Способ изготовления гнутого профиля

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству фасонных холодногнутых профилей проката. Цель изобретения - уменьшение расхода валков и повышение качества готовых профилей за счет уменьшения поверхностных дефектов. Способ изготовления гнутого профиля с взаимно перпендикулярными полками и вогнутой стенкой заключается в последовательной подгибке кромок исходной полосовой заготовки в калибрах стана с образованием полок и последующим их перегибом навстречу друг другу при одновременном формировании стенки и уменьшении всех радиусов закруглений до заданных величин и отличается тем, что во всех черновых и промежуточных калибрах контакт выпуклой поверхности стенки профиля с верхним валком осуществляют в точке, находящейся на средней вертикальной линии калибра, при этом в последнем промежуточном и чистовом калибрах профиль фиксируют от поперечного смещения ребордами нижнего валка, а межвалковый зазор δ в трех последних калибрах увеличивают от , где S -номинальная толщина заготовки. 5 ил.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении фасонных гнутых профилей.

Указанные профили изготавливают путем последовательного формирования полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана. Технология производства фасонных (сортовых) гнутых профилей описана в [1] в которых радиусы изгибов сортовых профилей обычно уменьшают от прохода к проходу (в черновых, промежуточных и чистовых калибрах) до заданных конечных величин.

Известен способ изготовления гнутых профилей проката, при котором перед подгибкой на заготовке создают излишек металла в виде утолщения на смежных с местами изгиба участках, а в процессе подгибки утолщения обжимают по высоте [2] Недостаток способа повышенный износ валков в процессе обжатия.

Известен также способ изготовления гнутых профилей, в котором подгибку элементов профиля производят с образованием зауженных участков мест изгиба, которые обжимают по толщине на последних переходах [3] Недостаток этого способа возможность трещинообразования при обжатии мест изгиба, а также повышенный износ валков.

Наиболее близкой к предлагаемой является технология изготовления специального профиля "борт железнодорожной платформы" 500х50х32х3 мм [4] заключающаяся в последовательной подгибке кромок исходной полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана с образованием полок и характеризуется последующим их перегибом навстречу друг другу при одновременном формировании изогнутой стенки и уменьшении всех радиусов закруглений до заданных величин.

Недостаток описанной технологии необходимость значительного числа (14) формующих клетей, а также постоянный контакт изогнутой стенки по всей ее ширине с верхним валком, что увеличивает износ валков и травмирует поверхность средней части сечения профиля.

Цель изобретения уменьшение расходов валков и повышение качества готовых профилей за счет исключения рисок, царапин, трещин и т.п. дефектов.

Цель достигается тем, что в способе изготовления гнутого профиля с взаимно перпендикулярными полками и вогнутой стенкой, заключающемся в последовательной подгибке кромок полосовой заготовки в калибрах стана с образованием полок и последующим перегибом их навстречу друг другу при одновременном формировании стенки и уменьшении всех радиусов закруглений, во всех черновых и промежуточных калибрах контакт выпуклой поверхности стенки профиля с верхним валком осуществляют в точке, находящейся на средней вертикальной линии калибра, при этом в последнем промежуточном и чистовом калибрах профиль фиксируют от перечисленного смещения ребордами нижнего валка, а межвалковый зазор δ в трех последних калибрах увеличивают от где S номинальная толщина заготовки.

Указанные математические соотношения получены при обработке результатов опытов и являются эмпирическими.

Сущность изобретения заключается в освобождении выпуклой поверхности изогнутой стенки от контакта с верхним валком (это уменьшает взаимное проскальзывание инструмента и полосы и, следовательно, их износ), в фиксации профиля от поперечного смещения (путем фиксирования верхнего валка) в конце профилирования (это исключает "переформовку" мест изгиба частично наклепанного металла, что также уменьшает износ валков и предотвращает трещинообразование) и в увеличении межвалкового зазора в последних проходах (что исключает зажатие мест изгиба, уменьшая тем самым износ инструмента и улучшая геометрию профиля).

На фиг.1-5 показаны один черновой (II) и три последних калибра: последний промежуточный (VI), предчистовой (VII) и чистовой (VIII).

В черновых калибрах, где формируемая полоса фиксируется от поперечного (относительно оси y-y) смещения ребордами 1 нижнего валка 2, происходит подгибка кромок полосы 3 на углы α с образованием полок при одновременном формировании изогнутой по радиусу R стенки 4; контакт выпуклой поверхности стенки с горизонтальным участком 5 верхнего валка 6 только в точке, находящейся на средней линии y-y калибра (место изгиба между полками 3 и стенкой 4, как обычно, контактируют с формующими закруглениями 7, с выполненными радиусами r).

В промежуточных калибрах (в последних из них -VI) начинается перегиб полок 3 навстречу друг другу (т.е. в направлении вертикали yy) и заканчивается формообразование вогнутой стенки 4; контакт выпуклой поверхности стенки с верхним валком только в точке, лежащей на линии y-y; формуемая полоса фиксируется от поперечного смещения (путем верхнего валка) также ребордами нижнего валка только в VI калибре.

Требуемое поперечное сечение профиля формируется в последнем чистовом калибре VIII. При этом величина межвалкового зазора в трех последних калибрах (VI-VIII) возрастает от d₁= (1,2...1,3)S до δ₃= (2,8...3,0)S, причем δ₃ > δ₂ > δ₁ > δ_o (δ_o величина межвалкового зазора, равная номинальной толщине S полосы); фиксация полосы от поперечного смещения в VIII калибре (аналогично VI калибру).

Все радиусы изгиба (R и r) последовательно уменьшаются от максимальных до заданных величин.

Опытную проверку предлагаемого способа производили на профилегибочном стане 0,3-1,5х20-80 АО "Магнитогорский меткомбинат" при профилировании фасонного гнутого профиля 20х20х0,8 мм с наклонными внутрь валками и изогнутой стенкой ("штабик" фиг.1). С этой целью были использованы несколько вариантов профилирования (в том числе способ, взятый в качестве ближайшего аналога). Во всех случаях оценивали качество поверхности готовых профилей и степень износа валков отдельных калибров.

Наилучшие результаты (отсортировка по дефектам поверхности около 0,3% при минимальном износе валков) получены при профилировании по предлагаемому способу. При других вариантах профилирования (например, наличие контакта выпуклой поверхности стенки с верхним валком в черновых калибрах, отсутствие фиксации профиля от поперечного смещения в чистовом калибре, постоянная и равная номинальная величина межвалкового зазора в последних калибрах и др.) отсортировка по поверхностным дефектам составляла 0,8-3,5% при увеличении износа валков (снижение длительности их рабочей кампании) в 1,2-1,8 раза. Профилирование по известной технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога, дало отсортировку 2,4% с увеличением износа валков в 1,5 раза, причем общий расход валков (за счет профилирования не в восьми, а в десяти клетях) возрос почти в 2 раза.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого объекта для решения поставленной задачи. Технико-экономическое преимущество его по сравнению с известным объектом заключается в увеличении выхода качественного проката примерно на 2% и уменьшении расхода валков не менее, чем в 1,5 раза.

Пример. Гнутый профиль 20х20х0,8 мм (b 20, R 13, S 0,8 мм) (фиг.1) формируется в 8 калибрах, из которых I, II, VI к VIII выполнены с ребрами на нижних валках с целью поперечной фиксации формуемой полосы. В черновых (I-III) и промежуточных (IV-VI) калибрах контакт выпуклой поверхности изогнутой стенки профиля с верхним валком осуществляется только в точке, лежащей на средней вертикальной линии y-y каждого калибра. Величина межвалкового зазора δ в I-V калибрах 0,8 мм, в VI-VIII, соответственно Углы подгибки α (по проходам): (полки взаимно перпендикулярны).

Радиусы изгиба (закругления по проходам, мм): R₁ 80, r₁ 11; R₂ 34, r₃ 4,5; R₃ 20; r₃ 2,5; R₄ 14; r₄ 1,7; R₅.R₈ 13; R₅ 1,5; далее свободная гибка с получением r' ≈ 1,0 мм.

Формула изобретения

Способ изготовления гнутого профиля с взаимно перпендикулярными полками и вогнутой стенкой, заключающийся в последовательной подгибке кромок исходной полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана с образованием полок и последующим их перегибом навстречу друг другу при одновременном формировании стенки и уменьшении всех радиусов закруглений до заданных величин, отличающийся тем, что во всех черновых и промежуточных калибрах контакт выпуклой поверхности стенки профиля с верхним валком осуществляют в точке, находящейся на средней вертикальной линии калибра, при этом в последнем промежуточном и чистовом калибрах профиль фиксируют от поперечного смещения ребордами нижнего валка, а межвалковый зазор δ в трех последних калибрах увеличивают от δ₁= (1,2...1,3)S до δ₃= (2,8...3,0)S,
где S номинальная толщина заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5