Способ изготовления тонкостенных профилей и устройство для его осуществления

 

. Способ изготовления тонкостенных профилей стесненньм изгибом, заключающийся в формообразовании плоской листовой заготовки в двух парах формующих роликов с приложением усилий сдвига при создании осевого подпора и калибрующего растяжения , отличающийся тем, что, с целью повьгазения производительности , расширения технологических возможностей и уменьшения металлоемкости , при формовке усилия сдвига прикладывают к профилю по высоте в двух взаимно противоположных . направлениях, при этом создают дополнительное тянущее усилие, а усилие подпора и калибрующее растяжение прикладашают к профилю в последнем переходе. 2. Устройство для изготовления тонкостенных профилей стесненным изгибом из плоской листовой заготов ки, содержащее установленные в технологической последовательности в чередующемся порядке приводные формующие и тянущие клети с роликовыми парами, имеющими замкнутый профилированный зазор, с приводом посредством шестеренной передачи с различным числом зубьев щестерен, о тличающееся тем, что щестерни верхних валов формующих клетей выполнены с увеличенным числом зубьев по сравнению с шестернями верхних валов тянущих клетей и непосредственно с ними связаны, а шестерни нижних валов формующих клетей имеют уменьшенное число зубьев по сравнению с шестернями верхних валов этих клетей и связаны через паразитные шестерни с шестернями нижних валов тянущих клетей, при этом межосевое расстояние у всех роликовых пар одинаковое, а все зубчатые передачи расположены в одной вертикальной плоскости. (Л С tc ел со to fO ff

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ВСЕС093н s g

13,",.;„".." ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к втоеокоММ СвиДЕтапьСтву

БЯВЛНОтЕк4

ЬР

Сп

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3813121/25-27 (22) 18.09.84

{46) 07.03.86. Бюл. ¹ 9 (72) И.И.Колганов, Г.В.Проскуряков и В,И.Колганов (53) 621.981.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1114482, кл. В 21 D5/06, 26.11.82. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ПРОФИЛЕИ.И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ изготовления тонкостенных профилей стесненным изгибом, заключающийся в формообразовании плоской листовой заготовки в двух парах формующих роликов с приложением усилий сдвига при создании осевого подпора и калибрующего растяжения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, расширения технологических возможностей и уменьшения металлоемкости, при формовке усилия сдвига прикладывают к профилю по высоте в двух взаимно противоположных направлениях, при этом создают дополнительное тянущее усилие, а усилие подпора и калибрующее растяже„„SU„„12157 2 А (51) 4 В 21 D 5/06 ние прикладывают к профилю в последнем переходе.

2. Устройство для изготовления тонкостенных профилей стесненным изгибом из плоской листовой заготовки, содержащее установленные в технологической последовательности в чередующемся порядке приводные формуюшие и тянущие клети с роликовыми парами, имеющими замкнутый профилированный зазор, с приводом посредством шестеренной передачи с различным числом зубьев шестерен, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что шестерни верхних валов формующих кле-. тей выполнены с увеличенным числом зубьев по сравнению с шестернями верхних валов тянущих клетей и непосредственно с ними связаны, а шестерни нижних валов формующих клетей имеют уменьшенное число зубьев по сравнению с шестернями верхних валов этих клетей и связаны через паразитные шестерни с шестернями нижних валов тянущих клетей, при этом межосевое расстояние у всех роликовых пар одинаковое, а все зубчатые передачи расположены в одной вертикальной плоскости.

1215792

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению профилей иэ листовых заготовок профилированием в валках.

Цель изобретения — повышение производительности, расширение технологических возможностей и снижение металлоемкости.

На фиг. показана принципиаль,ная схема устройства для осуществле ния способа; на фиг. 2 — привод формующих и тянущих клетей устройства; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. I.

Способ осуществляют следующим образом.

Листовую заготовку 1 толщиной Я . имеющую запас материала по ширине и в заходной части скосы "на ус" для создания первоначального торцового сжатия, подают в формующие ролики

2 и 3, имеющие замкнутый рабочий контур, вращающиеся в одном направлении.

