Технология вальцевания металла
Вальцевание металла – это технологический процесс радиального деформирования трубы или гибка листового металла вдоль определенного направления. В результате обработки образуются как заготовки и элементы для штамповки и дальнейших работ, так и готовые для эксплуатации изделия.
Вальцовка необходима для того, чтобы:
- Изменить диаметр труб,
- сделать рулонный металл с квадратным или прямоугольным профилем,
- придать произвольный радиус кривизны,
- создать изделия овальной, конической, цилиндрической формы.
В процессе металлообработки часто требуется деформировать его, придать определенные пропорции. Такую задачу можно решить при помощи вальцевания. В обрезанном конце металлической трубы может быть увеличен или уменьшен диаметр.
Производится формирование трубных изделий разного профиля: круглых, квадратных или прямоугольных.
Операция выполняется на станках, оборудованных валками. Эти элементы и дали название технологии.
Валковые станки различаются по типу привода – с ручным приводом обычно используются в быту, электро механическое и гидравлическое оборудование используется в промышленном производстве и позволяет ускорить и автоматизировать рабочий процесс. Они оснащены 3-4 валками и основным валом, изменение углов при обработке позволяет получить на выходе металлоизделие разного радиуса. Чем сложнее станок, тем больше функций он выполняет.
Максимальные параметры оборудования:
- Ширина обрабатываемого листа — до 2200 мм;
- высота листа — до 20 мм.
Чем плотнее сплав и сложнее его его изгиб, тем более длительные и интенсивные усилия приходится к нему прилагать. Сгибать толстый лист нужно с большой осторожностью.
Преимущества вальцовки металла
Преимущества заключаются в полном сохранении прочностных и физико-механических свойств сплавов. Изделие равномерно деформируется по всей площади, без контакта с высокими температурами, на нем отсутствуют дефекты в виде трещин и сколов или окалин.
По сравнению с обработкой металла давлением или вытяжкой обработка нестандартных листов, в том числе вальцовка толстолистового металла, имеет ряд преимуществ, одно из которых заключается в том, что данная операция применяется к пластичным металлам, в том числе к алюминию, меди, хрому. Услуги вальцовки могут касаться не только листового металла, но и труб, прутков, других профилей, а также пластичных полимеров. Таким заготовкам придают необходимую конфигурацию сечения либо образуют изгиб.
Технология используется не только для изготовления готовой продукции, но и как промежуточная или предварительная металлообработка.
К основным плюсам вальцовки листового металла относят
Равномерное деформирование металла обеспечивает точность изготовления деталей. Минимальный процент брака.
Высокая производительность. Возможность работать над выпуском не только серийных, но и штучных товаров.
Сохранение первоначальных свойств металла и отсутствие трещин, заломов, непроваров и дефектов в готовом изделии.
Быстрая переналадка оборудования. Благодаря этому уменьшается стоимость и сроки выполнения работ.
Технология вальцовки
Вальцовка — способ деформирования листового металла и объемных профилей толщиной 0.5-8 мм. Обработке подвергаются пластичные сплавы.
Это процесс гибки заготовки путём многократного проката его через вальцы для придания металлу заданного радиуса и изготовлению полых металлоконструкций, обладающих осевой симметрией. Она требует профессиональной подготовки специалистов и максимально точной настройки программного обеспечения.
Для вальцовки применяются пневматические либо электрические машины.
Инструмент надевается на привод и с настроенным крутящим моментом подаются внутрь металлической трубы на определенную глубину. Вальцовка относится к обработке металлов под давлением.
От характеристик и мощности машин зависит точность вальцовки. Применяется специализированное оборудование: трех- или четырех валковые станки с механическим или гидравлическим приводом, способные создавать достаточное усилие для деформирования стального листа до 8-12 мм. Особенностью вальцовки является то, что деформация листового металла происходит за счет крутящего момента, а не усилия. Скорость работ не влияет на энергетические затраты.
Процедура вальцевания состоит из следующих этапов:
- Подготовительные работы (применимы к материалу, вальцам, ПО);
- установка заготовки в захватную зону машины;
- отладка техники (корректировка расстояния между валками);
- вальцовка — прокатка металла;
- устранение дефектов (убираются трещины, заусеницы);
- извлечение изделия, закатка одной из кромок с целью добиться равного радиуса кривизны.
Какую форму металла можно получить в процессе вальцовки
С помощью вальцовки получают детали и точные заготовки для штамповки цилиндрической, конусообразной или овальной форм. От размера оснастки зависит диаметр изгиба листа. Чем меньше размер вала, тем больший радиус гибки листа можно получить.
Радиус изгиба и размер завальцованного металла зависит от: вида материала, толщины заготовки, диаметра вальцов, возможности оборудования.
Тонкий металл до 4-6 мм обрабатывается методом холодного вальцевания. Самая сложная вальцовка — это трубный прокат. При ней на металл воздействует целая группа напряжений, которые могут привести к искажению на структурном уровне.
Чем толще и плотнее металл, тем он менее гибок. Для сгибания толстых листов приходится воздействовать на металл с увеличенным усилием и более длительное время, для этого толстолистовой материал подвергают нагреву до 250-300°С.
Деформацию металлопроката выполняют в продольном и поперечном направлении, а также при винтовой подаче на вальцы. В результате с линии сходят конические и незамкнутые цилиндрические заготовки. Валки фигурного профиля предназначены для гибки листового металла, изготовления профнастила.