле, то вальцовке можно подвергать заготовки, изготовленные из:

• отдельных марок нержавеющей стали;
• меди, алюминия и сплавов данных металлов;
• углеродистых стальных сплавов;
• оцинкованной стали.

Кроме вальцовки, различают такие технологические операции, как развальцовка и завальцовка кромок, в результате которых пластической деформации (и, соответственно, изменению геометрической формы) подвергаются концы трубок, изготовленных из различных металлов.

Для этого используется инструмент, в конструкции которого вальцы могут отсутствовать. С помощью развальцовки и завальцовки выполняется подготовка концов трубок для их дальнейшего соединения.

Рабочие вальцы миниатюрного размера можно увидеть в инструменте, который используется для завальцовки трубы, то есть уменьшения ее изначального диаметра.

Завальцевать трубу можно и с помощью токарного станка. с примером выполнения такой операции можно посмотреть ниже.

Основные инструменты

Хотя это и не совсем верно, под понятием вальцовки металла часто подразумевают целый перечень технологических операций, при помощи которых осуществляют изменение формы металлической заготовки. К таким операциям, в частности, относятся:

• формирование из узкой металлической полосы трубного изделия круглого, квадратного или прямоугольного профиля (при помощи данного метода производят трубопрокат сварного типа; по похожей технологии выполняется вальцовка металлического уголка);
• изменение формы поперечного сечения, наружного диаметра и толщины стенок готового трубного изделия – вальцовка труб (по такой технологии обработке могут подвергаться как бесшовные, так и сварные трубные изделия);
• формирование на отдельных участках трубного изделия изгибов с требуемыми параметрами – гибка труб;
• изготовление из листового металла изделий цилиндрической (вальцовка обечаек), конической (вальцовка конусов) и овальной формы;
• увеличение диаметра (расширение) обрезанного конца металлической трубы – развальцовка (при помощи данной технологии выполняется подготовка металлических изделий к их соединению между собой; в частности, именно таким образом подготавливают к монтажу трубки для кондиционеров);
• уменьшение диаметра (сужение) обрезанного конца трубного изделия – завальцовка труб.

Вальцовка профильной трубы на трубогибочном станке

Для завальцовки мягких медных трубок могут быть использованы обычные клещи, а для их развальцовки – инструмент, рабочим органом которого является конусный элемент, разжимающий конец трубы на требуемую величину. На самом деле называться вальцовкой могут только те технологические операции, которые выполняются при помощи оборудования и инструмента, в конструкции которых присутствуют вальцы.

В зависимости от типа заготовки и результата, которого необходимо добиться, для выполнения вальцовки может использоваться различное оборудование и инструменты, которые чаще всего являются достаточно универсальными.

Промышленная вальцовочная машина способна изгибать листовой материал больших размеров с высокой точностью

Процесс вальцевания металлических листов, в результате которого из них формируют изделия цилиндрической, конической или овальной формы, осуществляется на специальном оборудовании, оснащенном двумя, тремя или даже четырьмя рабочими валками.

Обработка на станке трехвалкового типа заключается в том, что металлический лист, прижимаясь к двум вращающимся нижним валкам третьим – упорным, также начинает вращаться вокруг него, постепенно превращаясь в изделие цилиндрической формы.

Регулировать радиус изгиба металлического листа при вальцовке позволяет подбор валков соответствующего диаметра, а также расстояния между нижними рабочими элементами. Поскольку валки в процессе работы испытывают значительные механические нагрузки, для их изготовления используют высокопрочные сорта стальных сплавов.

Станок трехвалковый предназначен для вальцовки профильных труб по дуге любого радиуса

Назначение и методы

Обработка трубопроката методом вальцовки, как уже говорилось выше, может выполняться с целью изменения формы профиля поперечного сечения, а также для того, чтобы изменить начальные параметры готовой трубы – наружный и внутренний диаметры, толщину стенки, форму конечной части. Для изменения формы поперечного сечения выполняют прокатку через систему валков специального оборудования, которые, оказывая значительное давление на стенки трубы, формируют требуемый профиль.

В предназначенном для вальцовки оборудовании используются различные типы валков, которые формируют заданную форму и определенный размер заготовки

Если для расширения конечной части мягких трубок для кондиционеров эффективны простейшие приспособления, то для вальцовки трубных изделий, изготовленных из стальных сплавов, необходимо применение специальных инструментов. Последние в зависимости от параметров и материала изготовления трубопроката, который необходимо подвергнуть вальцовке, делятся на следующие категории:

1. Т – для обработки труб с внутренним диаметром в диапазоне 5,6–12,5 мм (особенностью инструмента данной серии является то, что с его помощью вальцевать можно на ограниченную глубину);
2. СТ – для вальцовки сварных изделий, внутренний диаметр которых находится в интервале 6–11 мм (также имеет ограниченную глубину вальцевания);
3. Р – для обработки трубопроката диаметром 1,2–4 см (максимальная величина развальцовки при использовании такого инструмента составляет 4,87 см);
4. РТ – для работы с трубами диаметром 0,55–1,15 см (при этом увеличиваться внутренний диаметр изделия может до 1,29 см);
5. СР – для вальцовки на более значительную глубину (максимальная величина развальцовки инструментами данной серии составляет 3,23 см);
6. 5Р – для обработки тонкостенного трубопроката из нержавеющих стальных сплавов.

Фотографии некоторых моделей инструмента для развальцовки

На современном рынке представлено еще несколько серий инструмента для вальцовки, но мы перечислили наиболее популярные из них.

Специализированный инструмент для выполнения развальцовки труб чаще всего используется при монтаже теплообменников, в которых устанавливаются трубные решетки. Рабочий орган такого приспособления, который и оказывает механическое воздействие на стенки трубы, подвергается специальной обработке, позволяющей наделить его высокой прочностью.

Развальцовка труб при монтаже теплообменного оборудования

Монтаж труб в теплообменных системах, выполняемый при помощи вальцовочной операции, является достаточно распространенной процедурой, поэтому лучше познакомиться с ней более подробно. Использование такой технологии и качественного инструмента позволяет получить надежные соединения труб со стенками отверстий, выполненных в трубном барабане.

Схема вальцовки трубы роликовым инструментом: 1 – веретено с рабочим конусом; 2 – обойма с подшипником; 3 – ролики; 4 – труба; 5 – решетка трубная

Итак, необходимо выполнить следующие действия.

• Отрезок трубы устанавливают в отверстие, диаметр которого меньше, чем ее наружный диаметр.
• Рабочий орган инструмента вводят во внутреннюю часть трубы и начинают выполнять ее расширение. Ее диаметр под действием пластической деформации начинает увеличиваться, и зазор между ее наружной стенкой и стенкой отверстия, в которое она вставлена, исчезает. После выборки зазора деформироваться начинают и стенки отверстия в трубном барабане, на которые оказывает давление расширяющаяся труба. Таким образом, формируется плотное и надежное соединение.
• Когда вальцуешь при помощи такого инструмента, следует быть очень аккуратным и следить за тем, чтобы стенки трубы под воздействием значительного давления не разрушились. Это может произойти, если ее диаметр увеличивается выше допустимого технологией предела. Избежать таких негативных последствий позволяет не только строгое следование технологическим рекомендациям, но и правильный выбор инструмента.

Итак, под вальцовкой подразумевается достаточно большой перечень технологических операций, для качественного выполнения которых необходимо правильно подбирать соответствующие инструменты и оборудование.

Источник: http://met-all.org/obrabotka/prochie/valtsovka-trub-metalla-valtsevanie-zavaltsovka.html

Вальцевание (вальцовка) металла

Предлагаем вальцовку профильного и листового металла по выгодным ценам в Краснодаре, исполняем заказы любой сложности как на серийные детали, так и штучные образцы.

Вальцовка —  равномерное деформирование различных видов сплавов под давлением или операция холодной формовки металлоизделий (листового, профильного металла, труб, стального прута) в целях приведения изделий к радиальной или цилиндрической форме. Технологически процесс представляет собой постепенное протягивание металла в движущихся валках на специальном оборудовании — вальцах.

С помощью вальцовки можно осуществлять обработку стальных сплавов, например изделий из нержавеющей стали, цветных металлов,  различных видов черных металлов, оцинкованного листа и профильного и трубного проката.

Для гибочного процесса могут использоваться заготовки следующих форм: стальная полоса, плоский лист, профилированный лист, швеллер,  двутавр, уголок, профильные и круглые трубы, арматура, пруты и пр.

Наше предприятие осуществляет вальцовку различных видов металла, в том числе:

• нержавеющая сталь;
• оцинкованная сталь;
• цветные сплавы;
• изделия из черного метала.

Вальцовка листового металла

Вальцевание листового металла это равномерное деформирование стального листа под давлением. С помощью данного метода можно создавать как заготовительные элементы, подлежащие сварке и соединению в цельную конструкцию, так и готовые изделия.

 Изготовление деталей осуществляется на современном оборудовании, отвечающем новым стандартам качества и необходимым для работы требованиям. Процесс осуществляется с помощью ковочных или листогибочных вальцов. Лист металла пропускается между вальцами и под воздействием давления постепенно приобретает необходимую форму.

Достаточно трудновыполнимым процессом является гибка листовой нержавеющей стали, поскольку главной задачей при этом является сохранение свойств защитного покрытия листа. 

Вальцовка осуществляется на станках, обладающих большими радиусами скругления. В процессе обработки листа на станке металл подвергается равномерной деформации с назначенным радиусом скругления, и в результате на выходе получается конус либо цилиндр из листового металла, в зависимости от заданных углов скругления.

Каждый станок имеет собственные характеристики и ограничения по обрабатываемому металлу, как то — толщина, размеры и радиус сгибания. В зависимости от толщины металла на выходе и тем больше должны быть радиусы валков установленных на вальцах, но увеличение радиуса валков приведёт к уменьшению минимального радиуса гиба при вальцовке тонко-листовых металлов.

Процесс вальцевания выполняется на специальных станках (листогибочных вальцах).

Вальцуем листовую сталь с размерами:

• ширина изгибаемого листа — до 2000 мм
• толщина листа — от 1 до 20 мм
• наименьший радиус вальцовки — 120 мм

Вальцовка труб

Вальцовка профильных труб осуществляется путем их обработки на трубогибочном или вальцовочном оборудовании. Стоимость услуг по гибке профильного проката формируется в зависимости от  характеристик используемого металла, сложности выполнения заказа и требуемого количества изделий, так как для изготовления каждого индивидуального изделия производится наладка оборудования. 

Гибка профильной трубы вальцеванием

Одним из способов холодной обработки металла является вальцовка труб. Обработка профильного металла осуществляется на самых простых и распространенных станках трехвалковых трубогибах. На станках данного типа можно производить гибку профильного металла из разных видов стали: черная, нержавеющая, различные сплавы цветных металлов и пр.

Главным механизмом, осуществляющим, собственно вальцовку, является узел, состоящий из трех роликов-валков, один из которых является ведущим, либо это функция переходит на два крайних валка. Профильная труба прокатывается через валки и деформируется с образованием изделия заданного радиуса кривизны.

Вальцовка позволяет изготовить либо гнутый отрезок трубы, либо длинный гнутый профиль различной длины вплоть до создания круговой заготовки.

Сам процесс гибки профильного металла подразделяется на два этапа. Первый – предварительное натяжение для задания угла скругления, путем создания давления от среднего валка на профиль, опирающийся на крайние валки, либо наоборот, прикладывания усилия от крайних валков при упоре на средний.

Вальцовка сечения труб

Процесс разделяется на три этапа:

1. Начальный этап — привальцовка — расширения под воздействием температуры или механической силы. Профильный металл помещается в отверстие, после этого начинается расширение, первый этап позволяет избавиться от зазора между трубой и краем отверстия.
2. Второй этап — вальцевание заключается в уплотнении соединения и формирование загиба, для данного процесса необходимо применение наиболее больших усилий, на этом этапе за счет деформации изменяется и геометрия профильного отверстия, создавая плотное соединение.
3. Третий этап — развальцовка — на этом этапе соединение становится полностью герметичным.

 Для вальцовки труб наше предприятие использует трехроликовые трубогибные станки, которые обеспечивают точность  радиуса гиба порядка 4% от номинального размера. Используемое оборудование позволяет исполнять гибку профильного металла по требуемому радиусу без образования дефектов на внутренней стенке заготовки. Данное оборудование позволяет выдерживать радиус гиба до 250 мм, а также производить обработку других видов профильного металлопроката — швеллера, двутавра и уголка.

Преимущества вальцевания

• простота обработки;
• сохранение свойств металла;
• равномерная деформация по всей площади заготовки;
• отсутствие трещин, заломов, царапин, заусениц и прочих дефектов по внутренней плоскости готового металлоизделия.
• возможна обработка пластичных металлов;
• большой диаметр гибки;
• гибка в одном направлении,

Вальцовка конусов из листового металла

Вальцовка конусов обычно сложнее, чем гибка труб, т.к. предполагает применение четырехвалковых станков, поскольку трехвалковые станки не обладают необходимой для такой работы точностью. Кроме того, предполагается наличие определённого опыта у оператора данного станка.

При применении четырехвалковых станков оператор обладает возможностью производства протяжки листового металла на холостом ходу, в таком случае с помощью оборудования производится разворачивание листа под углом к крайней стороне наклоненного валка.

В процессе протяжки листа между валками, металл равномерно деформируется и получает изгиб под заданным радиусом без нарушения технических характеристик металла. Таким образом производятся изделия цилиндрической или конической формы.

При обработке лист изгибается постепенно по заданному оператором станка радиусу и в итоге металл приобретает коническую форму. Вальцовочные станки обладают различными техническими характеристиками, накладывающими определенные ограничения на диаметр изделий, подвергаемых обработке, а также на толщину обрабатываемых листов металла. 

При наличии вальцовочного оборудования, соответствующего стандартам и при наличии в штате операторов станков с соответствующим опытом, предприятие способно производить конусные изделия с изгибом правильной формы и углом вальцевания до сорока пяти градусов.

Приблизительная стоимость вальцовки металла

Изготовление трубы из металлического листа — от 50 рублей за единицуЦена вальцовки профильной трубы по назначенному радиусу — от 100 рублей за единицу продукции. Цена вальцовки конусов — от 200 рублей за вальцевание одного изделия Стоимость вальцовки обечайки — от 50 руб. за шт.

Стоимость вальцовки полуобечайки — от 50 руб. за шт.

Источник: http://kuban-snab.ru/metalloobrabotka/valcovka_metalla

Вальцовка листового металла: описание процесса и необходимое оборудование

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.

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:

1. Подготовка оборудования — вальцов.
2. Прокатка бруска или листа.
3. Промежуточный отжиг.
4. Обработка заусениц и трещин.
5. 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:

1. Снижение эксплуатационных расходов на оснастку и оборудование.
2. Увеличение эксплуатационного срока инструментов и станков.
3. Эффективное использование в условиях единичного и мелкосерийного производства.
4. Снижение потерь от брака.
5. Низкую стоимость вальцовочной машины в сравнении с гидравлическим или механическим прессом. Затраты на ее приобретение окупаются в течение полугода активного использования.

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:

1. Деформирование производится крутящим моментом, а не усилием. Значение крутящего момента зависит от условий контактного трения, диаметра рабочих валиков и физико-математических характеристик материала.
2. При выполнении операции скорость вальцовки не влияет на энергетические затраты, напротив, при увеличении показателя рабочее усилие процесса снижается.
3. Трение между валками напрямую зависит от поверхности. Снижение шероховатости приводит к снижению трения. Поэтому при постоянной эксплуатации вальцовочных машин необходимо периодически шлифовать поверхность оснастки.

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.

Типы вальцовочных станков

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:

• электродвигатель;
• клиномерную передачу или редуктор;
• вал с размещенным на нем основным валком;
• боковые стойки с узлами из подшипников: в быстроходных вальцах используют подшипники качения, а для мощности оборудования — скольжения;
• два приводных нижних валка;
• станина с двумя опорными стойками;
• защитный кожух для приемки полуфабриката при работе станка;
• система управления вальцами.

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:

• рама вальцов;
• боковые стойки;
• стальные валки (их диаметр и количество зависит от того, какой мощности будет устройство);
• рукоятка, приводящая нижние валки в движение;
• приводной узел (зубчатый или цепной), который обеспечивает синхронное вращение нижних валков;
• нажимной узел пружинного типа.

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.

Источник: http://tokar.guru/metally/valcovka-listovogo-metalla-osobennosti-processa.html

Технология и особенности изготовления и вальцовки обечаек

Вальцовка обечаек относится к одному из важнейших технологических процессов. Без этого этапа невозможно представить изготовление цилиндрических деталей. Особенности, сама технология и используемый инструмент заслуживают отдельного рассмотрения. Как и части валков.

Основная терминология, суть вальцовки

Сначала необходимо разобраться с основными понятиями, которые используются в такой сфере деятельности, как изготовление обечаек.

1. Вальцевание – способ обработки заготовок с металлом при помощи высокого давления. Форма детали в результате изменяется, с равномерным распределением по длине. Без данного этапа невозможно представить создание большого количества деталей.
2. Операция проводится при помощи вальцовочного инструмента. Название валков получили другие детали.
3. После завершения операции появляются готовые детали либо заготовки, потом проходящие дополнительную штамповку. И поставляются, например, в Обнинск.

Обечайки, изготовление которых не так трудно организовать – конструкционный элемент цилиндрической либо конической формы. Выполняется с использованием нескольких форм:

• барабан;
• недлинная труба;
• кольцо;
• обод.

Обечайки из листовой стали – это элементы, которые становятся незаменимыми частями у баков и резервуаров, котлов, других подобных металлоконструкций. Цветные, чёрные металлы и их сплавы становятся основными материалами в производстве. Обнинск не исключение.

При вальцовке работы проводятся с подгибом листа либо без выполнения данной операции, всё зависит от геометрических размеров детали, изначальных показателей по прочности. Когда выбирают оборудование, данные параметры играют не менее важную роль. При изготовлении обечайки могут иметь следующие размеры:

1. Толщина в пределах от 3 до 100 мм.
2. Длина – 30-3100 мм.
3. Диаметр наружной стороны – 20-280 сантиметров.

При деформации внутри деталей из металла искажения доходят до предельных значений. Также меняется и толщина.

Сама операция по вальцеванию конструкций из металла и из нержавейки состоит из двух основных стадий – гибка, непосредственно сама вальцовка. Последняя часть процесса отличается тем, что способствует перемещению гибки по всей поверхности, подвергаемой обработке.

Металл подвергается двум видам деформации – начинается с упругой, потом переходят к пластической. Чем меньше радиус загибания – тем больше надо прилагать усилий. Это связано с тем, что увеличивается слой металла в мм, который требует волочения.

В металле могут возникать внутренние напряжения после того, как вальцевание металла заканчивается. Существует три разновидности подобных явлений. Их учитывают и те, кто работает в городе Обнинске.

• Зональные напряжения появляются между отдельными зонами сечения и частями детали. Именно эта деформация больше всего способствует появлению дефектов, потому она считается наиболее опасной. После появляются коробления и трещины на поверхности валков, других деталей. Их свойства зависят от градиента температур, появляющегося между разными частями детали во время температурного воздействия. Для измерения также пользуются мм.
• Изменения структурного типа происходят у зёрен внутри либо снаружи. Появление напряжений связано с различными расширительными коэффициентами, обладающими разными характеристиками. Образование новых фаз различных объёмов тоже может привести к дополнительным предметам. Это негативно влияет на изготовление рулонных и других видов деталей. Обнинск не исключение.
• Напряжения третьей группы появляется внутри объёма нескольких ячеек, составляющих кристаллические решётки. Из-за этого может усложняться подгибка кромок.

У всех напряжений разная природа образования. Но последствия остаются одинаковыми – возникновение упругой деформации, искажение внутри кристаллической решетки. Но это не влияет на изготовление упаковки толстостенных изделий, к примеру.

Проблемы легко устраняются, для этого достаточно использовать термообработку. Ведь сам характер деформаций изменяется, если их сильно охладить либо нагреть. К примеру, при повышении температур происходит расширение поверхностных слоёв. Но сердцевина остаётся непрогретой, создаёт дополнительные препятствия. Это касается и кромок.

Это приводит к появлению напряжения сжатия. Обечайка 24 миллиметра не исключение. Но охлаждение делает так, что процессы происходят в обратном порядке. У поверхностных слоёв температура обычно меньше.

Именно поэтому они подвержены напряжениям больше, чем те слои, что находятся глубже. Но после окончательного охлаждения температура будет выровнена на всей поверхности металла. Развальцовка не нужна. А вот дополнительная настройка никогда не помешает.

Термическая обработка, например, отпуск, имеет и другие полезные свойства для изделий с углом. Потребность в этой операции могут испытывать те, кто работает с закалённой сталью.

Структурно-напряженное состояние для таких материалов стало практически нормой. Основа становится более пластичной, когда повышается температура. Чем она больше – тем дольше длится сама обработка. Что и позволяет снять большую часть напряжений. Картонные изделия во многом похожи на металлические.

Специальные прессы или машины – вот какие приспособления могут справиться с подобными видами обработки. Гибку обечаек нельзя осуществить только ручным методом. То же самое касается и гибки. Технология вальцовок должна соблюдаться максимально строго, иначе нужного результата не добиться, работая с установкой, занимаясь прокаткой.

Трёхвалковые вальцы – разновидность оборудования, которая часто используется для решения подобных задач. Встречается несколько разновидностей приспособлений:

1. Ручные.
2. Механические – в Санкт-Петербурге и других городах они получили широкое распространение.
3. С электрическим приводом – такие широко используются в городе Обнинске.

Чаще всего в СПб и других городах используется вариант, когда валки располагаются в виде треугольника. Два находятся снизу, а один – сверху. Диаметры валков бывают разными, всё определяют характеристики требуемой детали. Длина вальцевания находится в пределах 340-3000 мм.

Электрическое оборудование – гораздо более лёгкий вариант для использования. Это можно понять, ознакомившись с нормативной документацией. Но и его стоимость доступна далеко не каждому. Если не планируется открывать крупномасштабное производство, то можно обойтись и более простыми вариантами установок. Такие имеют простой угол.

: изготовление обечайки из нержавейки толщиной 3 мм.

Почему обечайки так необходимы?

Эти детали становятся главными при построении корпусов. Среди узлов агрегата этот отличается материалоемкостью, наибольшей ответственностью. То есть, он принимает на себя максимум нагрузок. При прокладке технологических трубопроводов без данной конструкции вообще не обойтись, как и без валков.

Из обечаек изготавливают колонное оборудование, трубопроводы нестандартной формы. Каждое изделие сопровождается документом.

Особо сложными для изготовления считаются обечайки с критическим соотношением между диаметром внутреннего и толщиной вальцуемого материала.

Источник: http://metmastanki.ru/valtsovka-i-izgotovlenie-obechaek-osobennosti-tehnologiya