За счет большей угловой и линейной скорости нижнего ролика 3 заготовку подают в роликовую пару 4, верхний вал 5 которой связан с электроприводом. В роликах 2 и 3 плоскую заготовку изгибают по центру и концам с большими относительными радиусами 1 при степенях деформаций, близких к предельным. Это обеспечивает эа счет устранения вредного влияния поля скоростей по высоте профиля при ho I Sî = 20-30 в результате про тивоположного сдвигового воздействия формующих роликов 2 и 3. В тянущих роликах 4 при прокате производят только подгибку верхних участков профилированной заготовки 6 при

b $О (Ъ и получают предварительный профиль 7, подготовленный для его окончательного формообразования, например корытообразной формы сечения в роликах 8 и 9 стесненным изгибом. Изготовленный профиль 10 калибруют в роликах ll, конструкция которых одинакова с роликами 8 и 9. В м результате .получают профиль 12 окончательной формы и размеров по сечению с локальным утолщением по зонам сгиба и относительными радиусами, меньшими исходной толщины S, что обеспечивают за счет запаса материала по ширине заготовки.

Ролики 8 и 9 как и 2 и 3 вращаются в одном направлении. Угловые скорости м!1 роликов 2 и Ма роликов 8

55

45 равны и меньше угловой скорости <.Л роликов 4 эа счет большего числа зубьев шестерен привода их валов.

Угловые скорости )„ и ь3 роли1 f ков 3 и 9 также одинаковые и боль/ ше c3 . Угловые скорости 434 роликов 11 одинаковы с угловой скоростью ,,! роликов 4.

В результате линейная скорость

Ч, подачи заготовки роликовой парой 2 и 3 определяется разностью линейных скоростей роликов по оси профилирования и оказывается меньше V . В роликах 2 и 3 имеет место проскальзывание заготовки и первая формующая пара становится частично волочильной, процесс формообразова".. ния вецут при создании дополнительного в очаге наибольших деформаций растягивающих напряжений. Б роликоковой паре 8 и 9 при окончательном формообразовании профиля стесненным изгибом процесс, ведут с: -сизым подTIopoM эа счет Il ) g5 и о,, о:зременно с калибровкой растяжением эа счет Ч > = Ч ) Ч, что позволяет интенсифицировать процесс, повысить качество поверхности и точность размеров по сечению при прокатке, по-. добна процессу волочения при значительном увеличении скорости профилирования.

Способ осуществляют в устройстве, содержащем установленные на станине в технологической последовательности приводные формующие и тянущие . клети с роликовыми парами 2,3 и 4;

8,9 и 11, имеющими замкнутый профилированный зазор, чем обеспечивают одновременно непрерывность подачи заготовки и ее профилирования прокаткой, окончательное формообразование профиля стесненным изгибом с созданием аксиального сжатия и его калибровки за счет аксиального растяжения. Все роликовые пары установлены на одних валах с зубчатыми передачами, обеспечивающими их вращение, Шестерня 13 посажена на валу 5, который передает ей вращение от электропривода, находится в зацеплении с зубчатым колесом 14, посаженным на валу 15. Шестерня 13 находится также в непосредственном зацеплении с шестернями 16 и 17. Число зубьев у передачи 13 и 14 одинаковое, а у шестерен 16 и 17 увеличен15792 4 ковых парах 2 и 3 и 8 и 9 происходит некоторое проскальзывание заготовки ! и они становятся частично волочиль12 ными, 45

55 ное по сравнению с ними на один-два зуба. Шестерни 18 и 19, обеспечивающие вращение роликов- соответственно

3 и 9 от вала 15 через паразитные шестерни 20 и 21, имеют. уменьшенное число зубьев по сравнению с шестернями 13 и 14, как минимум на шесть.

В непосоедственном зацеплении с шестерней 17 находится зубчатая передача 22, обеспечивающая врашение роликовой пары 11, связанная также через паразитную шестерню 23 с шестерней 19. Число зубьев у передачи 22, 13 и 14 одинаково, При этом все шестерни верхнего и нижнего рядов привода роликовых пар расположены на одном межосевом расстоянии. Шестерни 16 и 18, !7 и 19 соответственно находятся вне зацепления, что обеспечивает вращение роликов формующих клетей предварительного 2 и 3 и окончательного 8 и 9 формообразования с разной угловой скоростью и в .одном направлении. Все верхние рабочие валы имеют индивидуальную регулировку для настройки профилированного зазора в роликовых парах на толщину исходной заготовки. Такое устройство обеспечивает снижение металлоемкости, компактность и повышенную жесткость всего формующего-тянущего узла за счет меньшего расстояния между стенками корпуса, кинематичес.кой связи передач.

Устройство работает следующим образом.

Вращение от электропривода передают на вал 5 с шестерней 13 и через шестерни 16 и 17 рабочим валам с жестко посаженными на них роликами

2 и 8, обеспечивая их вращение противоположно шестерне 13. Через зубчатое колесо 14 паразитные шестерни 20 и 21 передают вращение на нижние рабочие валы с шестернями 18 и 19 и жестко посаженными роликами 3 и 9, обеспечивая их вращение с повышенной их угловой скоростью в направлении движения заготовки. От шестерен 17 и 19 через 23 вращение передают од новременно на верхний и нижний валы с жестко посаженными на них роликами 11 с помощью зубчатой передачи 22.

Верхний и нижний ролики 4 и ll имеют одинаковые угловые скорости соответственно <1 = м3 и подают заготовку с линейной скоростью по оси профилирования V = Vq . При этом в роли5

Пример. На модернизованной многороликовой машине с заменой шестерен по предлагаемому способу получают при холодной деформации корытообраэные профили из листовых заготовок толщиной 0,6 и 0,8 мм материалов марки Д16АТВ, ОТ4-1, ОТ4.

Профили имеют высоту Н, равную 15 и

20 мм, угол гибки боковых стенок и фланцев 65 и 70О, ширину полок 10 и 15 мм. На первом переходе получают профилированную заготовку с окончательно отогнутыми боковыми стенками и R(So > 5 при Ь )Я = 25-36, на втором переходе — предварительный профиль, подготовленный для его окончательного формообразования с малыми радиусами и утолщенной зоной сгиба в условиях стесненного объемного изгиба. Получены бездефектные профили с утолщением по зонам сгиба Q = S gо, где $ — толщина по бис.сектрисе угла, для Д16АТВ

1,20-1,36, для ÎÒ4-1 и ОТ4 11 =l, 5— 1,18 и $ = 1,10-1,14соответственно и относительными радиусами 0,45-0,6.

Утолщение по полкам получают до 3-6Х.

После калибровки в роликах профили имеют точность размеров по сечению по 8-11 квалитетам. Скорость профилирования используют 12-15 м/мин. При модуле зацепления rn = 5 шестерни привода клетей имеют число зубьев

7 = Zq=24, привода верхних валов формующих клетей Z,= Z = 26, а нижних E = 7. = 16 при межосевом расстоянии 120 мм.

Такое проведение способа в совокупности с предлагаемым устройством по сравнению с известными позволяет получить при прокатке длинномерные тонкостенные профили с четырьмя и более зонами сгиба, например корытообразные, при холодной деформации, в том числе из труднодеформируемых материалов, высотой до 25-30 толщин заготовки за три перехода за счет повышения на 30-40 предельных степеней деформации на каждом переходе при создании противодавления по различным поверхностям сдвигового напряжения по высоте профиля и осевого подпора при окончательном формообразовании.Кроме того, позволяет

1215792

Г

@UZ. 7 р1ПП1П11 Заказ 931/9 Тираж 783 Подписное филиал П1Ш "Патент", r ужгород,, ул. Проектная, 4 повысить производительность за счет повышения скорости профилирования по сравнению с волочением до 1520 м/мин без снижения качества изготовления, получить профили с жесткостью на 25-30% превышающей жесткость профилей, полученных обычной гибкой, за счет создания локаль- ного утолщения и значительного уменьшения относительных радиусов по зонам сгиба, а также уменьшить габариты оборудования, снизить его металлоемкость и стоимость при повышении жесткости и надежности за счет компактности, уменьшения числа формующих и тянущих клетей, уменьшения длины рабочих валов и расстояния между стенками корпуса и снизить металлоемкость и стоимость формующего инструмента за счет умень1О шенин количества переходов и возможности создания дополнительного тянущего усилия в формующих клетях.