Трехвалковый станок своими руками

Трехвалковый станок своими руками

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

Как разработать техническое задание на разработку вальцовочного станка своими руками

Простейшая схема трёхвалкового ручного станка включает в себя:

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

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

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

Последовательность изготовления вальцовочного станка с ручным приводом

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

Установка верхнего валка вальцовочного станка

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

Желательно использовать готовые чертежи для следующих узлов:

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

Чертеж общего вида трехвалкового вальцовочного станка

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

Сборка вальцовочного станка своими руками

Самодельные валковые листогибы с ручным приводом собираются в следующей последовательности:

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

Самодельный 3-х валковый листогибочный станок

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

Ввиду малости усилий и моментов, вальцы своими руками в большинстве случаев обходятся без электродвигателя. Для их изготовления вам потребуется следующее:

Читайте также:  Wimax интернет в частный дом

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:

  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

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.

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

  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).
Читайте также:  Основы компас 3d чертеж

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.

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.

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.

Вальцы представляют собой универсальное оборудование, позволяющее эффективно справляться с листогибочными операциями. Изготовить вальцы своими руками не так уж трудно, но для этого необходимо предварительно познакомиться с серийными моделями, их конструкцией и принципом действия.

Трехвалковые ручные вальцы – наиболее подходящая конструкция для самостоятельного изготовления

Особенности конструкции

Вальцы (их еще называют листогибочным станком) позволяют осуществлять контролируемую пластическую деформацию листов, изготовленных из металла. Работающее по принципу проката, такое устройство оснащается несколькими валами, которые при прохождении между ними металлической листовой заготовки или труб изменяют их конфигурацию. Серийные модели такого листогибочного оборудования и самодельные вальцы работают по одному принципу и, соответственно, имеют схожую конструкцию. Рассмотрим основные элементы станка.

Устройство трехвалковых вальцов ручного типа

Это несущий элемент, обеспечивающий устойчивость вальцов, а также правильное взаимное положение всех их составных частей.

Две вертикальные опорные стойки

В их подшипниковых узлах и устанавливаются валы, которых может быть всего два (двухвалковый станок), три (трехвалковый) и даже четыре. В конструкции большинства вальцов, оснащенных тремя рабочими органами, два нижних валка могут изменять свое положение только в горизонтальной плоскости, а третий – упорный, расположенный сверху, – еще и регулируется по высоте. Кроме того, верхний валок для снятия готовой детали оснащается механизмом быстрого опрокидывания.

Механизм подъема верхнего прижимного вала

В процессе выполнения обработки листовой заготовки валки должны совершать вращение, для чего любой вальцовочный станок оснащается приводным механизмом, который может быть цепным или зубчатым. Схема работы таких вальцов такова, что во вращение приводятся только нижние валки, а верхний, плотно прижимаясь к поверхности обрабатываемой заготовки, вращается под действием сил трения.

Схема работы валков

Вальцы могут оснащаться приводами различного типа. Так, в зависимости от данного параметра различают вальцовочные устройства следующих категорий.

Это наиболее простые вальцы, которые чаще всего и изготавливают своими руками. Для приведения в действие таких устройств могут использоваться цепные и зубчатые передачи, параметры которых следует подбирать в зависимости от характеристик обрабатываемого материала. Вальцы ручные с учетом того, что для работы на них требуется прикладывать значительные физические усилия, используется преимущественно для обработки небольших заготовок.

С электрическим приводом

Такие вальцы по уровню своей производительности относятся к средней категории. Вальцы трехвалковые с электрическим приводом за счет достаточно высокой мощности приводного механизма позволяют выполнять обработку заготовок значительных размеров.

Электромеханические вальцы часто являются модификацией ручного станка, к которому добавили двигатель и пульт управления

Это наиболее мощное из всего представленного на современном рынке вальцовочного оборудования. За счет того, что гидравлический привод, которым оснащены такие вальцы, позволяет их рабочим органам воздействовать на заготовку с большим усилием, на таком устройстве можно эффективно обрабатывать металлические листы даже очень значительной толщины.

Среди промышленных гидравлических вальцов есть даже такие гиганты

На качество выполняемой на вальцах обработки в первую очередь оказывают влияние характеристики валков. Поскольку валки испытывают в процессе работы значительные механические нагрузки, для их изготовления используют высокопрочную инструментальную сталь. Кроме механического воздействия, при обработке листовых заготовок значительной толщины, которые предварительно нагревают для придания им большей пластичности, валки испытывают еще и термическое воздействие. Следует отметить, что такое воздействие, которое может быть очень значительным, достаточно негативно отражается на эксплуатационных характеристиках валков.

