Способ производства гнутых профилей

 

Использование: при изготовлении гнутых профилей со сложной конфигурацией сечения из заготовки толщиной от 0,6 до 1,0 мм. Сущность изобретения: в первом проходе производят одновременное формообразование полукруглого гофра и подгибку отбортовок. Во втором проходе этот гофр переформовывают в трапециевидный с минимальной поперечной вытяжкой, предполагающей увеличение периметра на 2 - 8%. В третьем и последующих проходах гофр освобождают от контакта с нижними валками, что исключает трещинообразование. Отбортовки подгибают с радиусами изгиба R, последовательно уменьшающимися до толщины заготовки. Подгибку полок производят с радиусами, равными толщине заготовки. Центры изгиба отбортовок перемещают вверх по дуге окружности относительно центров изгиба полок. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве сортовых холодногнутых профилей.

Гнутые профили проката, в том числе со сложной конфигурацией поперечного сечения, изготавливают путем подгибки элементов полосовой заготовки валками рабочих клетей профилегибочных станов.

Известен способ изготовления гнутых профилей, при котором формообразование по переходам осуществляют путем равных горизонтальных смещений кромки заготовки в формующих валках от предыдущей клети к последующей [1] Способ не пригоден для производства гнутых профилей с отбортовками, подгибаемыми внутрь (типа С-образных).

Наиболее близким по технической сущности является способ производства гнутых профилей, включающий последовательное по проходам формообразование гофрированной стенки, подгибку отбортовок, осуществляемую с последовательно умень- шающимися радиусами изгиба, подгибку полок и свободную гибку отбортовок [2] Недостатком данного способа является большое количество требуемых проходов, что увеличивает затраты на производство проката.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является сокращение затрат на производство за счет уменьшения числа проходов без ухудшения качества профилей.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе производства гнутых профилей, включающем последовательное по проходам формообразование стенки, подгибку отбортовок, осуществляемую с последовательно уменьшающимися радиусами изгиба, подгибку полок и свободную гибку отбортовок, при изготовлении из заготовки толщиной от 0,6 до 1,0 мм профиля с трапециевидным гофром на стенке в первом проходе осуществляют формирование полукруглого гофра, которое производят одновременно с подгибкой отбортовок, во втором проходе полукруглый гофр переформовывают в трапециевидный с увеличением его периметра на 2-8% уменьшение радиусов изгиба отбортовок производят до величины, равной толщине заготовки, подгибку полок осуществляют с постоянным радиусом изгиба, равным толщине заготовки, а центры изгиба отбортовок перемещают вверх по дуге окружности относительно центров изгиба полок.

Сущность изобретения заключается в том, что формообразование гофра (в двух проходах) осуществляется одновременно с подгибкой отбортовок профиля, что сразу уменьшает количество формующих проходов на два. Далее, с целью исключения переформовки гофра и максимального снятия в нем остаточных напряжений (что благоприятно сказывается на геометрии профиля), сначала формуется полукруглый гофр, который затем переформовывается в трапециевидный с минимальной поперечной вытяжкой (2-8%), и в последующем освобождается от контакта с нижними валками, что гарантирует отсутствие зажатия гофра в калибрах и, следовательно, трещинообразования.

Кроме того, выбранные величины радиусов подгибки полок и отбортовок, а также расположение мест изгиба последних предотвращают переформовку этих мест, что особенно важно для создания прямолинейных (без волнистости) кромок за минимальное число проходов. Все описанные особенности данного способа обеспечивают производство качественных гнутых профилей при относительно небольшом числе клетей. В частности, малая толщина профиля позволяет совмещать подгибку полок и отбортовок на более ранней (чем у прототипа) стадии, что также сокращает количество проходов.

На чертеже показана схема формовки профиля с гофрированной стенкой, полками и отбортовками.

В I проходе на стенке 1 формируется промежуточный гофр 2 полукруглого сечения радиусом R_г и одновременно осуществляется подгибка отбортовок 3 на угол β₁, причем радиус места изгиба (т.О₁) максимальной величины R₁.

Во II проходе начинается подгибка полок 4 на угол α₂ и продолжается подгибка отбортовок 3 на угол β₂, а полукруглый гофр 2 переформовывается в трапециевидный 5, периметр которого больше на величину от 2 до 8% Гофр контактирует с обоими валками (показано штриховкой). Место изгиба О₁ формируется радиусом R₂ < R₁, а место изгиба О₂ радиусом r s (толщине профиля), причем, расстояние между т.т. О₁ и О₂ равно l, и положение центра изгиба радиуса r неизменно во всех проходах II до VIII (т.е. l'const).

В III проходе полки и отбортовки подгибаются, соответственно, на углыα₃ и β₃ а гофр контактирует только с верхним валком (как и в последующих проходах IV-VIII), величина l const.

Начиная с IV прохода все радиусы изгиба равны S. В проходах от V до VIII осуществляется свободная подгибка отбортовок, контактирующих в VI, VII и VIIIk проходах только с элементами верхнего валка (показано штриховкой), при этом отбортовки подгибаются внутрь в направлении к оси формовки yy. Так как величина l' const, то центр изгиба радиусов R перемещается от прохода к проходу по дуге окружности (ее радиус по величине близок к l) относительно центра изгиба радиусов r s. Кромки промежуточного профиля после II прохода, а также его параметр В после IV, VI и VIII проходов "контролируются" вертикальными роликами соответствующей конфигурации.

Опытную проверку производили на полупромышленном профилегибочном стане 0,3-1,5х20-90 Магнитогорского меткомбината при формовке профиля "плинтус" 50х10х1 мм из ст. 3 кп. Профиль формовался в 8 клетях с использованием пяти пар вертикальных роликов (перед I клетью и за II, IV, VI и VIII клетями). В опытах фиксировали точность размеров (величины отдельных элементов и углов) и геометрии (кривизну и скручивание) профиля при различных вариантах калибровки валков. Критерием качества профилей являлось их полное соответствие требованиям технических условий.

При формовке по данному способу все 100% профилей соответствовали этим требованиям.

Формообразование гофра на стенке за один проход, равно как контактирование его внутренних поверхностей с нижним валком, вызывали трещинообразование в местах изгиба гофра (отсортировка до 3%). При формообразовании гофра за два прохода, но с увеличением периметра трапециевидного его сечения на 9-13% на отдельных штангах также наблюдались трещины. При разнице периметров трапециевидного и полукруглого сечений, равной 0-1,5% на готовом гофре появлялись "морщины" (очевидно, из-за излишка металла).

Подгибка отбортовок одинаковыми радиусами, а также формовка с переменным расстоянием между центрами мест изгиба О₁ и О₂ (см. чертеж) приводила к волнистости кромок сверх допуска и к сортировке профилей.

Формовка мест изгиба между стенкой и полками (т. О₂) радиусами переменной величины увеличивала отклонения размеров b, B и H профиля от номинала, что ухудшало качество проката.

Контрольное профилирование этого же профиля по способу-прототипу в 12 клетях (I и II проходы гофр, III-IV подгибка отбортовок, затем полок и отбортовок) дало примерно тот же уровень качества, но в нескольких случаях отмечены гофры с трещинами (брак).

Предлагаемый способ был также опробован с аналогичными результатами на двух других профилеразмерах "плинтуса" толщиной 0,6 и 0,8 мм (основные их размеры несколько отличались от параметров профиля 50х10х1 мм).

П р и м е р ы осуществления способа. 1. Профиль 50х10х1 мм из ст. 3кп формуется за 8 проходов с формообразованием промежуточного полукруглого гофра с R_г 12 мм, h_г 2,8 мм и l'' 11,2 мм (периметр П₁ 18,2 мм) в I проходе и с переформовкой его в трапециевидный с γ= 45^о, h 2,8 мм и l''11,2 мм (периметр П₂ 19,1 мм и П₂:П₁≈ ≈1,05, т.е. разница 5% Углы подгибки отбортовок Δβ-α по проходам: 0°__→ 10°__→ 22°__→ 36°__→ 54°__→ 64°__→ 78°__→ 90° полок (α ): 0°__→ 10°__→ 28°__→ 36°__→ 45° т.е. α_4-8 45^о.

Радиусы изгиба отбортовок: R₁ 8,5, R₂ 3,5, R₃ 2,0, R₄.R₈ 1,0 мм, полок: rconst 1 мм.

Расстояние между т.т. О₁ и О₂: l const 5,2 мм, l' 19 мм constВ III-VIII проходах гофр не контактирует с нижним валком.

Размеры готового профиля: В 50, Н10, b_o 6, b 38, S 1 мм, α= 45^о, δ= 90^о, все радиусы 1 мм.

3. Тот же профиль, но высота трапециевидного гофра h_г 2,6 мм и П₂ 18,6 мм, т.е. П₂ П₁ 18,6 18,2 ≈1,02.

Аналогичный профиль, но h_г 3 мм и П₂ 19,7 мм, т.е. П₂ П₁ 19,7 18,2 ≈1,08.

Данный способ по сравнению с наиболее близким аналогом позволяет сократить затраты на производство профилей за счет уменьшения числа формующих клетей в 1,5 раза.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ, включающий последовательное по проходам формообразование гофрированной стенки, подгибку отбортовок, осуществляемую с последовательно уменьшающимися радиусами изгиба, подгибку полок и свободную гибку отбортовок, отличающийся тем, что при изготовлении из заготовки толщиной 0,6 1,0 мм профилей с трапециевидным гофром на стенке в первом проходе осуществляют формирование полукруглого гофра, которое производят одновременно с подгибкой отбортовок, во втором проходе полукруглый гофр переформовывают в трапециевидный с увеличением его периметра на 2 8% уменьшение радиусов изгиба отбортовок производят до величины, равной толщине заготовки, подгибку полок осуществляют с постоянным радиусом изгиба, равным толщине заготовки, а центры изгиба отбортовок перемещают вверх по дуге окружности относительно центров изгиба полок.