Деревянные вальцы. Вальцовка листового металла и изготовление вальцов своими руками. Нарезаем и варим

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

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

Вальцы: принцип работы

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

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

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

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

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

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

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

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

Сферы применения станков

Вальцовые станки широко используются при производстве таких вещей, как:

дымоходы;
воздуховоды;
трубы;
вентиляционные системы;
водостоки.

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

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

Особенности станков для металла

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

пластмассу;
пластичный металл;
резиновые смеси.

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

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

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

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

А вот четырехвалковые вальцы имеют такие характеристики:

Классификация станков

По методу сгибания вальцы бывают:

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

Станки по методике использования подразделяются на следующие категории:

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

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

Изготовление станка своими руками

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

При самостоятельной сборке вальцов не допускайте таких ошибок:

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

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

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

В этих самодельных вальцах и описывать много нечего. Первоначально они делались для прокатки скани, для выравнивания и правки листовых материалов, но благодаря тому, что я специально не делал фигурных ручейков, впоследствии они применялись и для прокатки материалов для скульптинга. Это и обжигаемве пластики Super Sculpey, Fimo и даже наш Цветик:) Даже для скульптурной глины подойдёт. Для двухкомпонентных Epoxy Putty подойдёт, но предварительно обложенных полиэтиленом.
Регулировка здесь сделана раздельной для каждой стороны. Может, кому то надо сделать лепёшку переменной толщины:))
А если говорить серьёзно, то это очень упрощает конструкцию.

В покупных вальцах регулировка осуществляется одним вертушком, затем вращение через шестерни передаётся на оба плеча. Здесь каждое плечо регулируется отдельно. Для облегчения этого процесса у меня есть набор калиброванных пластин.
Всё остальное видно из фото.
Единственное неудобство, приходится крутить ручку, поставив девайс на край стола. А кому сейчас легко?

Деталировка

Все детали для изготовления представлены на чертежах:

Одним из наиболее применяемых станков металлургического производства является вальцовочный станок (вальцы). Используя вальцовочный станок, можно аккуратно согнуть металлический лист или трубу, придать овальную форму прочим металлическим изделиям. Кроме того, такие станки получили широкое распространение в ювелирной индустрии, а также пищевой и химической промышленности. Дробильные вальцовочные механизмы используют для получения муки, а в химической индустрии применяют рафинирующие и листогибочные механизмы. Вальцы для профильной трубы своими руками можно изготовить в домашних условиях по заранее составленным чертежам. Притом, что такой станок практически не будет уступать по своим техническим характеристикам изделиям, изготовленным на заводе.

Рабочими деталями вальцовочного станка являются цилиндры. Придание необходимой формы металлу осуществляется за счет вращающихся цилиндров и пропуска металла между ними. Как правило, вальцовочные станки имеют от 2 до 5 валов, но наибольшей популярностью и практичностью обладают модели, имеющие 3 или 4 вала.

За придание необходимой формы металлу несет ответственность 3 вал, а расстояние между задним и верхними валами обеспечивают радиус закругления заготовки. Изделие вытягивается и уменьшается в поперечном сечении за счет прохождения между валами. Это обеспечивается достаточно высокой температурой нагрева, а также давлением, которое создается при помощи валов. Для получения из заготовки в форме цилиндра задний и передний валы настраивают параллельно, в том случае если требуется изделие в виде конуса, то задний вал располагают под определенным углом к переднему.

По способам сгибания различают следующие виды:

Арбалетные. Специализируются на обработке труб определенного диаметра;
Пружинные. Характеризуются наличием пружины, которая позволяет сгибать пластик без его деформации и дополнительных повреждений;
Сегментные. Деформация труб происходит под действием определенного сегмента;
Дорновые. Применяются в основном для обработки тонкостенных труб.