Улучшить качество обработки, выполняемой на вальцах, позволяет их оснащение системами ЧПУ, в задачи которых входит координирование всех режимов работы станка (взаимное положение валков, величина оказываемого на заготовку давления и др.).

Основные технические параметры

Как сделать листогибочный станок своими руками? Для этого необходимо не только разработать чертежи такого устройства, но и определиться с его техническими характеристиками. Лучше всего взять за основу конструкцию серийной модели и уже самостоятельно адаптировать ее под собственные потребности.

Читайте также:  Крепеж полок шкафа купе

Сборочный чертеж трехвальцового станка заводского изготовления (нажмите для увеличения)

Учитывая тот факт, что свои вальцы вы собираетесь установить в определенном помещении, следует сразу определиться с их габаритами. От данного параметра, который напрямую зависит от длины устанавливаемых валов, будет зависеть, какой ширины листовые заготовки вы сможете обработать на устройстве, изготовленном своими руками. Определяясь с размерами ручных вальцов, следует также учитывать и то, что выполнять на них обработку листовых заготовок с шириной более 1,2 метра будет достаточно тяжело физически. Масса самодельного станка будет оказывать влияние на возможность его перемещения по помещению и транспортировки.

Вал приводной. Чертеж (нажмите для увеличения)

Вал откидной. Чертеж (нажмите для увеличения)

Вал прижимной. Чертеж (нажмите для увеличения)

Чертеж трехвалковых листогибочных вальцов с электроприводом (нажмите для увеличения)

Кроме габаритов и массы будущих вальцов, надо определить следующие характеристики такого оборудования:

  • диаметр валков – основных рабочих органов устройства (от данного параметра, который является достаточно важным, будет зависеть то, с каким максимальным радиусом вы сможете сгибать обрабатываемые металлические листы);
  • максимальное расстояние, на котором верхний упорный валок сможет располагаться от нижних;
  • максимальное расстояние, на которое смогут раздвигаться нижние валки;
  • скорость, с которой обрабатываемый листовой материал сможет перемещаться между валками.

Определится с размерами и конструкцией станка поможет изучение технических параметров заводских моделей

Важным параметром, на который следует обращать особое внимание при разработке чертежа будущих вальцов, является жесткость их конструкции. При обработке металлических листов значительные механические нагрузки испытывают не только валки, но и все остальные узлы – станина, приводной механизм и др. Именно поэтому выбирать схему работы вальцов, а также подбирать материалы для ее реализации следует с особой тщательностью.

Чаще всего принимаются за изготовление вальцов 3-х валковых, так как увеличение количества рабочих органов таких маломощных ручных устройств приводит к увеличению и уровня нагрузки, оказываемой на его приводной механизм.

Рекомендации по изготовлению вальцовочного станка

После того как чертежи ваших будущих вальцов разработаны, а материалы подготовлены, можно приступать к изготовлению станка. Перед его сборкой вам надо изготовить следующие элементы.

На ней будут установлены нижние валки оборудования. Изготовить такую раму можно из двух листов толстого металла, которые соединяются между собой ребрами жесткости (можно использовать для этого несколько труб). К боковой поверхности листов, из которых будет изготовлена рама, для придания им дополнительной жесткости необходимо приварить стальные уголки. Опорные валы на элементы такой рамы устанавливаются в специальные пазы, которые следует предварительно разметить и вырезать.

Самодельная рама в сборе с валками

На них будет располагаться верхний валок. Для изготовления таких стоек лучше использовать не трубы, а массивный П-образный профиль из стали. Для обеспечения вертикального перемещения верхнего валка подойдет червячная передача.

Он будет состоять из трех звездочек, цепи и механизма ее натяжения.

Вид станка с торца до закрепления деталей приводного механизма

Самодельный привод станка можно собрать и на основе шестереночной передачи

Сами валки, которые и будут выполнять основную работу по деформированию листового металла, лучше приобрести в заводском исполнении, а не использовать для этого трубы или не пытаться выточить их на токарном станке самостоятельно.

Вам также потребуются болгарка, сварочный аппарат, дрель и набор слесарных инструментов. Порядок действий по изготовлению вальцов своими руками выглядит следующим образом.

  1. Предварительно подготовленные узлы станка, размеры которых должны точно соответствовать чертежу, соединяются между собой при помощи сварки.
  2. Верхний и нижние валки устанавливаются в предварительно подготовленные для них места на станине и опорных стойках.
  3. Собирается приводной механизм вальцов.
  4. После сборки оборудования проводится тестирование работоспособности его составных элементов и корректность их взаимодействия друг с другом.

По описанной выше схеме (с небольшими конструктивными отличиями) можно также изготовить своими руками станок для гибки металлических труб.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector