Способ изготовления гнутых профилей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования при изготовлении гнутых профилей (П) с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь П и с другой наружу, с пятью местами изгиба (МИ), образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементный участок П, причем вогнутый трехэлементный участок П образует его пятое МИ, считая от полки внутрь П, в черной металлургии, тракторном, транспортном и сельскохозяйственном машиностроении и судостроении. Цель изобретения повышение качества П за счет уменьшения их винтообразного скручивания относительно продольной оси. Поставленная цель достигается тем, что поворот стенки П, сопряженной с его третьим и четвертым МИ, считая от полки внутрь П, осуществляют в технологических формующих переходах относительно вершины третьего МИ П, считая от любой его полки, в направлении, противоположном направлению подгибки полок, до достижения в последнем технологическом формующем переходе конечного угла поворота, величину которого вычисляют по расчетной зависимости. 7 ил. 2 табл.

Изобретение относится к механической обработке давлением листового материала с помощью валков специальной формы и предназначено для использования преимущественно в черной металлургии, а также в транспортном, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении и судостроении.

Изготовление гнутых профилей с несимметричной конфигурацией поперечного сечения в валках связано с большими затруднениями из-за несимметричной деформации металла, вызывающей винтообразное скручивание, продольный прогиб и изменение основных размеров поперечного сечения по длине профиля. Для предупреждения и устранения этих дефектов применяют различные способы формовки, в которых предусматриваются увеличенное количество технологических переходов, применение правки и раскручивание профилей в процессе их изготовления, нагрев исходной заготовки и другие приемы. Однако указанные способы в ряде случаев не находят применния из-за усложнения конструкции калибров валков, чрезмерного увеличения количества технологических переходов, применения дополнительного оборудования для нагрева и правки профилей. Тогда не обеспечивается заданное качество профилей из-за их винтообразного скручивания и продольного прогиба, волокнистости кромок полок и других дефектов.

Известен способ изготовления несимметричных гнутых профилей [1] согласно которому, с целью обеспечения качественной формовки профилей за счет повышенной точности их геометрических размеров, в каждом черновом технологическом переходе одновременно подгибают полки профиля в противоположных направлениях на углы, обеспечивающие равные горизонтальные перемещения кромок полок, в предчистовых технологических переходах одновременно подгибают большую полку профиля и в противоположном направлении поворачивают стенку профиля относительно вершины места изгиба, прилежащий к большой полке, в чистовых технологических формующих переходах возвращают стенку профиля в плоскость формовки, а затем деформовывают профиль до заданной конфигурации.

Существенным недостатком этого аналога является получение в ряде случаев профилей невысокого качества вследствие отсутствия взаимного уравновешивания формоизменяющих моментов всех элементов профиля по всем технологическим формующим переходам.

Известен также способ изготовления гнутых неравнополочных профилей швеллерного типа [2] согласно которому, с целью повышения качества профилей путем предупреждения их винтообразного скручивания, в первых технологических переходах формуют уголок с полкой, ширина которой равна ширине большей полки профиля, а в последних переходах, после отформовки угла между стенкой и большей полкой профиля, возвращают стенку профиля в плоскость формовки и догибают меньшую полку до заданной конфигурации.

Основным недостатком второго аналога (как и первого) является получение в ряде случаев профилей невысокого качества вследствие отсутствия взаимного уравновешивания суммарных (по поперечному сечению) формоизменяющих моментов по всем технологическим формующим переходам.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранный в качестве прототипа способ изготовления неравнополочных гнутых профилей [3] согласно которому, с целью предупреждения винтообразного скручивания профилей, их формообразование осуществляют за счет равных горизонтальных смещений кромок заготовки в осевой плоскости каждого технологического формующего перехода.

Существенным недостатком прототипа и обоих аналогов является то, что при изготовлении замкнутых гнутых профилей с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, в ряде случаев получают профили невысокого качества из-за их винтообразного скручивания, выходящего за допустимые пределы. Для получения профилей с винтообразным скручиванием в допустимых пределах вследствие взаимного уравновешивания всех формоизменяющих моментов, приложенных ко всем плоским элементам во всех технологических переходах, необходимо подгибать плоские элементы профиля на различные углы и в последнем технологическом формующем переходе фиксировать положение профиля в пространстве.

Так, например, режим профилирования при изготовлении замкнутого гнутого профиля 105х50х65х35х2 мм с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, из низколегированной стали 10ХСНД (с ширинами плоских элементов и разверток расположенных между ними мест изгиба b₁ 13,5 мм, b₂ 65,1 мм, b₃ b₅ b₇ b₉ b₁₁ 7,7 мм, b₄ 53,0 мм, b₆ 37,4 мм, b₈ 23,0 мм, b₁₀ 17,4 мм, внутренним радиусом мест изгиба r 4 мм, конечными углами изгиба мест изгиба α_к=β_к=δ_к=ε_к=μ_к=90^о, толщиной металла исходной заготовки S2 мм и шириной исходной заготовки В_заг.248 мм), определенный согласно способу прототипа, приведен в табл.1.

Профиль формовали порулонным способом на профилегибочном стане 2.5х x200.550. В связи с отсутствием в описании прототипа конкретных указаний по порядку подгибки плоских элементов профиля и величины их углов подгибки при изготовлении гнутых профилей с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, согласно способу-прототипу порядок подгибки плоских элементов профиля по переходам и предельную величину угла подгибки за проход (20^о) были приняты такими же, как и при изготовлении профиля согласно предлагаемому способу.

В первом задающем технологическом переходе исходную заготовку направляли вдоль профилегибочного стана.

Во втором пятнадцатом технологических формующих переходах формовали места изгиба профиля путем многопереходной подгибки плоских элементов профиля. При этом во втором технологическом формующем переходе формовали два места изгиба профиля, в третьем седьмом три места изгиба, в восьмом четыре места изгиба, в девятом пятнадцатом все пять мест изгиба профиля. Углы изгиба мест изгиба полосы в последнем пятнадцатом технологическом формующем переходе равнялись конечным углам мест изгиба готового профиляα_к=β_к=δ_к=ε_к=μ_к=90^о. В этом переходе профиль доформовывали до заданной конфигурации. Углы поворота γ_t стенки профиля шириной b₈ во втором четырнадцатом технологических формующих переходах определяли по методу экспертных оценок; конечный угол поворота γ_кэтой же стенки профиля в последнем пятнадцатом технологическом формующем переходе определяли, исходя из принципа равных горизонтальных перемещений кромок.

Для получения готового профиля 105х x50х65х35х2 мм потребовалось 15 технологических переходов. Винтообразное скручивание готового профиля составило 2^o30' 3^о на 1 м длины, что выходит за пределы требований ГОСТ 8281-80 "Сталь холодногнутая. Швеллеры неравнополосные. Сортамент" (допускаемое винтообразное скручивание 1^о на 1 м длины).

Целью изобретения является повышение качества профилей за счет уменьшения их винтообразного скручивания относительно продольной оси.

Цель достигается тем, что, при формовке профиля в валках путем многопереходного поворота стенки профиля относительно вершины прилежащего к этой стенке места изгиба в направлении, противоположном направлению подгибки одной из полок профиля и одновременной многопереходной подгибки остальных плоских элементов профиля до его заданной конфигурации, поворот стенки профиля, сопряженной с его третьим и четвертым местами изгиба, считая от полки внутрь профиля, осуществляют в технологических формующих переходах относительно вершины места изгиба профиля с конечным углом изгиба ε_к в направлении, противоположном направлению подгибки полок, до достижения в последнем технологическом формующем переходе конечного угла поворота γ_к, величину которого вычисляют по формуле γ_к b₁α_к+b₁+b+b₁+b-b₂+b+b, (1) где α_к= δ_к=ε_к=μ_к=β_к конечные углы изгиба соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого мест изгиба профиля, считая от полки внутрь профиля; b₁ ширина полки внутрь профиля; b₂ ширина полки наружу профиля; b₃, b₅,b₇,b₉,b₁₁ ширина разверток мест изгиба профиля с конечными углами изгиба соответственно α_к,δ_к,ε_к, μ_к,β_к; b₄, b₆, b₈, b₁₀ ширины стенок профиля соответственно первой, второй, третьей, четвертой, считая от полки внутрь профиля; В_заг ширина исходной заготовки; m 0,95.1,1 эмпирический коэффициент.

Для обеспечения винтообразного скручивания готового профиля в пределах допустимых значений необходимо и достаточно, чтобы система суммарных (по поперечным сечением формуемой полосы) формоизменяющих моментов, приложенных к формуемой полосе во всех технологических переходах, была уравновешена, т.е. чтобы выполнялось равенство М⁽_t^фс)=0
(2) где t номер технологического формующего перехода;
М_t^(фс) суммарный (по поперечному сечению формуемой полосы) формоизменяющий момент, приложенный к формуемой полосе в t-том технологическом формующем переходе;
n количество всех технологических формующих переходов.

При формовке только одного места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого α_к, путем подгибки полки внутрь профиля и одновременного поворота многоэлементного участка профиля, состоящего из полки наружу профиля, его четырех стенок и мест изгиба, расположенных между ними, в противоположных направлениях, формоизменяющие моменты, необходимые для формоизменения всех элементов полосы в каждом t-том технологическом формующем переходе, в первом приближении, при удерживании формуемого места изгиба на постоянном уровне в соседних t-том и (t-1)-ом технологических формующих переходах, определяются зависимостями
М^(ф)_t,1,n S²l_t,1 + Jb_i(Δα_t-Δγ_t,1)S³
(3)
М^(ф)_t,1,c S²l_t,1 + J(B_заг-b₁)Δγ_t,1,S³
(4)
М^(фс_t,1⁾=М^(ф)_t,1,n-М^(ф)_t,1,c JS³(t₁Δα_t-B_загΔγ_t,1)
(5)
где М^(ф)_t,1,n формоизменяющий момент, необходимый для формоизменения полки внутрь профиля и прилежащего к ней места изгиба, конечный угол изгиба которого α_к, на участке главного перехода t-того технологического формующего перехода при формовке только этого места изгиба профиля;
М ^(ф) _t,1,c- формоизменяющий момент, необходимый для формоизменения места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого α_к, и многоэлементного участка полосы, состоящего из полки наружу профиля, его четырех стенок и мест изгиба, расположенных между ними, на участке плавного перехода t-того технологического формующего перехода при формовке только места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого α_к;
М^(фс)_t,1 суммарный (по поперечному сечению формуемой полосы) формоизменяющий момент, необходимый для формоизменения всех элементов профиля на участке плавного перехода t-того технологического формующего перехода при формовке только места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого α_к; l_t,1 длина активной зоны участка плавного перехода места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого α_к, при формовке только этого места изгиба в t-том технологическом формующем переходе;
Δα_t изменение угла изгиба за проход места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого α_к, при формовке только этого места изгиба, в t-том технологическом формующем переходе;
Δγ_t,1 угол поворота за проход стенки шириной b₈, при формовке только места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого α_к, в t-том технологическом формующем переходе;
σ_т предел текучести материала заготовки;
S толщина металла заготовки;
J модуль упругости второго рода материала заготовки.

Аналогично предыдущему, для оставшихся четырех мест изгиба профиля запишем:
М^(фс_t,2⁾ JSb₁ + b-B
(6)
М^(фс_t,3⁾ JSb₁ + b-B
(7)
М^(фс_t,4⁾ JSb₂ +b-B
(8)
М^(фс_t,5⁾ JS³[b₂Δβ_t-B_загΔγ_t,5]
(9) где М_t,2^(фc), M_t,3^(фc) M_t,4^(фc), M_t,5^(фc) суммарные (по поперечному сечению формуемой полосы) формоизменяющие моменты, необходимые для формооизменения всех элементов профиля на участке плавного перехода t-того технологического формующего перехода при формовке только одного места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого соответственно δ_к,ε_к,μ_к,β_к;
Δδ_t Δε_t Δμ_t Δβ_t изменения углов изгиба за проход мест изгиба профиля, конечные углы изгиба которых соответственно δ_к,ε_к,μ_к,β_к, при формовке только каждого из них в t-том технологическом формующем переходе;
Δγ_t,2 Δγ_t,3 Δγ_t,4 Δγ_t,5 углы поворота за проход стенки профиля шириной b₈ при формовке только одного места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого соответственно δ_к,ε_к,μ_к,β_к, в t-том технологическом формующем переходе. При одновременной формовке всех пяти мест изгиба профиля рассматриваемого типа имеем
М⁽_t^фс)=М^(фс_t,1⁾+М^(фс_t,2⁾+М^(фс_t,3⁾-М^(фс_t,4⁾+M^(фс_t,5⁾ JSb₁Δα_t+b₁+
+ b+b₁ + b-b₂ +b+b₂Δβ_t-B
(10)
Δγ_t=Δγ_t,1+Δγ_t,2+Δγ_t,3-Δγ_t,4+Δγ_t,5
(11)
где М_t^(фc) суммарный (по поперечному сечению формуемой полосы) формоизменяющий момент, необходимый для формоизменения всех элементов формуемой полосы на участке плавного перехода t-того технологического формующего перехода при одновременной формовке всех пяти мест изгиба профиля;
Δγ_t угол поворота за проход стенки профиля шириной b₈ при формовке всех мест изгиба профиля в t-том технологическом формующем переходе.

Суммируя формоизменяющие моменты М_t^(фc) по всем технологическим формующим переходам, получим:
М⁽_t^фс) JSb₁α_к+b₁ + b+b₁ + b-b₂ + b
× μ_к+b₂β_к-B
(12)
Δγ_t=γ_к
(13)
Из (2) и (12) следует
γ_к b₁α_к+b₁ + b+b₁ + b-b₂ +b+b
(14)
На основании экспериментальных исследований имеем:
γ_к b₁α_к+b₁ + b+b₁ + b-b₂ +b+b (1)
где m=0,95.1,1 эмпирический коэффициент.

Следовательно, при изготовлении замкнутых гнутых профилей проката с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, согласно предлагаемому способу система суммарных (по поперечному сечению формуемой полосы) формоизменяющих мометов, приложенных к формуемой заготовке во всех технологических формующих переходах, уравновешена, что, в свою очередь, обеспечивает винтообразное скручивание гнутых профилей, описанного типа в пределах допустимых значений и достижение цели повышение качества профилей за счет уменьшения их винтообразного скручивания относительно продольной оси.

По имеющимся у заявителя данным в известных решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые отличают от прототипа предлагаемое техническое решение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Для осуществления в технологических формующих переходах, поворота стенки профиля шириной b₈ относительно вершины места изгиба, конечный угол изгиба которого ε_к, в направлении, противоположном направлению подгибки полки внутрь профиля до достижения в последнем технологическом формующем переходе конечного угла поворота γ_к необходимо и достаточно предусмотреть наличие конических элементов с соответствующими углами между образующими и осью в комплекте валков для изготовления профиля.

Отличие коэффициента пропорциональности m в формуле (1) обусловлено отсутствием учета деформационного упрочнения металла мест изгиба профиля при вычислении формоизменяющих моментов, приложенных к формуемой полосе. Выбор этого коэффициента проведен исходя из следующих соображений:
1) при коэффициенте m, меньшем 0,95, в некоторых случаях наблюдается винтообразное скручивание готового профиля, величина которого выходит за допустимые пределы, в направлении с полки внутрь профиля на полку наружу профиля;
2) при коэффициенте m, большем 1,1 в некоторых случаях наблюдается винтообразное скручивание готового профиля, величины которого выходят за допустимые пределы, в направлении с полки наружу профиля на полку внутрь профиля.

Проведенный анализ предлагаемого способа изготовления гнутых профилей с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующии четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементый участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, свидетельствует, что способ промышленно применим и положительный эффект при осуществлении изобретения будет получен благодаря взаимному уравновешиванию суммарных (по поперечному сечению формуемой полосы) формоизменяющих моментов, приложенных к формуемой полосе во всех технологических формующих переходах.

На фиг.1 изображена схема формовки гнутого профиля с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля;
На фиг. 2 поперечное сечение готового замкнутого гнутого профиля с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля;
На фиг.3 вспомогательная схема определения угла поворота за проход Δγ_t,1 стенки профиля шириной b₈ при формовке только места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого δ_к, в t-том технологическом формующем переходе;
На фиг. 4 вспомогательная схема определения угла поворота за проход Δγ_t,2, стенки профиля шириной b₈ при формовке места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого δ_к в t-том технологическом формующем переходе;
На фиг.5 вспомогательная схема определения угла поворота за проход Δγ_t,3 стенки профиля шириной b₈ при формовке только места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого ε_к, в t-том технологическом формующем переходе;
На фиг.6 вспомогательная схема определения угла поворота за проход Δγ_t,4 стенки профиля шириной b₈ при формовке только места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого μ_к, в t-том технологическом формующем переходе;
На фиг.7 вспомогательная схема определения угла поворота за проход Δγ_t,5 стенки профиля шириной b₈ при формовке только места изгиба профиля, конечный угол изгиба которого β_к, в t-том технологическом формующем переходе.

При изготовлении гнутых профилей с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, согласно предлагаемому способу путем формовки профиля в валках за счет многопереходного поворота стенки профиля относительно вершины прилежащего к этой стенке места изгиба в направлении, противоположном направлению подгибки одной из полок профиля, и одновременной многопереходной подгибки остальных плоских элементов профиля до его заданой конфигурации, поворот стенки профиля, сопряженной с его третьим и четвертым местами изгиба, считая от полки внутрь профиля, осуществляют в технологических формующих переходах относительно вершины места изгиба профиля с конечным углом изгиба ε_к в направлении, противоположном направлению подгибки полок, до достижения в последнем технологическом формующем переходе конечного угла поворота γ_к, величину которого вычисляют по формуле
γ_к b₁α_к+b₁ + b+b₁ + b-b₂ +b+b
где α_к, δ_к,ε_к,μ_к,β_к конечные углы изгиба соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого мест изгиба профиля, считая от полки внутрь профиля;
b₁ ширина полки внутрь профиля;
b₂ ширина полки наружу профиля;
b₃, b₅,b₇,b₉,b₁₁ ширина разверток мест изгиба профиля с конечными углами изгиба соответственно α_к,δ_к,ε_к,μ_к,β_к;
b₄, b₆, b₈, b₁₀ ширины стенок профиля соответственно первой, второй, третьей, четвертой, считая от полки внутрь профиля;
В_заг ширина исходной заготовки;
m 0,95.1,1 эмпирический коэффициент.

В технологическом задающем переходе 1 исходную заготовку 1 перемещают вдоль профилегибочного стана.

В промежуточных формующих переходах 11 формуют промежуточный несимметричный профиль швеллерного типа. При этом формуют место изгиба 2 профиля с конечным углом изгиба α_к, подгибая полку 3 шириной b₁ на угол α_t, и 4 с конечным углом μ_t, подгибая полку 5 шириной b₁₀ + b₁₁ + b₂ на угол μ_t; стенку 6 шириной b₄ + b₅ + b₆ + b₇ + b₈ выдерживают в плсокости формовки ММ.

В промежуточных формующих переходах III, IV, V формуют промежуточный несимметричный профиль корытного типа с одной полкой 7 шириной b₂. При этом формуют места изгиба 4 и 8 с конечными углами изгиба μ_к и β_к, подгибая полку 7 и стенку 9; места изгиба 4 и 8 изгибами на углы μ_t и β_t. Место изгиба 2 изгибали в переходах III, IV на угол α_tдо достижения конечного угла изгиба α_к в переходе V.

В промежуточных формующих переходах VI формуют промежуточный несимметричный профиль с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с четырьмя местами изгиба, образующими три выпуклых и один вогнутый трехэлеметный участок профиля, причем последний образует его четвертое место изгиба, считая от полки внутрь профиля. При этом формуют места изгиба 4, 8 и 10, подгибая стенку 9 на угол μ_к, полку 7 на угол β_к и стенку 11 шириной b₄ на угол δ_t.

В промежуточных формующих переходах VII формуют промежуточный несимметричный профиль с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая от полки внутрь профиля. При этом формуют места изгиба 10 и 12 с конечными углами изгиба δ_к и ε_к, подгибая стенку 11 на угол δ_t и поворачивая стенку 13, шириной b₈ на угол γ_t до достижения конечных углов изгиба δ_к ε_к и конечного угла поворота γ_к стенки 13 шириной b₈, величину которого вычисляют по зависимости (1).

Предлагаемый способ может быть осуществлен с помощью устройства, содержащего комплект валков для изготовления гнутого профиля с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля.

Так, наприме, режим профилирования при изготовлении гнутого профиля 105х x50х65х35х2 мм с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиль и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, из низколегированной стали 10 ХСНД (с ширинами плоских элементов и разверток расположенных между ними мест изгиба b₁ 13,5 мм, b₂ 65,1 мм, b₃ b₅ b₇ b₉ b₁₁7,7 мм, b₄ 53,0 мм, b₆ 37,4 мм, b₈23,0 мм, b₁₀ 17,4 мм, внутренним радиусом мест изгиба r 4 мм, конечными углами изгиба мест изгиба α_к=β_к=δ_к=ε_к=μ_к90^о, толщиной металла исходной заготовки S 2 мм и шириной исходной заготовки В_заг 248 мм), определенный согласно предлагаемому способу, приведен в табл.2.

Профиль формовали непрерывным способом на профилегибочном стане 2.5 х x 200.550 из рулонной заготовки.

В первом технологическом задающем переходе 1 исходную заготовку перемещали вдоль профилегибочного стана.

Во втором формующем переходе 11 формовали промежуточный несимметричный профиль швеллерного типа. При этом формовали места изгиба 2 профиля, подгибая полку 3 шириной b₁ на угол α₂4^о, и 4, подгибая полку 5 шириной b₁₀ + b₁₁ + b₂ на угол μ₂=15^о, стенку 6 шириной b₄ + b₅+ b₆ + +b₇ + b₈ выдерживали в плоскости формовки ММ.

В третьем-пятом III, шестом IV и седьмом V формующих переходах формовали промежуточный несимметричный профиль корытного типа с одной полкой 7 шириной b₂. При этом формовали места изгиба 4 и 8, подгибая полку 7 и стенку 9; места изгиба 4 и 8 изгибали на углы μ_t и β_t. Место изгиба 2 изгибали в переходах III, IV на угол α_t до достижения конечного угла изгиба α_к90^о в переходе V.

В восьмом формующем переходе VI формовали промежуточный несимметричный профиль с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с четырмя местами изгиба, образующими три выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлеметный участок профиля образует его четвертое место изгиба, считая от полки внутрь профиля.

При этом формовали места изгиба 4, 8 и 10, подгибая стенку 11 шириной b₄ на угол β_t и изгибая места изгиба 4 и 8 на конечные углы изгиба μ_к=β_к 90^о.

В девятом-пятнадцатом формующих переходах VII, VIII формовали промежуточный несимметричный профиль с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая от полки внутрь профиля. При этом формовали места изгиба 10 и 12, подгибая стенку 11 на угол δ_t и поворачивая стенку 13 шириной b₈ на угол γ_t до достижения конечных углов изгиба δ_к= ε_к 90^о и конечного угла поворота γ_к стенки 13 шириной b₈. Величину конечного угла поворота γ_к вычисляли согласно зависимости (1)
γ_к b₁α_к+b₁ + b+b₁ + b-b₂ +b+
+b= [13,5·90°+(13,5+7,7+53,0)·90°+(13,5+7,7+53,0+
+7,7+37,4)·90°-(65,1+17,4+7,7)·90°+65,1·90°]62°43ʹ.72°38ʹ
Приняли γ_к 70^о, m 1,06.

Для получения готового профиля 105х50х65х35х2 мм с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, из низколегированной стали 10ХСНД, согласно предлагаемому способу потребовалось 15 технологических переходов. Винтообразное скручивание готового профиля составило 0^о20' 0^о50' на 1 м длины, что находится в пределах требований ГОСТ 8281-80 "Сталь холодногнутая. Швеллеры неравнополочные. Сортамент" (допускаемое винтообразное скручивание 1^о на 1 м длины).

Согласно данным опытной проверки на профилегибочном стане 2.5х200.550 предлагаемый способ изготовления позволяет в сравнении с прототипом:
а) повысить качество гнутых профилей с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, путем уменьшения их винтообразного скручивания (например, при изготовлении гнутого профиля 105х50х65х35х3 мм из низколегированной стали 10ХСНД согласно предлагаемому способу винтообразное скручивание относительно профильной оси составило 0^о20' 0^о50' на 1 м длины, при изготовлении по способу прототипу 2^о30' 3^о на 1 м длины);
б) расширить сортамент сложных несимметричных гнутых профилей (за счет профилей, производство которых не было освоено ранее из-за технологических трудностей).

Предлагаемый способ не оказывает отрицательного влияния на состояние окружающей среды.

Экономический эффект будет получен за счет повышения качества гнутых профилей путем уменьшения их винтообразного скручивания.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ с несимметричной конфигурацией поперечного сечения, с одной полкой внутрь профиля и с другой наружу, с пятью местами изгиба, образующими четыре выпуклых и один вогнутый трехэлементных участков профиля, причем вогнутый трехэлементный участок профиля образует его пятое место изгиба, считая со стороны полки внутрь профиля, включающий формовку профиля в валках путем многопереходного поворота стенки профиля относительно вершины прилежащего к этой стенке места изгиба в направлении, противоположном направлению подгибки одной из полок профиля, и одновременной многопереходной подгибки остальных плоских элементов профиля до его заданной конфигурации, отличающийся тем, что поворот стенки профиля, сопряженной с его третьим и четвертым местами изгиба, считая от полки внутрь профиля, осуществляют в технологических формующих переходах относительно вершины места изгиба профиля с конечным углом изгиба ε_к в направлении, противоположном направлению подгибки полок, до достижения в последнем технологическом формующем переходе конечного угла поворота γ_к, величину которого вычисляют по зависимости


где α_к,δ_к,ε_к,μ_к,β_к конечные углы изгиба соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого мест изгиба профиля, считая от полки внутрь профиля;
b₁ ширина полки внутрь профиля;
b₂ ширина полки наружу профиля;
b₃, b₅, b₇, b₉, b₁₁ ширина разверток мест изгиба профиля с конечными углами изгиба соответственно α_к,δ_к,ε_к,μ_к,β_к
b₄, b₆, b₈, b₁₀ ширина стенок профиля соответственно первой, второй, третьей, четвертой, считая от полки внутрь профиля;
B_заг ширина исходной заготовки;
m 0,95 1,1 эмпирический коэффициент.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9