Также существуют стационарные вальцовочные механизмы. Обработка может осуществляться в домашних условиях. Главным недостатком таких механизмов является крайний дискомфорт при работе, так как такие станки не имеют креплений и при работе их необходимо придерживать свободной рукой.

Перед созданием самодельного вальцовочного станка необходимо понимание того, что габариты механизма существенным образом определяют его конечную стоимость. Поэтому приходится заранее учитывать размеры деталей, которые наиболее часто придется обрабатывать. Станки, которые используют в промышленных масштабах, имеют валы, способные изгибать трубы различного диаметра под углом 180 градусов.

Области применения

Большинство деталей, обрабатываемых на вальцовочных станках, имеет цилиндрическую форму. Поэтому их применение весьма разнообразно: водосточные трубы, дымоходы и вентиляционные системы. Поэтому самодельные стационарные вальцы небольших размеров весьма удобно применять непосредственно на строительном объекте. К тому же, вальцы, выполненные своими руками, не наносят повреждений полимерному покрытию листового металла.

Вальцовочные механизмы

Наиболее распространенными заказами оператору вальцовочного механизма являются изготовление водостоков и систем вентиляции. Для таких заказов, как правило, не требуется толстый слой. Поэтому в данном случае рекомендуется использование ротационных механизмов, которые имеют широкий диапазон обрабатываемой толщины металлических изделий: от 0,1 до 120 миллиметров. На подобных устройствах обрабатывают также пластик, пластичные виды металлов и резиновые смеси.

Отличия распространенных моделей

Станки, которые имеют по 3 и 4 вала, между собой отличаются по следующим параметрам:

У трехвалковых моделей скорость подачи листа не должна быть выше 5 метров в минуту. Также они неспособны обрабатывать металлические листы тоньше 6 миллиметров. У трехвалковых моделей нет точных координат точки зажима обрабатываемой поверхности, из-за чего гораздо сложней управлять заготовкой. Но к преимуществам таких моделей можно отнести низкую стоимость.
Четырехвалковые станки отличаются высокой надежностью, за счет хорошего сцепления между валами такие станки обеспечивают повышенную безопасность при производстве работ (из-за невозможности выскальзывания металлической поверхности). Скорость подачи металла составляет более 6 метров в минуту. Четырехвалковые станки отличает автоматизация рабочего места. За счет сложности станков и обеспечения безопасности на рабочем месте такие устройства имеют достаточно высокую цену.

Разнообразие вальцовочных станков

Ручные станки. Стационарность и практичность применения такого вида станков не может не подкупать. Простота в процессе эксплуатации и независимость от источников питания делают такие устройства по-настоящему незаменимыми. На станине станка закреплена струбцина и несколько валов, получающих привод от цепной передачи. Конечно, необходимо понимать, что такие вальцы не предназначены для масштабного или промышленного использования, иначе срок службы подобных устройств будет достаточно коротким. При правильном использовании ручных вальцовочных станков можно выделить целый ряд преимуществ:

Низкая стоимость;
Возможность демонтажа верхнего вала;
Доступная регулировка нижнего и заднего валов;
Небольшие габариты;
Надежность устройства за счет простоты конструкции.

Такие механизмы повсеместно используют ювелирные мастерские. Вращающиеся цилиндры изготовлены из углеродистой легированной стали для обеспечения им дополнительной прочности.

Гидравлические модели . Имеют гидропривод, который характеризуется высокой мощностью. Обладает высокой производительностью и большим весом.

Электрические агрегаты . Отличаются высокой производительностью из-за использования электроприводов высокой мощности. Принцип действия идентичен ручным вальцовочным станкам, разница заключается лишь в наличии электромотора.

Требования, предъявляемые к самодельным вальцам

Вальцовочные станки в домашних условиях должны отвечать следующим требованиям:

Мобильность. Станок не должен быть громоздким и иметь большой вес, для обеспечения его мобильности;
Экономичность. Не стоит использовать станок высокой мощности без крайней необходимости, ведь мощности в 20-25 кВт способны вывести из строя проводку. 1,5 кВт является оптимальным вариантом, с хорошей пропускной способностью и небольшим потреблением энергии.

Сборка станка собственными силами

При сборке станка своими руками необходимо подготовить все необходимые инструменты, заранее подготовленные чертежи станка и материалы. Желательно иметь опыт по механизации устройств и аппаратов, а также учитывать определенную последовательность действий:

Изготовление начинается с основания. То есть со станины. В качестве станины можно использовать небольшой каркас, собранный из труб;
В верхней части профиля, как правило, устанавливают элементы деформации. Для его надежной фиксации используют струбцину с резьбой. Опору выполняют в виде буквы П, с последующим закреплением нижней части в станине;
Для осуществления вращения устройства необходимо использование передаточной цепи;
После монтажа цепи на звездочки, её необходимо натянуть и осуществлять работы по сборке ручки подачи;
Для производства вальцов наилучшим материалом является сталь;
Обязательным условием такого механизма является возможность регулирования зазора между валами;
Для фиксации вальцов к станине специалисты рекомендуют использование подшипников качения.

Стоит, или нет, своими руками делать вальцовочный станок – решать вам! Следует отметить, что стоимость готовых агрегатовнков составляет от 500 до 1000 у.е. Тогда в расчет рентабельности применения взять стоимость планируемой конструкции, которая может оказаться в несколько раз дешевле нового агрегата.

Изогнутая профильная труба находит широкое применение в строительстве различных конструкций. Гнутый профиль придает крыше обтекаемую форму, эстетически привлекателен при строительстве арочных конструкций, проемов, выдерживает серьезные динамические нагрузки. Купить профиль необходимого диаметра не представляет проблемы. Придать прямолинейной металлической профильной трубе нужный изгиб без использования специальной техники невозможно.

Согнуть профиль можно вручную, используя газовую горелку и прикладывая физическое усилие. Но даже для такой простой операции необходимо трубу прочно закрепить, выбрать безопасное место для проведения нагрева, приспособить рычаги для приложения усилия. Еще труднее сделать несколько симметрично изогнутых профилей.

Решается эта задача использованием специальной методики – вальцевания профильной трубы.

Для строительства металлических конструкций используют специальные трубы с квадратным или прямоугольным сечением, которые обладают повышенной прочностью к статической нагрузке. Придание этим трубам изгибов необходимой формы при помощи специального станка называется вальцеванием. Сам станок носит название вальцы (вальцеватель, трубогиб).

Когда говорят о вальцевание трубы в промышленных масштабах, под этим термином подразумевают операцию по изготовлению профильной трубы. Заготовкой для получения профиля служит круглая сварная труба, которую путем прокатывания на вальцах, преобразуют в трубу с квадратным или прямоугольным сечением.

Вальцевание на производстве состоит из следующих операций:

Получение трубы с круглым сечением из плоского металлического проката — лист сворачивают и заваривают соединительный шов.
Круглую трубу протягивают через вальцеватель, деформируя и придавая ей сечение заданных размеров
Проводят контроль качества соединительного шва полученного профиля.
Дополнительным прокатыванием снимают остаточное напряжение металла после деформации.

Обратите внимание! Термин «вальцевание» в промышленных масштабах имеет более широкое значение, чем просто радиусное изменение формы трубы.

Вальцы или трубогиб производственный – это станок, состоящий из 3 или пяти металлических валиков, которые соединяются в единый механизм приводной цепью. Используется такой станок в трубопрокатной промышленности, прежде всего, для изготовления самого профиля.

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

Общие сведения о конструкции

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

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

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

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

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

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

Технические характеристики вальцов

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

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

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

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

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

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

Изготовление станка своими руками

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

Будущая листогибочная конструкция будет состоять из следующих компонентов:

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

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

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

Порядок действий.

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

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

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

В качестве примера можно посмотреть работу заводской модели станка: