Вальцовый станок своими руками

Вальцовый станок своими рукамиВальцы – станочное оборудование, предназначенное для получения деталей, обладающих формой тела вращения из листового материала. При использовании дополнительных приспособлений на них можно производить гибку профильного сортамента.

Кроме прямых цилиндрических изделий, на вальцах можно изготавливать детали в виде усеченного конуса. Кинематическая схема проста, но в управлении требуется опыт.

Принципы работы

Для получения круглого профиля трубы из листового металла края заготовки предварительно подгибаются. Затем, увеличивая размер подгиба, заготовка принимает форму овала. На финишном этапе заготовка в течение некоторого времени обкатывается до получения требуемого профиля.

Обкатка производится на валках. Минимально возможный диаметр получаемой детали зависит от диаметра валка, вокруг которого происходит формообразование. Чем меньше диаметр, тем меньше внутренний диаметр трубы.

На машиностроительном производстве широкое распространение нашли вальцы с тремя валками. А в тяжелом машиностроении с четырьмя.

Трехвалковые вальцы работают по следующему принципу.

Листовая заготовка помещается между верхним и двумя нижними валками. Все вальцы оборудованы механизмом подачи, обеспечивающим подгиб листа. Предварительно создав усилие перемещением валка, лист металла начинают прокатывать по очереди в обе стороны. При этом начинается формирование профиля. Вал постепенно перемещается, пока заготовка не достигнет требуемого профиля.

В зависимости от модели вальцов перемещаться может верхний вал или оба нижних одновременно.

Виды, классификация и использование

Благодаря разнообразным конструкциям и типам вальцов получают большой ассортимент продукции в различных отраслях нашей экономики. Их можно классифицировать по следующим признакам:

  1. Вальцовый станок своими рукамиПо количеству исполнительных органов:
    • двухвалковые;
    • трехвалковые;
    • четырехвалковые.
    • По типу привода:
      • ручной;
      • механический;
      • электрический;
      • гидравлический.
      • По способу сгибания:
        • сегментные;
        • дроновые;
        • пружинные;
        • арбалетные.
        • По типу управления:
          • рунное;
          • ЧПУ.

          Вальцовый станок своими рукамиМаленькими вальцами с двумя валами в основном пользуются мастера в ювелирных мастерских. На них прокатывают плоские или профильные заготовки, производится вальцовка.

          Также двухвалковые вальцы можно встретить на предприятиях общепита. Их используют для прокатывания теста. Полотно получается одной толщины и любой длины.

          Обычно такие агрегаты имеют ручной привод, так как не требуется больших нагрузок. Для одновременного вращения всех валков используется цепная или зубчатая передача. Они компактны, имеют небольшой вес и закрепляются на столе струбциной или несколькими болтами.

          Электропривод и небольшой вес на рамной конструкции позволяет устанавливать такие станки непосредственно на месте монтажа или в домашней мастерской. Более громоздкие и мощные станки предназначаются для предприятий.

          Вальцы с гидроприводом относятся к тяжелому оборудованию. Обычно их высота превосходит человеческий рост в несколько раз. А мощность привода позволяет катать стальные листы толщиной более 100 мм . Получаемые детали в диаметре достигают 6 м .

          Чтобы сделать конус на вальцегибочной машине, необходимо боковым валам придать дополнительную степень свободы. Выражается это тем, что одна сторона вала подвижна и в зависимости от угла конуса может подниматься на необходимую высоту. Заготовка при такой обкатке стремится съехать. Для предупреждения со стороны смещения заготовки устанавливается упорный ролик.

          К данной категории оборудования можно отнести и прокатный станок для листового металла. Его основное назначение – получение листового металла различной толщины из горячей толстой заготовки путем прокатывания. Станками такого типа оснащаются сталелитейные предприятия.

          Из-за того, что заготовки подаются разогретыми до высоких температур, валы стана изготавливаются из жаропрочной термически обработанной стали.

          Станок для гибки листового металла своими руками

          Вальцовый станок своими рукамиДля домашней мастерской мастера сами изготавливают вальцовочное оборудование. На нем изготавливаются изделия из жести, черной и нержавеющей стали толщиной не более 1,5 мм , а также из алюминия и сплавов на его основе.

          Чтобы изготовить и собрать вальцы ручные своими руками, чертежи необходимо скачать с любого форума, посвященного данной теме. Их необходимо скорректировать, чтобы собрать самодельный вальцовый станок, необходимый вам.

          Только придется заказывать изготовление зубчатых колес и валов. Их шейки, как правило, многоступенчатые и шлифуются под посадку подшипников.

          Раму для увеличения жесткости лучше изготовить из швеллера, чем из профильной трубы. Резка элементов производится согласно разработанным чертежам. Подшипниковые узлы должны располагаться на одной осевой линии, если станок двухвалковый. А если трехвалковый, то валы располагаются в форме равностороннего треугольника.

          Сборка производится в следующей последовательности:

          • Вальцовый станок своими рукамиСварка несущей рамы.
          • Монтаж боковых стоек.
          • Установка валов.
          • Монтаж элементов передачи вращения.
          • Проверка работоспособности.

          При установке дополнительных приспособлений (профильных катков) вальцы превращаются в фальцевальный станок. Высота фальца задается катком. А ответная часть, П-образная, изготавливается на другом комплекте катков.

          Терминами «вальцовочный станок», «валковая машина» или же «вальцы» обозначается механизм, с помощью которого специалисты совершают нужную им деформацию необходимых заготовок из листового металла для выполнения разнообразных ремонтных работ или для строительства.

          Главной особенностью данного устройства является ее высокая универсальность и эффективность в работе. Эти качества дают возможность использовать этот станок в различных видах производства.

          Читать также:  Культиваторы для окучивания картошки

          Основные виды вальцов и их назначение

          Вальцовочные станки в современном мире очень часто встречаются на многих предприятиях по производству металлоизделий. Такое устройство без проблем можно смастерить в домашних условиях своими руками. Используя данный механизм, специалисту под силу изготовить из металлического листа детали различных форм – цилиндрической, овальной или конической.

          Вальцовочные устройства, которые сейчас выпускают в промышленных масштабах, способны обрабатывать листы из различных видов стали, а также меди, алюминия, латуни, чугуна.

          Существует три категории вальцовочных устройств:

          1. Ручной станок для вальцовки листового металла. Устройство данного типа изготовляется в двух вариантах: напольный (когда развальцовочный станок устанавливается на стойке), и настольный (когда агрегат монтируется на верстаке). Для работы на данном типе вальцовочного ручного станка придется приложить немало физических усилий, хотя несомненным плюсом является легкость в эксплуатации и очень простая конструкция, позволяющая сберечь надежность устройства на длительный период времени.
          2. Станок вальцовочный электромеханический. Устройство данного типа имеет в своих составляющих редуктор. Он позволяет заметно повысить эффективность такого агрегата. Электромеханический станок используется в промышленном производстве для обрабатывания металлических листов и для того, чтобы немного изменить конфигурацию трубного проката.
          3. Вальцевой станок с гидравлическим приводом. Данный тип машины относится к наиболее мощным и очень часто эксплуатируется на предприятиях различных направлений. По сравнению с ручным и электромеханическим станками он имеет в своей конструкции в разы больше рабочих механизмов. Эти приспособления и делают устройство более мощным. На данном типе оборудования без проблем гнутся даже самые толстые металлические листы (до 8мм).

          Преимущества ручных вальцов:

          • компактность устройства;
          • невысокая масса;
          • хорошая мобильность;
          • электроэкономичность;
          • сравнительно небольшая стоимость.

          Конструкция механизма и принцип действия

          Основной деталью как заводских, так и собственноручно изготовленных вальцовых станков считается тяжелая станина, выполняющая роль основания. Обычно ее изготавливают из чугуна или листа стали большой толщины. На эту мощную станину и прикрепляется орган станка, включающий в себя от двух до девяти валков.

          Вальцовый станок своими руками

          Эти вальцы также в некоторых устройствах оснащены специальной канавкой, позволяющей гнуть не только металлические листы, но и использовать для вальцовки труб и прутов.

          1. Металлические полированные.
          2. Обрезиненные.

          Технологические возможности работы вальцового станка определяются его конструктивными особенностями, в частности:

          • ширина металлолиста;
          • поперечники вальцов, от которых напрямую зависит радиус изготовляемой детали;
          • толщина самого металла;
          • расстояние между валами (вымеряется максимальное);
          • изготовление элементов конусовидной формы.

          Кроме вышеперечисленных, есть еще множество факторов, от которых зависит производительность машин для вальцевания и удобство в их использовании.

          Трубы на валковой машине изготовляются достаточно просто:

          1. Первым делом подготовленный металлический лист зажимается специальной рукояткой между валами (средним и крайним);
          2. После этого с помощью третьего валка к нему прижимается заготовка;
          3. Затем специалист запускает электрический двигатель, или же собственноручно вращает валки.

          Весь процесс работы состоит в том, что металлический лист, проходя с обозначенной скоростью через валы, сгибается под необходимыми валами.

          Разновидности машин для вальцевания

          Крупногабаритные вальцовые станки часто используют в промышленном производстве. Небольшие мастерские вполне довольствуются устройствами для ручной работы.

          Станки вальцовые разделяют:

          • Механические. Являются очень простыми в использовании, а также отличаются невысокой стоимостью. Данный механизм имеет в составе три вальца, которые необходимо вращать вручную. Шестеренки передают движение от рукоятки на исполнительный механизм. Механический вальцовый станок не может изгибать детали формы конуса. Наиболее часто их используют в небольших цехах и приватных мастерских, чтобы изготовлять детали из очень тонких металлических листов.
          • Электромеханические. Данный тип вальцовочной машины является производительней из-за дополнительного наличия электропривода, который приводит во вращение исполнительный механизм. Наличие данного элемента позволяет обрабатывать металлический лист с большей толщиной и существенно сократить время выполнения работы. Для валкового устройства с электромотором обязательно наличие тормоза.

          Основные принципы работы вальцов

          Данный элемент конструкции вальцовочного станка – очень важное и значимое приспособление в производстве металлургической продукции. Они служат для сгибания металлических листов, труб и других деталей любой формы.

          Цилиндр, который находится в постоянном вращении, является главным рабочим механизмом приспособления. Именно через данный механизм проходят и сгибаются нагретые металлические листы. Работая с железом, станок нуждается в постоянном нагревании.

          Главные функции вальцовочных устройств:

          1. Сгибание труб на 160 градусов.
          2. Обработка металлических труб.
          3. Возможность деформирования труб вне зависимости от их размера и диаметра.

          Применение валькового оборудования в производстве

          Станок вальцовочный незаменим при производстве таких вещей:

          • дымоходные трубы;
          • воздуховодные трубы;
          • трубы различных видов и размеров;
          • системы вентиляции;
          • водосточные трубы.

          Несложный вариант самостоятельного изготовления вальцов

          Анализируя простоту конструкции и работы валковой машины, многие ошибочно полагают, что собрать данное устройство собственноручно не представляется чем-то сложным. Это не совсем так. Все это потому что большую часть необходимых составляющих частей необходимо будет вытачивать самостоятельно. Если мастер имеет начальные навыки в токарном деле, можно смело пробовать собрать станок вальцовочный на ручной тяге в домашних условиях.

          Для этой цели понадобиться:

          1. Штыри из металла разного диаметра.
          2. Швеллер.
          3. Подшипники.
          4. Болгарка.
          5. Сварочный агрегат.
          6. Валы.
          7. Токарное устройство.
          Читать также:  Алюминиевый профиль для станков чпу

          Далее последует непосредственно сам процесс сборки валковой машины:

          • Швеллер нужен для того, чтобы сварить из него станину – платформу для будущего вальцовочного станка.
          • Рама для валкового устройства изготавливается в форме буквы «П» и тоже из швеллера. Далее к ней привариваются арматурные ограничители, отвечающие за стойку прижимного вала.
          • После этого необходимо изготовить три вала, смонтировать их на подшипники и закрепить на уголки, вставлены в основание.
          • Расположение вала будет изменяться с помощью штыря с резьбой, закрепленным снизу шайбой.
          • Вал, что сверху должен свободно оборачиваться на подшипниках.

          От длины станковых валов будут зависеть параметры детали, которую необходимо обработать. Размеры расстояния между валами, что снизу регулируется вручную.

          Рекомендации при сборке вальцов для станка собственноручно:

          1. Нельзя допускать, чтобы появлялись трещины и царапины на металлическом профиле;
          2. Не следует растягивать и сжимать платформу в точке, где идет наибольшее напряжение на конструктивную составляющую;
          3. Не деформировать элементы перед началом работы.

          На данном ручном вальцовочном устройстве, кроме металлических листов, дополнительно можно гнуть еще и трубы.

          Видео: станок вальцовочный ручной настольный.

          Известные марки вальцовочных устройств

          На современном рынке каждый мастер может найти подходящий для себя станок за нормальную стоимость. Не представляется сложным отыскать как бюджетную ручную валковую машину для изгибания металлических листов и труб, так и полноценное устройство цеха или большой мастерской.

          Популярные торговые марки, выпускающие вальцовые станки для ручной работы:

          • Stalex – данная торговая марка специализируется на производстве очень надежных и эффективных в работе устройств. Их основное назначение – развальцевание металлических листов, разных за шириной и высотой.
          • Metalmaster – эта производственная компания занимается изготовлением и продажей надежного и очень функционального вальцовочного оборудования. Также его просто и удобно использовать при работе с металлопродукцией. Большинство моделей данной торговой марки оснащены специальными канавками на валках. Поэтому на данной валковой машине можно без проблем гнуть пруты и трубы.
          • Энкор-Корвет – данная отечественная марка, страной-производителем которой является Китай, выпускает сравнительно дешевый, но надежный станок для развальцовки трубок и сгибания металлических листов, толщиной до 1,5мм.
          • Вальцовочные машины с электромеханическим приводом:
          • ВЭМ – данная валковая машина редко требует дорогостоящего ремонта ввиду своей надежности. Устройство дополнительно оснащено конструктивными деталями, что дает возможность существенно расширять специфику работы этой марки.

          Как показывает количество марок, выпускающих разного рода вальцовочные станки, выбор товаров в наше время огромный. Не прилагая много усилий можно приобрести как дорогостоящее оборудование для производственных предприятий, так и небольшие станки для ручной работы.

          Ротационная гибка листового и широкополосного металла востребована в производственной деятельности и мелких компаний, и ремонтных мастерских. Вальцы своими руками смогут изготовить даже домашние умельцы, сэкономив при этом на приобретении аналогичного промышленного оборудования.

          Преимущества ротационной гибки на вальцах

          В процессе деформировании металла на машинах ротационного действия (какими и являются вальцы) основное деформирующее усилие прикладывается не одновременно ко всей поверхности заготовки, а постепенно, по мере того, как в очаг деформации вовлекаются все новые объемы металла. В результате усилие значительно уменьшается, а некоторое снижение производительности гибки в большинстве случаев некритично. Кроме того, сам принцип работы листогибочных вальцев настолько прост, что для самостоятельного изготовления вальцовочного станка не потребуется существенных затрат труда и исходных материалов.

          Последовательность операций листовой вальцовки заключается в следующем:Вальцовый станок своими руками

          1. Исходную заготовку (лист или широкая полоса) заправляют в начальный зазор между рабочими валками.
          2. Опускают подвижный валок до надежного прижима заготовки к нижним валкам.
          3. Проворачивая подвижный валок, изгибают заготовку. Количество оборотов инструмента может быть разным — все зависит от ровности поверхности заготовки.
          4. Когда нужное качество гибки достигнуто, деталь извлекают из валков.

          Таким способом можно получать продукцию типа цилиндров и конических деталей, производить правку полос и т.д. Усилие ротационной вальцовки невелико, поскольку трение в ходе штамповки минимально, и необходимо лишь для фиксирования заготовки в валках. Более существенен крутящий момент, но и его значения относительно малы. Они определяются только величиной плеча приложения усилия. Более заметно на усилие процесса влияют физико–механические характеристики материала, и его толщина (для толстолистовых заготовок резко возрастает момент сопротивления сечения). Поэтому ротационная вальцовка выгодна для малоуглеродистой стали толщиной не более 4 мм, жести, алюминия и других высокопластичных металлов и сплавов.

          Ввиду малости усилий и моментов, вальцы своими руками в большинстве случаев обходятся без электродвигателя. Более того, электромеханический привод приводит к увеличению металлоемкости станка и усложнению его конструкции. Так, потребуется понижающий редуктор, промежуточный вал, и, возможно, тормоз.

          Выбор и обоснование конструктивной схемы станка

          Вальцовый станок своими руками

          Листогибочные вальцы различаются по следующим параметрам:

          1. По количеству рабочих валков: могут быть трех– или четырехвалковыми (установки с большим числом валков встречаются редко).
          2. По схеме расположения валков. Имеются механизмы, оси валков которых расположены симметрично и асимметрично поперечной оси.
          3. По способу фиксации валков в станине — на подшипниках качения или скольжения.
          4. По типу привода — от вальцев ручных, до приводимых в действие двигателями переменного и (реже) постоянного тока.

          Вопрос — как сделать вальцы, которые будут предназначены для листового металла — следует начать с разработки технического задания. При этом следует учесть, что ручной привод эффективен при гибке изделий с толщиной не выше 0,8…1.2 мм, и при ширине не более 500…800 мм, иначе приводную рукоятку придется делать очень длинной. Это не только неудобно, но и приведет к увеличению размеров производственной площади, где предполагается установить агрегат.

          Читать также:  Что такое класс точности измерительного прибора

          По той же причине трехвалковую схему стоит предпочесть четырехвалковой — сложность изготовления возрастет, а видимых выгод пользователь не получит. Тем более нет смысла делать вальцы с еще большим количеством валков (например, семивалковые исполнения нужны при необходимости выполнения радиусной гибки листовых изделий на диаметры от 1500…1600 мм).

          Более сложным является вопрос симметричности расположения валков в трехвалковых вальцах. Симметричная схема (при которой валки располагаются равносторонним треугольником: нажимной — сверху, а рабочие — снизу) конструктивно проще и технологичнее в изготовлении. Однако, после обработки на таком оборудовании передний и задний края заготовки на некотором расстоянии (примерно половины от межосевого) останутся прямыми и потребуют повторного цикла деформирования. Если на вальцах предполагается производство толстолистовых изделий преимущественно типа цилиндров с изогнутыми краями, то придется изготавливать асимметричную машину.

          Таким образом, оптимальной для изготовления в домашних условиях можно считать установку с тремя симметрично расположенными рабочими валками.

          Состав узлов и особенности их изготовления

          Вальцовочные станки с ручным приводом состоят из следующих узлов:Вальцовый станок своими руками

          1. Сварной станины рамного типа, которая, в свою очередь, состоит из двух опорных стоек, связанных для повышения жесткости крест–накрест профильными трубами или квадратными стальными стержнями. Для повышения устойчивости конструкции к нижним торцам опорных стоек можно приварить подпятники.
          2. Узла регулировки расстояния между подвижным и неподвижным валками.
          3. Рукоятки вращения верхнего валка (для увеличения скорости вращения валков можно предусмотреть повышающую передачу, для чего следует снабдить вал рукоятки зубчатым колесом, а на одном из валков установить соответствующую шестерню).
          4. Рычажных устройств для осевого перемещения верхнего валка (при установке исходной заготовки в зазор между валками).
          5. Собственно валков, два из которых — нижние, устанавливаются в подшипники опорных стоек, а верхний, нажимной — в оси поворотного рычага.
          6. Фиксатора положения нажимного валка, который учитывает толщину обрабатываемого металла.
          7. Опорной трубы, на которую укладывается исходная заготовка (вместо трубы можно смонтировать небольшой приемный столик из холоднокатаной стали толщиной 6 мм).

          Многие детали для конструкции можно позаимствовать от списанных рольгангов, предназначенных для подачи листа, например, к листовым ножницам.

          Порядок изготовления и сборки в условиях домашней мастерской вальцев ручных с тремя валками заключается в следующем.

          Определяются с размерами установки. Например, с уменьшением расстояния между опорными стойками (по сравнению с теми, что указаны на рисунке), можно пропорционально увеличить диаметр валков, при этом предельно допустимое значение их прогиба при деформировании не увеличится. Уменьшать поперечное сечение опорных стоек при этом не следует.

          Вальцовый станок своими руками

          Материалом стоек можно принять профильную квадратную трубу из стали типа Ст.3, которая хорошо поддается сварке. Вначале привариваются распорки жесткости, а затем к ним — трубчатые или сплошные профили. Сварку необходимо проводить в кондукторах, чтобы исключить коробление конструкции и обеспечить строгую параллельность полученной рамы. Небольшие погрешности для уже сделанных стоек легко исправить подваркой опорных подпятников, имеющих разную высоту.

          Далее изготавливают рабочие валки. Для этого используют толстостенные трубы, причем они должны быть либо холоднокатаными, либо изготовленными из нержавеющей стали: таким образом можно обеспечить нужную шероховатость рабочей поверхности. Горячекатаный прокат использовать не рекомендуется из–за высокой трудоемкости очистки с последующей шлифовкой поверхности будущих валков.

          Подбирают под свои потребности нужный типоразмер подшипникового узла. Для подшипников скольжения лучше принимать стандартные узлы, изготовленные по ГОСТ 27672. Ввиду малых окружных скоростей и усилий деформирования, надобности в применении подшипников качения нет.

          Следующий этап изготовления вальцев — монтаж валков. Его надо выполнять, используя лазерный уровень, чтобы исключить перекос инструмента, и с учетом зазора между нижними валками. Отверстия под крепеж корпусов подшипников к стойкам стоит выполнять овальными, для последующей регулировки.

          Убедившись в легкости вращения нижних валков, приступают к установке механизма перемещения верхнего валка. Валковые рычаги проектируют так, чтобы в конечном положении ось нажимного валка располагалась точно между осями нижних валков, а ход рычага соответствовал возможности извлечения готового изделия из зоны гиба. Второе плечо рычага выполняют с несколькими отверстиями, в которые при регулировке технологического зазора будут вставляться фиксирующие штифты. Процесс подгонки размеров производят с одной установки, учитывая то, что левый и правый рычаги отличаются зеркально друг от друга.

          Последний этап перед опробованием станка — монтаж опорного стола или трубы. Для удобства на ней стоит предусмотреть подвижные ограничители ширины заготовки.

          Самодельные вальцы можно устанавливать и вне помещений, тогда придется дополнительно изготовить защитный кожух. Часто его делают откидным, используя при работе вальцев в качестве задней опоры деформируемому металлическому листу.

          Оставить комментарий

          Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *