Способ изготовления гнутых профилей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 21 D 5/06 где В аС

Trl—

S сав†б — б

Ьр—

5r

1 (21 ) 37 93525/25-27 (22) 09.08.84 (46) 23.02.86. Бюл. II» 7 (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (72) И.С. Трищевский, Я.В. Хижняков, А.П. Игнатенко, В.Н. Босый и С.Ф. Березовский (53) 621. 981. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

IP 202857, кл. В 21 D 5/06, 29.12.63. (54)(57.) CIIOCOB ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ

ПРОФИЛЕЙ, имеющих трапециевидные гофры, разделенные прямолинейными площадками, и плоские боковые участки путем гибки валками в холодном состоянии из листового м..талла вол-, нообразного профиля с последующей осадкой волн в трапециевидные гофры, отличающийся тем, что, с целью уменьшения числа переходов при сохранении качества готовых профилей, профиль формуют в два перехода, при этом в первом переходе на участках полосы под гофры формуют волны с относительным радиусом изгиба в пределах 9,210 и на участках под плоские элементы — волны с относительным радиусом изгиба в пределах 90-95, а во втором переходе из волн с большей кривизной тангенциальным и радиальным сжатием формообразуют трапециевидные гофры, а волны с меньшей кривизной изгибают относительным радиусом s пределах не менее 190-200 в сторону, противоположную изгибу их в первом переходе, „9 Я0„„1212 при этом в первом переходе в волны с большей кривизной закладывают избыток металла, превышающий ширину развертки трапециевидных гофров на величину

IS Пы Ет -6p 1 г к

Ь 6» -0,274 — ) — 3 »

lT»» " йв 6 6г J "+ а в волны с меньшей кривизной избыток металла, превышающий ширину плоских прямолинейных площадок на величину

1 Ь Г5К 6 .6р Ч . lie(5g<--0091(— ) ) ° и (т„1 в бе-бг ) щ+ в последнем переходе формообразуют гофры с высотой, которая последовательно увеличивается к средине профиля в соответствии с зависимостью бт . чГк1

Ь„= И 1+О1т — вн

„( волны большей кривизны в первом переходе формуют с шагом, который последовательно увеличивается к средине профиля в соответствии с зависимостью

Т; = Т (0,985 - 0,013(1 - q;g» )) ширина профиля, конечный угол подгибки, шаг гофров на профиле; толщина металла, внутренний радиус вершин и оснований гофров; предел текучести металла; предел прочности металла; ширина развертки гофра, ширина гофра; число гофров на профиле;

- порядковый номер гофра йри отсчете от одной кз боковых кромок профкля, 4 - порядковый номер плоского участка при отсчете от одной иэ боковых хромо« профнляэ

Ь вЂ” число плоских участков на: профиле, bn - высота гофров на профиле; - порядковый номер шага гофров при отсчете от одной из боковых кромок профиля.

Ф

Изобретение относится к механической обработке листового материала с помощьв валков специалъкой формы.и предназначено для использова" кия в черной металлургии, сельскохозяйственном машиностроении и строителъсгве, Цель изобретения - умекьшенке числа переходов при сохранении качества готовых профилей.

На фиг.1 показан профиль днища матки; на фиг.2 - схема первого ае рехода по предлагаемому способу формовки; на фиг .3 †. схема второго перехода.

Сущность изобретения заключается в том, что гнутый профиль преимущественйо для jpmma матки, .имеющий .: трапециевидные гофры 1, разделенные прямопинейньии площадками 2 и плоские боковые участки 3, Фор" муют путем гибки в холодном состоянии иэ листового металла волнообразного профиля с последующей осадкой волн в трапециевидные гофры, причем профиль формувт в два перехода. В первом переходе на участках полосй под гофры формуют волны 4 с. откоск-, тельнж радиусом изгиба <> в пре делах 9,2-10,0, а на участках под плоские элементы Форйуют волны 5 с относительным .радиусом изгиба Й < в пределах 90-95, во втором, последую .щем переходе, иэ волк с большой кривизной тангенциальным и радиальным сжатием формообразувт трапециевидные гофры, а волны с менъвей кривизной изгибают относителъньм радиусэм R3 не менее 190-200 в сторону, противополомную изгибу их в первом переходе. При этом в первом переходе в волны с большей кривизной закладывают избыток металла, 2 йревывающнй ширину развертки трапециевидных гофров 1 на величину а.в волны с меньшей. кривизной избыток. металла, превышающий ширину плоских прямолинейных площадок 2 на величину

19 &5@=0,091I y: ö- --@зе „g (2) где 5 - ширина: профиля; о - конечный угол подгибки;

Т„.- шаг гофров на профиле; S -: толщина металиа;

Wa - внутренний радиус вершин . и оснований гофров, Ьт - предел текучести металла; бз - предел прочности металла; эР - ширина развертки гофра;

Ьг - вирина гофра;

Ь число гофров на профиле;

< - порядковый номер гофра при отсчете ат одной из боковых, «рамок профиля;

4 - порядковый комер плоского участка при отсчете от од— иой кз боковых «ромок npo46cna

Фй% чисцо плоских участков на профиле е

В лоследием переходе формообразуют .гофры с высотой, которая последова;тельно увеличивается к средине профиля в соответствии с зависимостью .

35 .. 6т; пк

Ьк 11„(1+017 яг- %in ) э (3) ф в н+1

:где. 1 -- высота гофров на профиле.

Волны 4 большей кривизны в первом переходе формувт с шагом, который " увеличивается последовательно к. сре-. дине профиля по зависимости .т, = Т„(о,9ев-о,о1ь(1-8iw "„ Ц, (4) з где — порядковый номер шага гофров при отсчете от одной из боковых. кромок профиля, определяемый положением гофра предыдущего, с порядковым номером (К) и гофра последующего, с порядковым номером (К+1).

Предварительная формовка волнообразного профиля в первом переходе обеспечивает необходимый объем металла для последукнцего формообразования трапециевидных гофров требуемой формы во втором переходе. Волны под гофры формуют относительньик радиусом изгиба 9,2-10,0, т.е. в

4,6-5 раз большими, чем на готовом профиле у вершин и оснований трапециевидных гофров с тем, чтобы избежать дефектов, присущих способу :одновременной формовки, при котором имеет место большое утокение и дефекты искажения формы и размеров профилей. На участках под плоские элементы формуют волны относительным радиусом 90-95,, т.е. на границе минимальной пластической и упругой де4юрмаций с. тем, чтобы обеспечить стабильную устойчивость этих участков от остаточных искривлений в продольном направлении и волнистости, Формовка предварительно волнообразного профиля в первом переходе позволяет заложить избытки металла для последующего формообразования трапециевидных гофров с минимальным утоиением на их криволинейных участках во втором переходе.

Избыток металла, закладываемый в первом переходе в волнах разной кривизны, обеспечивает тангенциальное и.радиалькое сжатие при формообразовакии трапециевидных гофров из волн большей кривизны во втором переходе, что предотвращает интенсивное утонекие и поперечное растяжение, а следователько, в такой же степени и искажение форм и размеров готового профиля. Изгиб волн с меньшей кривизной ва втором переходе относительным радиусом 190-200, т.е. в упругой эоке, одновременно с формовкой трапециевидных гофров в сторону, обратную изгибу их в первом переходе, обеспечивает перемещение металла в зону 4юриовки трапециевидных гофров и предохраняет плоские элементы профиля от депланации.

Формулы (1) as (2) позволяют дифференцировано в зависимости от положения гофра на профиле определить, 212650 необходимые величины избытков металла, закладываемые в волны большей и меньшей кривизны, с учетом механических свойств металла и соотношении размеров профиля.

Зависимость (3) дает возможность определить требуемую величину высоты гофра с учетом его положения на профиле и механических свойств ме10 талла для устранения разновысотности средних и крайних гофров на готовом профиле.

По формуле (4) определяют шаг волн большей кривизны в первом переходе в зависимости от положения гофров на профиле и механических свойств металла для обеспечения качественного захода профиля в калибр валков второго перехода и устранения колебаний величины шага

20 по ширине готовых профилей.

Для отформовки волн большей и меньшей кривизны с избытками металла по ширине соответствующим образом выполняют валки калибра первого перехода. При этом радиусы кривизны формукяцих элементов находят по величине принимаемого относительного радиуса, соответствующего формуемого участка профиля, определяемого отношением радиуса изгиба к толщине ,металла. Избытки металла, закладываемые на участках волнообразного профиля, путем расчетного превышения ширины развертки этих участков над ширинами развертки или шириной. соответствующих им участков готового профиля учитываются при расчете калибра валков первого перехода, а

40 при определении ширины заготовки— исключением приращения ширины готового профиля от утонения металла и поперечной вытяжки. иэ расчета ширины заготовки для аналогичного про4 филя, применяемого при известном способе профилирования.

Зависимостями (1) и (2) предусматривается возрастание избытка металла, закладываемого as волны, 50 от боковых краев профиля к средине; чтобы устранить тенденцию большего утонения на срединных гофрах.

При расчете калибра валков пер- . вого перехода mar элементов, формуN ющих волны большей кривизны, определяют по зависимости (4), которой предусмотрено увеличение щагов гофров от краевых к срединным для

1212650

10!

25

35 обеспечения стабильности их величины по ширине готового профиля.

Периметры участков калибров,формующих трапециевидные гофры во втором переходе, выполняют меньшими на величину избытка металла по ширине разверток волн большей кривизны, чем обеспечивается тангенциальное и радиальное сжатие формуемого металла гофров, за счет чего максимально. ограничивается утонение и поперечная вытяжка.

Предусмотренное формулой (3) увеличение высоты формовки гофров от крайних боковых к средине профиля во втором переходе устраняет разновысотность гофров по ширине профиля, характерную для известных способов формовки вследствие более худших условий перемещения металла в зону формовки средних гофров.

Граничным условием предлагаемого способа является то, что зависимости (1), (2), (3) и (4) следует испольэовать для профилей, у которых не менее трех гофров, так как в противном случае не имеется срединного (срединных) гофров, и предлагаемый способ можно применять для формовки в два перехода, но без избытков металла в волнах, коррекции высоты и шага гофров. Вторым граничным услови ем является то, что конечный угол подгибки в первом переходе должен быть не более 90 во избежание потери устойчивости элементов гофров во втором переходе.

По предлагаемому способу изготовления днища жатки целесообразным

40 является следующая последовательность его осуществления.

В соответствии с формулой изобретения определяют величину радиусов изгиба волн первого перехода большей

45 кривизны = (9,2-10) и меньшей кривизны Ra =(90-95)S и радиусы изгиба волн меньшей кривизны Rq во втором переходе из условия, что R =(190200)S. Радиусы изгиба оснований и вершин гофров во втором переходе принимают равными радиусам изгиба

R на готовом профиле или на 20-25% менее.для компенсации износа валков в процессе эксплуатации.

Для расчета калибровки валков первого перехода находят величину угла подгибки в,этом переходе по формуле т;

2 (R 1 2 51 а также величину шагов волн большей кривизны по формуле (4).

По формулам (1) и (2) производят подсчет избытков металла по ширине в волнах большей и меньшей кривизны, для чего предварительно определяют ширину развертки р и ширину гофра Ьг в соответствии с размерами формуемого профиля, .а также используя справочные данные по величинам

6 и 6 з материала профиля, его толщину S величину общей ширины В профиля, шаг гофров Т„ и конечный угол подгибки Ы .

По этим данным производят расчет калибровки валков первого перехода, соблюдая условия; что периметр участков калибра формующих волны большей кривизны должен быть равен ширине развертки гофра плюс избыток металла для данной волны (6p+ 61), а для волн меньшей кривизны периметр калибра участка равен ширине прямолинейного участка (Ь„) плюс избыток металла для данной волны (Sp+< z).

Для расчета калибровки валков второго перехода по формуле (3) определяют высоту гофров b> в зависимости от их положения по ширине профиля, затем производят расчет калибровки валков этого перехода, соблюдая условие, что периметры участков калибра, формующих гофры, должны быть равны ширине развертки гофров (Ьр) на профиле, а периметр участков калибров, формующих прямолинейные площадки, изгибаемые радиусом 3, должны быть равны ширине этих прямолинейных участков на профиле.

Для изготовления профиля определяют ширину заготовки (Ьз), которая равна ширине заготовки (Ьо), подсчитанной по существующей методике для данного профиля;если его изготавливать известным способом формовки, например, при последовательной системе калибровки валков, плюс избытки ширины в. волнах большей и меньшей кривизны: э= о 5 +ЕЛЬ .

Предлагаемый способ может быть реализован на любом профилегибочном

121 2650

Номера гофров, К

3 4

Параметр

1 2

Q5 MM

0,6

0,6 1,0

1,3 1,3

1,0

1

I-!

Номера плоских участков,J

2 3 4 5 ) 6 7

Параметр 2 э мм

0,16 0,3 0,4 0,43 0,4 0,3 0,16 стане, имеющем в своем составе не менее двух формующих клетей, при использовании комплектов валков описанной выше формы и расчетных размеров.

Так, например, предлагаемый способ опробован при изготовлении профиля днища жатки на опытно-промышленном стане. Ширина готового профиля днища жатки составляет 1010 мм; угол подгибки с 80, толщина S 1 мм, внутренний радиус вершин и оснований .гофров В 2 мм, материал— сталь марки Ст 3 кп с пределом текучести з = 25 кг/мм и пределом прочности &ь 42 кг/мм, шаг шести трапециевидных гофров Т 150 мм; высота гофров " n 9 мм; ширина развертки гофра 6 Р 41,84 мм; ширина

rohpa Ьг 29,:52 мм.

В соответствии с параметрами профиля, принятыми величинами относительных радиусов (<1l = 9,5;

К )Я = 90; ylS .= 195) и имеющемся на готовом профиле ь! S = 2 расчетные величины радиусов изгиба в первом переходе составляет R 9,5 и 90.мм, во втором переходе Кь=2 и К = 195 мм, угол попгибки в первом переходе Ь = 41 42.Величины избытков металла в волнах первого перехода приведены в табл.1.

Расчетные величины шага гофров волн большей кривизны в первом пе- . реходе приведены в табл.2.

Установленные расчетным путем величины высоты формовки гофров во втором переходе приведены в табл.3.

Как показывают замеры и анализ, качество профилей опытной партии. изготовленных по предлагаемому способу формовкой в двух парах валков, рассчитанных по полученным параметрам (табл. 1-3), полностью отвечают требованиям ТУ 14-2-143-74.

Данные замеров профилей, изготовленных по предлагаемому способу и существующей технологии, приведены в табл.4.

Как видно из данных табл.4 качество профилей по обеим способам практически одинаковое, а по некоторым параметрам, даже несколько

1Q JI e °

Для обоснования граничных значений приведенных в формуле изобретения относительных радиусов при прочих одинаковых условиях проведены эксперименты, результаты которых сведены в табл.5.

Анализ приведенных в табл.5 данУ ных показывает, что при выходе за граничные значения величин относи2р тельных радиусов увеличиваются отклонения значений угла Ы и высоты гофров от заданных или не допустимо увеличивается волнистость и прогиб на готовом профиле.

Сравнительные данные показывают, что применение нового способа формовки профиля днища жатки (за два перехода вместо восемнадцати по существующему), не только не снижает качества продукции, а даже улучшает благодаря снижению величины утонения на 6,7% за счет одновременного тангенциального и радиального сжатия во втором переходе. Уменьшение комплекта валков по предлагаемому способу за счет применения двух пар вместо восемнадцати позволяет не только снизить его вес, но сократить время на перевалки, настройку и ремонт валков.

Вес комплекта валков по предлагаемому способу (5,77 т) снижается

45 на 88,7% в сравнении с весом (5 1,41 т) по известному.

Т а б л и ц а 1

1212650

Таблица 2

Номера шагов между предццущей волной К и последующей (К+1) Параметр

t;, мм

147,5

147,8

147,5

146,8

146,8

Та блица 3, Номера гофров, К

| 4

1.: ) 2 J 3

Параметр! 6

9,88

9,8.8

9,71

9,71

9,39

9,39

Та блица 4

Замеряемая ве-личика

Способ

Предлагаемый Известный с1(э град

T„Ô мм мм

Утонение в местах изгиба, мм

0,12-0 15

1010+(66 5) 0,04-0,05

1010+ (5-6) Таблица 5

Q /8 Прямолинейность плоских участков

Hpофиля

/8 Высота h гофров на профиле

Значение угла на профиль, град, 189

1,8-1,9

2-2, 2

89,1 ф2-83

81 81,5

9 ° 1

Волнистость 2-3 мм

Волиистость 0,40,5 мм

t90

9,2

2,1-2,3

195, 80-81

9,5

Нет волнистости и прогиба

2,2-2,4 200

79-79,5

Поперечный прогиб

0,4-0 5 мм

Поперечный прогиб

1-2 мм

2,4-2,5 201

77-78

10,1

) 2 3 4

80-81

9+ (1-1, 2)

149,5-150,5

2-2,2

80-81, 5

9 (1-1,5)

150-151

2322 ° 4

1212650

Составитель Л. Самохвалова

Техред О.Непе Корректор О. Луговая, Редактор Е. Папп

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

; Заказ 694/16

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная,4