Способ изготовления гнутых профилей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования при производстве тонкостенных гнутых профилей в виде желобов, изогнутых по радиусу с закрытыми эллиптическими отбортовками и участками двойной толщины. Цель изобретения - улучшение качества профилей за счет создания беззазорного соединения элементов замыкающих участков двойной толщины. На первых переходах осуществляют формовку желоба одновременно с формовкой отбортовок, выполняя V1X сначала круглой формы подгибкой краевых участков полосы посто- .янным радиусом во всех переходах для касания наружных боковых кромок внутренней поверхности окончательно сформованного желоба. Величину радиуса изгиба и угол подгибки определяют по расчетны'м зависимостям. В последнем переходе осуществляют осадку круглых отбортовок в эллиптические с образованием участков двойной толщины, прикладывая сжимающие усилия в направлении осей эллипса при сохранении общей ширины профиля. 4 ил.(Лс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)з В 21 0 5/06. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766624/27 (22) 11.12.89 (46) 07.02,92, Бюл. ¹ 5 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) С.M.MèõàéëîB, А.П.Игнатенко, В.В,Клепандэ и В.М.Соколов (53) 621.981.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1349828, кл. В 21 D 5/06, 10.06.86. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЪ|Х

ПРОФИЛЕЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования при производстве тонкостенных гнутых профилей в виде желобов, изогнутых по радиусу с закрытыми эллиптическими отбортовками и участками двойной толщины. Цель изобретения — улучИзобретение относится к механической обработке давлением листового материала

/ с помощью валков специальной формы и предназначено для использования преимущественно в металлургической промышленности, а также в сельскохозяйственном и транспортном машиностроении.

Известен способ изготовления гнутых профилей, в котором описана технология формовки тонкостенных гофрированных профилей с замкнутыми краевыми отбортовками, имеющих участки двойной толщины. При этом для устранения волнистости элементов нахлеста участка двойной толщины и качественного сопряжения элементов этого участка поперечного сечения в последних переходах осуществляют обжатие по толщине участка двойной толщины, . шение качества профилей за счет создания беззазорного соединения элементов замыкающих участков двойной толщины. На первых переходах осуществляют формовку желоба одновременно с формовкой отбортовок, выполняя их сначала круглой формы подгибкой краевых участков полосы постоянным радиусом во всех переходах для касания наружных боковых кромок внутренней поверхности окончательно сформованного желоба. Величину радиуса изгиба и угол подгибки определяют по расчетным зависимостям. B последнем переходе осуществляют осадку круглых отбортовок в эллиптические с образованием участков двойной толщины, прикладывая сжимающие усилия в направлении осей эллипса при сохранении общей ширины профиля. 4 ил.

Недостатком способа является то, что он применим только для профилей с замкнутыми отбортовками, участки двойной толщины которых доступны для контакта с обоими формующими валками, когда возможно обжатие этих участков, и не применим для профилей, у которых участки двойной толщины имеют контакт только с одним из валков. Недостатком способа является также резкое увеличение усилия, потребного для обжатия, с уменьшением толщины формуемого металла, особенно для профилей толщиной менее 1 мм. Поэтому по конструктивным данным существующих станов по производству тонкостенных гнутых профилей развитие такого усилия не и редставляется возможн ы м.

Известен также способ изготовления тонкостенных профилей панели с краевыми

1710166 отбортовками, завитыми в виде трубок.

Данный способ предусматривает устранение продольного скручивания и прогибов на готовых профилях специальной валковой арматурой в виде межклетевых пар горизонтальных роликов с определенным соотношением их диаметров, чем и обеспечивается положение правильных и раскручивающих усилий на формуемый профиль, за счет чего достигается также и стабильное качество замкнутых краевых отбортовок.

Недостатками данного способа являются отсутствие гарантироеаннога обеспечения беззазорного сопряжения замыкающих элементов замкнутых краевых отбортовок на готовом профиле и то, что в нем нет рекомендаций по качественной отфармовке краевых отбортовок эллиптической или круглой формы, имеющих замыкающие участки двойной толщины с безэаэорным сопряжением элементов. Кроме тога, в способе отсутствуют математические зависимости для расчетного определения размеров элементов замкнутых краевых отбортоеок и последовательность их вычисления в соотношении со средней частью профиля, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления полузакрытых профилей с отбортовками или элементами двойной толщины у кромок. Способ предназначен для использования е сельскохозяйственном машиностроении при изготовлении желобов кормораздатчиков и предусматривает предупреждение винтообразного скручивания при формовке преимущественно желобов кормораздатчикое, состоящих иэ наклонных стенок разной величины. полок с элементами двойной толщины у кромок или отбортовками и криволинейных участков сопряжения полок и стенок.

Для этого при последовательной гибке вначале осуществляют полную формовку элементов у кромок, затем гибку полок до их окончательной конфигурации, а затем гибки стенок. Далее гибку стенок у профилей, имеющих верхнюю стенку, сопряженную с меньшей наклонной стенкой, начинают с гибки верхней и большей наклонной стенок относительно меньшей наклонной стенки, которую размещают в плоскости формовки, выдерживая центры криволинейных участков сопряжения полок и стенок на одном уровне до полной отформоеки верхней стенки, а затем осуществляют гибку наклонных стенок относительно криволинейного участка их сопряжения. Гибку стенок до достижения верхней стенкой вертикального положения осуществляют радиальными усилиями с приложением одновременно взаимна уравновешенных осевых усилий сжатия к наружной поверхности криволи5 нейных участков сопряжения полок и стенок.

Недостатком известного способа является отсутствие приемов. обеспечивающих беззазорное сопряжение замыкающих эле10 ментов замкнутых краевых отбортоеок на готовом профиле. Способ предназначен для формовки замкнутых краевых элементов, кромки замыкающих участков двойных толщин которых находятся вне замкнутых эле15 ментов, а не для профилей, кромки участков двойной толщины которых заворачиваются внутрь замкнутых отбортовок и недоступны для контакта с валками.

Кроме того, известный способ предназ20 начен для формовки профилей желобчатой конфигурации, образуемой прямолинейными элементами, а не для желоба, выполненного по радиусу, поэтому способ не обеспечивает профилям второй формы до25 статочного уровня качества.

Целью изобретения является улучшение качества профилей с желобчатыми, изогнутыми по радиусу, эллиптическими отбортовками и участками двойной толщи30 ны, подогнутыми внутрь отбортовок, за счет . создания баззазорного соединения элементов замыкающих участков двойной толщины.

Профили е виде желоба с замкнутыми

35 краевыми отбортовками, завернутыми внутрь желоба, имеющие замыкающие участки двойной толщины, формуют из паласовых заготовок пбследовательной подгибкой по переходам. При этом формовку отборто40 вок осуществляют одновременно с формовкой желоба, причем отбортовки формуют вначале круглой формы подгибкой краевых участков полосы постоянным радиусом изгиба во всех переходах до касания поверх45 ности окончательно сформованного желоба. Величину радиуса изгиба Rb и конечный угол р подгибки круглых отбортовок определяют из зависимостей

L-(Râ+ S) < : (1)

s0 i =(R8+ s) (2л — p), (2) где L — длина развертки эллиптической отбортовки, мм;

S — тол цина материала, мм;

1 — длина участка двойной толщины, мм, 55 В последнем переходе производят осадку круглых отбортовок в эллиптические с образованием замыкающих участков двойной толщины, прикладывая сжимающие усилия для каждой отбортоеки в на1710166 правлении осей эллипса при сохранении общей ширины профиля.

Осуществление формовки отбортовок одновременно с формовкой желоба обеспечивает уменьшение пружинения металла 5 при подгибке по переходам в местах сопряжения отбортовок с желобчатой средней частью профиля и создает условие точного выполнения размеров отбортовок предварительной круглой формы, 10

Формовка краевых отбортовок сначала круглой формы постоянным радиусом по переходам обеспечивает максимальное снижение пружинения и стабильность размеров по длине профиля перед осадкой 15 круглых отбортовок в эллиптические за счет равномерного распределения деформаций по переходам.

Формовка круглых краевых элементов до момента касания наружнйх боковых" кро- 20 мок внутренней поверхности окончательно сформованного желоба обеспечивает создание максимально возможного взаимного прижатия сопрягающихся элементов замыкающих участков двойной толщины 25 для беззазорного соединения их после осадки круглых отбортовок в.эллиптические усилием распружинивания замыкающих участков эллиптических отбортовок в сторону запирающей это распружинивание внут- 30 ренней поверхности желоба.

Конечный угол подгибки iр и радиус R изгиба при формовке круглых отбортовок определяются зависимостями, описывающими равенство длины участка двойной 35 толщины на профиле длине L> дуги внутренней поверхности желоба, замыкающей сформованные круглые замкнутые отбортовки. Из этого условия следует, что развертка эллиптической отбортовки на готовом 40 профиле без учета двойной толщины, равная L, на сформованной круглой отбортовке радиусом R2 соответствует некоторой величине центрального угла рдлиной дуги, равной L. Отсюда получается зависимость (1). 45

Или, используя формулу длины развертки эллипса через его главные оси а и b, можно записать

Z — (a+ b)-, Л (3)

Приняв равенство длины дуги Li, замыкающей по внутренней поверхности желоба наружную поверхность круглых отбортовок, длине дуги L2 по окружности наружной поверхности круглых отбортовок между замы-каемыми точками, которой соответствует 55 центральный угол (2 ч — р), можно записать (2.= L1 = (Rb+ S) (2 Л вЂ” Р ), (4) а так как 9 =1, то, подставляя в левую часть (4) 1, получают зависимость (2).

Приложение в последнем переходе сжимающих усилий к каждой отбортовке для осадки их из круглых в эллиптические в направлении осей эллипса при сохранении общей ширины профиля обеспечивает беззазорное сопряжение элементов участков двойной толщины эа счет упругого прижатия упругим распружиниванием боковых кромок к внутренней запирающей это распружинивание поверхности желоба, Для осуществления предлагаемого способа изготовления гнутых и рофилей необходимо наличие устройства, имеющего пары валков, соответствующей формы, установленные последовательно одна за другой, привод вращения валков, а также устройство подачи листовой заготовки и режущее устройство для разделения на мерные длины, а также наличие достаточного числа пар формующих валков в устройстве для размещения требуемого числа переходов.

Положительный эффект при осуществлении способа получают за счет улучшения качества гнутых профилей созданием беззазорного сопряжения замыкающих элементов пустотелых отбортовок, что снижает расход эмали при покрытии продукции, изготавливаемой из профилей.

Ка фиг. 1 изображена схема поперечного сечения профиля, изготавливаемого по предлагаемому способу; на фиг. 2 — схема поперечного сечения профиля перед последним переходом; на фиг. 3 — схема технологических переходов по предлагаемому способу; на фиг. 4 — схема приложения усилий осадки.

Способ осуществляют следующим образом.

Используя данные размеров требуемого профиля, находят величины Rb и р по зависимостям (1) и (2), Затем определяют общее число переходов для формовки профиля, исходя из размеров и кривизны желоба, а также величины угла р, распределяя его по переходам из условия равномерности деформаций при формовке круглых краевых отбортовок. В последнем переходе проектируется только осадка краевых отбортовок круглой формы в эллиптические. После определения общего числа переходов и режимов подгибки по переходам, используя схемы формовки, производят расчет калибровки валков по данным режима подгибки и размеров элементов профиля.

Например; по предлагаемому способуна стане 0,6 3 60 — 450 изготовлен спецпрофиль 20 8 6 0,6 мм из стали марки Ст3кп, 1710166 (6) толщиной 0,6 мм, имеющий желобчатое основание 1, изогнутое радиусом 15, и замкнутые краевые отбортовки 2 эллиптической формы с главными осями а = 7,5 мм и Ь - 3,5 мм и замыкающими участками 3 двойной толщины и шириной = 1,60 мм.

Из зависимостей (1) и (2) находят значение р

2xL

<=! +! (5)

Подставляя в (5) значение L из (3) получают

Р= — Са+Ь)+!

Подставляя значения размеров эллиптических отбортовок для указанного профиля, определяют величину угла р- 5,75 рад.

Затем из соотношения (1) находят величину радиуса изгиба при формовке круглых отбортовок

2 (а+Ь) — 5у

Rb - - — . (8) ф

Подставляя значения известных величин в правую часть формулы (8), определяют величину радиуса для конкретного профиля

Rb = 2,4 мм.

По разработанной технологии спецпрофиль 20 8 6 0,6 MM формуется в шести переходах. При этом основание желобчатой формы формуется в трех первых переходах радиусами изгиба 50 мм в первом переходе и 15 мм во втором и третьем переходах.

Одновременно формуются и краевые Отбортовки: сначала круглой формы в 1-5 переходах постоянным радиусом изгиба Rb = 2,4 мм до момента касания наружных боковых кромок внутренней поверхности сформованного желоба при конечном угле подгибки p= 5,75 рад, а в последнем (шестом) переходе круглые отбортовки осаживаются в эллиптические с образованием замыкающих участков двойной толщины в калибре. обеспечивающе м приложение сжимающих усилий по схеме предлагаемого способа.

Как показали данные промышленных испытаний на стане 0,6-3 30-450 ЧерМК при изготовлении спецпрофиля 20 8 90,6 мм, готовые профили по предлагаемому способу хорошего качества беэ прогибов при чаткол1 выполнении размеров поперечного сечения. На профилях всей партии имеется плотное беэ зазоров сопряжение элементов замыкающих участков двойной толщины замкнутых эллиптических отбортовок, При изготовлении этого же спецпрофиля по известному способу имеют место про5

55 дольные прогибы 10-15 мм на 1 м длины.

Зазоры между элементами замыкающих участков двойной толщины эллиптических отбортовок имеются на профилях всей партии и достигают величины 0,5-1,2 мм.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество профилей устранением продольных прогибов и созданием беззазорного сопряжения элементов замыкающих участков двойной толщины замкнутых эллиптических краевых отбортовок. Предлагаемый способ изготовления гнутых профилей позволяет улучшить товарный вид продукции и повысить ее служебные свойства эа счет создания беззазорного закрытия замкнутых краевых отбортовок, что уменьшает расход эмали при покрытии изделий из профилей у потребителей на 1 т продукции. Внедрение способа способствует улучшению экосистемы, так как снижение расхода эмали. загрязняющей атмосферу испарениями, уменьшает ее производство и объем применения.

Формула изобретения

Способ изготовления гнутых профилей из полосовых заготовок, преимущественно

Ф тонкостенных, в виде желоба с замкнутыми краевыми отбортовками, завернутыми внутрь желоба, имеющими замыкающие участки двойной толщины, путем последовательной по переходам подгибки элементов профиля, в котором на первых переходах осуществляют формовку отбортовок, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества профилей с желобами. изогнутыми по радиусу, отбортовками в форме эллипса и участками двойной толщины, подогнутыми внутрь отбортовок, за счет создания беззазорного соединения элементов замыкающих участков двойной толщины, формовку отбортовок осуществляют одновременно с формовкой желоба, при этом отбортовки формуют вначале круглой формы подгибкой краевых участков полосы постоянным радиусом изгиба во всех переходах до,касания наружных боковых кромок внутренней поверхности окончательно сформованного желоба, а радиус изгиба Rb и конечный угол р подгибки круглых отбортовок определяют по зависимостям !

-=(! ь+ S) p: ! = (R b + S) (2 т — p ) . где L — длина развертки эллиптической отбортовки, мм;

S -- толщина материала заготовки; ! — длина участка двойной толщины. л1м, в последнем переходе производят осадку круглых отбортовок в эллиптические с образованием замыкающих участков двойной

1710166

10 толщины, прикладывая сжимающие усилия для каждой отбортовки в направлении осей. эллипса при сохранении общей ширины профиля.

Составитель И.Куликов

Техред М.Моргентал Корректор Патай г

Заказ 291 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент ". r. Ужгород. ул.(агарина 101