2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конусное вальцевание мелких деталей из стального листа

Содержание

Конусное вальцевание мелких деталей из стального листа

Москва,
Рязанский проспект, 8а

Вальцовка металла — это один из самых востребованных способов обработки. Результатом работы является деформирование заготовки по линейному либо радиальному направлению. Таким образом можно получать изделия сложной геометрической формы. Управляющая компания «Металлоцентр» выполняет эту задачу на специализированном оборудовании, а потому гарантирует качество результата и соблюдение сроков.

Вальцевание листового металла

Заготовки такого типа легко поддаются обработке. В результате вальцовки листам можно придать любую форму: цилиндра, конуса, трубы, желоба. В процессе работы заготовка пропускается между специальными валами, равномерно деформируется и принимает форму цилиндра. В таком виде она подходит для дальнейшей обработки на станке.

Для работы мы применяем специальные гибочные вальцы с различным типом привода. Наши технологии позволяют нам изготавливать даже нестандартные изделия больших диаметров.

Вальцевание других типов изделий

Еще одним востребованным типом заготовок для обработки являются трубы. Гибка необходима для того, чтобы обеспечить герметичность соединения трубы с фрагментами сложных конструкций. Метод используется, если соединение на резьбе или с помощью сварки невозможно. Диаметр увеличивается плавно, по всей глубине или на зауженных частях. Наше оборудование позволяет нам обрабатывать не только профильные трубы, но и швеллеры, двутавровые балки, уголки.

Какие материалы подходят для вальцевания

Мы работаем со стальными сплавами, например, с нержавеющей сталью, цветными металлами, различными видами черных металлов, оцинкованного листа, профильного и трубного проката.

Как проходит работа?

Заключению договора предшествует обращение к нашим менеджерам и создание заявки. Для работы по проекту необходимы чертежи. Вы можете предоставить их самостоятельно или доверить это нашим мастерам. Во втором случае вам необходимо предоставить на выбор:

  • эскиз;
  • фотографию изделия;
  • техническое задание.

Учтите, что создание чертежей не входит в основную услугу.

Следующий этап — это заключение договора, в котором будет зафиксирована конечная стоимость работ и срок их сдачи. Если заказ срочный, вы также можете указать это, и мы максимально сократим сроки работы.

После этого начинается работа наших специалистов. Мы изготавливаем изделие, соответствующее предоставленным параметрам. Мы используем высокотехнологичное оборудование и контролируем производство на каждом этапе.

Когда вальцовка металла завершена, мы доставляем готовый продукт, и вы осуществляете его прием.

Заказывайте наши услуги с помощью заявки на сайте или позвоните нашим специалистам по телефонам в Москве +7(495)730-222-4, +7(985)540-01-00.

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.

  1. Вальцовка листового металла
  2. Вальцовка труб
  3. Преимущества
  4. Вальцовка конусов
  5. Цены на вальцовку в Краснодаре

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.

Данный метод используется для изготовления изделий цилиндрической формы. Наше предприятие осуществляет вальцевание листов нержавеющей стали, оцинкованной стали, алюминия и пр. Обработка таким способом листового проката используется для последующего изготовления промежуточных форм со сборкой в готовые конструкции, такие как цистерны, котлы, емкости, трубы нестандартного диаметра.

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.

Читать еще:  Марка стали 12х18н10т аналог

Конструкция четырехвалкового станка помогает производить изделия, более точно соблюдая радиус изгиба, прокат зажимается между вальцами и сверху, и снизу. Обечайки обрабатывают боковыми валками, подгиб кромок осуществляется одновременно. В числе прочих усовершенствований четырехвалкового станка — присутствие добавочного прижимного приспособления, помогающее уменьшить величину плоского края, способность изгибать листовой металл за один проход и возможность горизонтальной подачи прокатного металла.

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 единицу
Цена 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.

Что такое вальцовка металла

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

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

Область применения листовой вальцовки

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

  1. Снижение эксплуатационных расходов на оборудование и оснастку.
  2. Повышение долговечности инструмента и станков.
  3. Сокращение времени на переналадку.
  4. Возможность эффективного использования в условиях мелкосерийного и единичного производства.
  5. Упрощение регламентных и ремонтных работ.
  6. Управление производительностью оборудования.
  7. 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.

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

  1. В продольном направлении подачи заготовки.
  2. В поперечном направлении подачи заготовки.
  3. 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:

  1. Подачу листа в захватную зону рабочего инструмента.
  2. Выставление значений рабочего зазора между валками.
  3. Прокатку плоской заготовки между инструментом в заданном направлении деформирования.
  4. 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).

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:

  1. Длина вальцуемого проката, мм — до 12000.
  2. Толщина, мм — до 60.
  3. Частота вращения рабочих валков (для приводного оборудования), мин -1 — до 40.
  4. Практически достигаемая скорость непрерывной вальцовки, м/мин — до 8…10.
  5. 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

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:

  1. Электродвигатель (для особо мощных типоразмеров применяются приводы на основе двигателей постоянного тока).
  2. Редуктор или клиноременную передачу (применительно к вальцам с регулируемой скоростью вращения в схему дополнительно встраивается вариатор).
  3. Вал, на котором размещается основной (нажимной) валок.
  4. Боковые стойки с подшипниковыми узлами. Для мощного оборудования используются подшипники скольжения, а в быстроходных вальцах — качения.
  5. 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.
  6. Станину, на которой устанавливаются две опорные стойки.
  7. Защитный кожух, который при работе станка выполняет также функцию приемки полуфабриката, выходящего из технологического зазора между валками.
  8. Систему управления вальцами.

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.

Читать еще:  Сварочные аппараты для нержавеющей стали

Основные технические характеристики некоторых типоразмеров данного оборудования сведены в таблицу:

Гибка металла на вальцах

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 ознакомиться здесь .

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 размер H . 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

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 R и 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

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

в ячейке D12: =D9-D11 =3,5

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) H в мм c учетом пружинения

в ячейке D13: =D9+D12 =48,9

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 . А так как часто профили особенно из алюминиевых сплавов имеют весьма замысловатое поперечное сечение, то расчет момента сопротивления Wx выливается в отдельную непростую задачу. 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.

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

Не забывайте подтвердить подписку кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (может прийти в папку «Спам»).

С интересом прочту Ваши замечания и отвечу на Ваши вопросы, уважаемые читатели. Поделитесь результатами практических испытаний методики со мной и коллегами в комментариях к статье!

Прошу уважающих труд автора скачивать файл с расчетом после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла: raschet-mestopolozheniia-rolika (xls 32,0KB).

Все о вальцовке

Благодаря точности и удобству обработки, вальцевание металла и цилиндрических обечаек используется уже на протяжении нескольких сотен лет и всегда остается актуальным. Современные приспособления для вальцовки конусов и композита применяются как в промышленных масштабах, так и в домашнем хозяйстве. В зависимости от вида станка, обработку можно производить самостоятельно, если изучить все о вальцовке и разновидностях оборудования.

Что это такое?

Вальцовка, вальцевание – это технологическая операция или процесс деформации различного листового металла. Например, жести, меди, стали, а также ряда полимерных композитных материалов. В ходе вальцевания, путем пропускания через специальные вращающиеся ролики листовой материал равномерно сгибается и приобретает определенную форму. На выходе получаются цилиндрические, конусообразные и другие фигурные изделия, в зависимости от типа и настроек оборудования.

При вальцевании в большинстве случаев используют холодную штамповку, параллельный нагрев заготовки осуществляется, как правило, только при больших объемах или обработке толстых листов материала.

Читать еще:  Лист оцинкованный марка стали

Реже термин «вальцевание» применяется в отношении технологической обработки металлических труб, когда производится деформация крайнего участка среза изделия для увеличения или уменьшения диаметра. После обработки одинаковые изначально по диаметру трубы соединяются между собой – плотно вставляются одна в другую. Например, при деформировании трубы по радиусу для ее прочного и герметичного закрепления в посадочном месте трубной решетки теплообменного аппарата. Расчет такой обработки производится по формуле: D’ = D о + Δ + K×S, в которой:

  • D’ – показатели внутреннего диаметра заготовки после обработки;
  • D о – внутренний диаметр крайнего среза до вальцевания;
  • Δ – диаметральный промежуток между трубой и трубной решеткой;
  • S – толщина стенок заготовки;
  • K – коэффициент вида теплообменного аппарата, показатель колеблется от 0,1 до 0,2.

Сложность данного вида вальцовки определяется двумя главными техническими характеристиками.

  1. Диапазон – разница между изначальным внутренним диаметром заготовки и размерами, до которых она может быть радиально увеличена, то есть деформирована.
  2. Глубина – длина отдельного участка заготовки, на которую допустимо производить деформацию.

Для полноценного же вальцевания листового материала согласно требованиям ГОСТ необходимо специальное оборудование – вальцовочные станки. От мощности и технических возможностей оснащения будет зависеть тип обработки, вид готовой продукции, скорость вальцовки, а также точность и другие конструкционные показатели изделий.

Вальцовка имеет важное преимущество перед другими аналогичными способами – процесс холодной деформации не влияет на свойства металла, материал сохраняет свои изначальные характеристики, не нарушается целостность его структурных соединений. Это особенно важно при обработке различных разнородных металлических сплавов.

Где применяется?

Данный вид деформации металла используют для обработки и производства различных изделий. Например, при подготовке готовой продукции к штамповке или как первичную переработку. Вальцеванию подлежит не только листовой металл или сплавы, но также трубы, прутки, профили, полимерные материалы из резиновых смесей, пластика или пластмасс. После вальцовки или холодной штамповки структура материала становится более плотной, существенно улучшаются его технические характеристики. В зависимости от типа и настроек станка, в ходе обработки получают изделия в форме:

С помощью вальцовочного оснащения сегодня производят широкий ряд изделий для различных областей и сфер деятельности:

  • цилиндрические обечайки;
  • композитные панели;
  • широкие ленточные пилы;
  • швеллера для кондиционеров;
  • профилированные металлические уголки;
  • декоративные строительные элементы.

Вальцевание необходимо не только для изготовления новой продукции, но и для различных предварительных, дополнительных и последующих видов обработки металла и композитов – уплотнения, сдавливания или сплющивания заготовок. На вальцовочном оборудовании поверхность заготовок приобретает равномерный лоск, убираются неровности, шероховатости, материал становится одинаковой толщины по всей плоскости. Учитывая, что заготовки могут иметь различные формы и конфигурации, для создания необходимой конструкции подача листа производится по одному из трех направлений.

  1. Поперечная – при вальцевании длинных элементов незамкнутого трубного проката.
  2. Продольная – для обработки коротких элементов и заготовок незамкнутых труб.
  3. Винтовая – для производства изделий, не предполагающих последующую сварку стыка.

Благодаря развитию современных технологий, методику вальцевания используют как на предприятиях, так и в домашних условиях с помощью миниатюрных компактных ручных станков и специального инструмента. Оснащение при этом можно изготовить самостоятельно своими руками. В производственных же цехах для вальцовки материалов задействуют профессиональное крупногабаритное оборудование с электрическим или гидравлическим приводом.

Такие универсальные станки позволяют качественно обрабатывать листовые материалы больших размеров – до 12 метров длиной и до 10 миллиметров толщиной.

Обзор типов

Вальцевание применяется для обработки многих видов материалов, различных по своей форме и структуре. Поэтому и профильное оборудование может существенно отличаться типом конструкции, предназначением и техническими возможностями. Современные вальцовочные станки, как для профессионального промышленного, так и для домашнего использования классифицируются на четыре основных вида, в зависимости от устройства силового привода.

Ручные установки

Ручные станки в основном используются лишь в домашнем хозяйстве для бытовых целей, при единичном производстве или обработки материалов. Такие агрегаты просты в эксплуатации, для работы с ними не требуется специальных знаний, а главное – они автономны и не нуждаются в дополнительном питании. Благодаря компактным габаритам, высокой надежности и долговечности оборудование очень популярно среди домашних мастеров и в небольших цехах на предприятиях.

Существенный полюс ручных вальцовочных станков – низкая стоимость при высоком качестве обработки. Собрать установку можно своими руками и свети затраты к минимуму. Главный минус ручного оснащения – оно не позволяет обрабатывать материалы толщиной более 2 мм. Важным недостатком является и необходимость прилагать существенную физическую силу – положение подвижного рабочего вала регулируется вручную, процесс вальцевания, то есть подача материала, также осуществляется в ручном режиме.

Электрическое оборудование

В электрических аппаратах подача материала происходит за счет силового электромотора, от его мощности будут зависеть и возможности оборудования – скорость работы, типы обрабатываемых материалов, габариты самого вальцовочного оснащения. Электрические вальцовочные станки упрощают работу, но из-за необходимости подключения к сети снижается их мобильность. Как правило, такое оборудование устанавливается стационарно в просторных цехах, больших производственных помещениях предприятий. Электрические станки позволяют обрабатывать листовой материал толщиной 4-6 мм.

Из недостатков отмечают и значительные затраты на электроэнергию – чтобы сократить расходы производства, можно воспользоваться маломощным оборудованием до 20 кВт. Станок небольшой мощности справится с задачей не так быстро, но позволит сэкономить на электроэнергии и снизить себестоимость изделий. Электрические вальцовочные станки высокой мощности обычно используются лишь на крупных промышленных предприятиях, ориентированных на массовое производство или обработку крупногабаритных заготовок.

Гидравлические станки

Вальцовочное оборудование с гидравлическим приводом является самым мощным в своем роде – на таких станках обрабатываются материалы толщиной до 10 мм. Гидравлические станки относятся к тяжелому классу, они в несколько раз превосходят по мощности и возможностям ручные и электромеханические установки. Используются аппараты с гидравлическим приводом в основном на крупных производственных предприятиях – энергетических, машиностроительных или судостроительных комбинатах.

Практически все современные гидравлические станки оснащаются компьютерным программным управлением – ЧПУ. По сравнению с другими видами, агрегаты имеют и более сложную конструкцию, в которой задействовано большое количество рабочих элементов.

Кроме того, оснащение с гидроприводом обладает и крупными габаритами, станки устанавливаются только стационарно в просторных помещениях. Но зато они позволяют быстро и качественно вальцевать большие объемы продукции, сохраняя при этом высокую точность обработки.

Инструменты и приспособления

Главный рабочий узел любого вальцовочного оборудования – литая станина из прочных металлических сплавов или чугуна. На станину, размеры которой зависят от типа оснащения, монтируется специальное деформирующее устройство, состоящее из нескольких продольных валков. Два рабочих валка фиксируются намертво (являются неподвижными), а третий или четвертый элемент обеспечивают вращение заготовки в процессе работы. В некоторых станках подвижные валки могут также перемещать и по вертикали, позволяя производить более широкий ряд изделий, обрабатывать большее количество типов материалов.

Верхний валок монтируется на станине таким образом, чтобы при необходимости его можно было быстро снять или перенастроить для производства изделий с разным сечением. Его регулировка осуществляется специальным инструментом – единым винтом или механизмом храпового типа, а в автоматических вальцовочных станках это действие выполняется программно. Под регулировкой подразумевается изменение технологических характеристик оборудования – увеличение или уменьшение зазора между валками. Использование специальных валков с рабочими канавками на поверхности позволяет обрабатывать и сгибать не только листовой материал, но также металлические прутки или проволоку.

Ручные станки оснащаются, как правило, тремя валками, так как большее количество элементов затруднит процесс обработки. Если установить четвертый валок, то для гибки ряда материалов физической силы уже будет недостаточно. Количество валков на электромеханическом вальцовочном станке – от 3 до 4, все зависит от их размеров и мощности двигателя. Все профессиональные гидравлические агрегаты оснащаются четырьмя рабочими валами.

Никаких дополнительных инструментов для работы с вальцовочным оборудованием не требуется, лишь на некоторых станках для регулировки валков могут понадобиться гаечные ключи определенного размера.

Особенности техники

Независимо от типа вальцовочного оборудования, закругление материала или заготовки происходит за счет третьего подвижного рабочего валка. От его положения и зазора между ним и двумя ведущими элементами будет зависеть форма будущего изделия, его радиус – чем больше расстояние между валками, тем больше радиус заготовки. Если валки установлены на станке параллельно друг другу, то обрабатываемые детали приобретают цилиндрическую форму.

При размещении третьего вала под определенным углом форма изделий будет конусообразная. Четвертый же валок обеспечивает предварительную подгибку листового материала, на большинстве современных станков он оснащается дополнительным пневматическим приводом. При необходимости станки комплектуются валками с полированной, прорезиненной или особо твердой поверхностью.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector