Способ формовки гнутого листового профиля

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству гофрированных гнутых листовых профилей. Для формовки замкнутого гнутого листового профиля, состоящего из двух гофрированных листов с взаимно перпендикулярными полукруглыми гофрами, осуществляют подачу в профилегибочный стан на разных уровнях одновременно двух полосовых заготовок определенной толщины, верхняя из которых имеет меньшую ширину, последовательную формовку в первых двухвалковых клетях продольных гофров на нижней полосе, направленных вниз, с углами подгибки, уменьшающимися в направлении прокатки с определенным углом наклона боковых граней готовых гофров к горизонтали. Одновременно осуществляют транспортировку верхней полосы в четырехвалковую клеть, в которой формуют за один проход поперечные замкнутые гофры, направленные вверх с такой же высотой и углом наклона боковых граней к горизонтали. После подгибки в трех последних проходах боковых кромок нижней полосы вверх и при достижении ими определенного угла соединяют верхнюю полосу с нижней. В последних проходах в двухвалковых клетях осуществляют загибку боковых кромок нижней полосы до угла 180° с образованием замкового соединения обеих полос утроенной толщины. Расширяются технологические возможности профилегибочного стана и сокращаются производственные затраты. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве гофрированных гнутых листовых профилей.

Такие профили изготавливаются на специализированных многоклетевых станах, содержащих обычно двухвалковые формующие клети. При формовке полосовой заготовки формообразование гофров начинают с середины ширины полосы и последовательно профилируют их в направлении к кромкам заготовки. Технология профилирования гофрированных полос достаточно подробно описана в книге под ред. И.С.Тришевского «Холодногнутые гофрированные профили проката», Киев, «Техника», 1973, с.132-144. Определяющими параметрами этой технологии являются соотношение высоты гофров и толщины полосы, величина углов подгибки боковых элементов гофров за проход и величина радиусов изгиба металла.

Известен способ производства профилей с гофрами, в котором в первых проходах формуют профиль с трапециевидными гофрами, ширина стенки которых равна развернутой ширине скругленной вершины готового гофра, после чего стенку гофра переформовывают свободной гибкой при подгибке полок гофра (см. а.с. СССР №778862, кл. В21D 5/06, опубл. 15.11.80 г.). Однако этот способ приемлем для формовки гофров продольного направления и только на одной полосе.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ производства (формовки) гофрированных листов по а.с. СССР №1623817, кл. В21D 5/06, опубл. в БИ №4, 1991 г.

Этот способ заключается в последовательном формообразовании гофров заданной формы и размеров и характеризуется тем, что формообразование каждого последующего гофра начинают после подгибки стенок предыдущего гофра на угол, определяемый по расчетной зависимости. Такой способ также пригоден только для формовки продольных сплошных гофров на одной полосе.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей профилегибочного стана и сокращение производственных затрат за счет формовки гнутого профиля, состоящего из двух сложенных вместе гофрированных листов.

Для решения этой задачи в способе формовки замкнутого гнутого листового профиля, состоящего из двух гофрированных листов с взаимно перпендикулярными полукруглыми гофрами высотой Н в пределах 10...40 толщин заготовки S, включающем подачу в профилегибочный стан на разных уровнях одновременно двух полосовых заготовок толщиной 0,7...2,0 мм, верхняя из которых имеет меньшую ширину, последовательную формовку в первых двухвалковых клетях продольных гофров на нижней полосе, направленных вниз, с углами подгибки, уменьшающимися в направлении прокатки от 25° до 8° и с углом наклона боковых граней готовых гофров к горизонтали α=84°...87° и одновременную транспортировку верхней полосы в четырехвалковую клеть, в которой формуют за один проход поперечные замкнутые гофры, направленные вверх с теми же величинами Н и α, после подгибки в трех последних проходах боковых кромок нижней полосы вверх и при достижении ими угла 83°...85° соединяют верхнюю полосу с нижней, а в последних проходах в двухвалковых клетях осуществляют загибку боковых кромок нижней полосы до угла 180° с образованием замкового соединения обеих полос толщиной 3S; величина радиусов изгиба готового профиля у оснований его гофров равна (10...12)S; ширина полосы с продольными гофрами больше, чем ширина полосы с поперечными гофрами на 50...120 мм, образование замкового соединения осуществляют за 7...8 проходов с максимальным углом подгибки за проход, равным 40°.

Сущность заявляемого технического решения заключается в профилировании одновременно двух полос с противоположно направленными гофрами (сплошными и замкнутыми) и в соединении гофрированных полос в один замкнутый профиль. Такой профиль с гофрами рекомендуемых параметров обладает изотропной жесткостью, т.е. при его длине, равной ширине, сопротивление изгибу и скручиванию у него одинаково в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Особенностью заявляемого способа является также и то обстоятельство, что формуемые сплошные гофры своими вершинами направлены вниз (обычно такие гофры всегда формуют вершинами вверх).

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

В профилегибочный стан подают (на разных уровнях) одновременно две полосовых заготовки. Формообразование продольных гофров на нижней полосе начинают с первых же клетей стана (клети - известные, двухвалковые, но с «перевернутыми» калибрами). Верхнюю же полосу просто транспортируют по стану до четырехвалковой клети, в которой осуществляют формообразование (за один проход) поперечных замкнутых гофров на этой полосе, и происходит соединение (накладка) обеих полос с началом образования их замкового соединения, которое продолжается в дальнейшем (уже в двухвалковых клетях) до формирования «замка». Именно для его образования ширина нижней полосы больше, чем верхней.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на стане 0,5-2,5×300-1500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», предназначенном для профилирования гофрированных листов.

С этой целью одна из двухвалковых клетей стана была переоборудована в четырехвалковую, а двухвалковые клети были выполнены с калибрами соответствующей формы. Подгибка боковых кромок нижней полосы (с образованием «замка») осуществлялась как ребордами нижних валков, так и вертикальными роликами, установленными в межклетевых промежутках.

Наилучшие результаты (до 98,6% готовых профилей соответствовали заданным требованиям) получены при реализации предлагаемого способа. Отклонение от заявляемых параметров ухудшало достигнутые показатели.

Так, при высоте гофров Н<10 S полученные профили (в особенности, с S=0,7...1,2 мм) не соответствовали требуемым прочностным характеристикам, а при Н>40 S наблюдалось трещинообразование на гофрах (более всего - на поперечных замкнутых, формуемых за один проход). При примерно равных углах подгибки за проход элементов продольных гофров ухудшалась плоскостность межгофровых участков, которая устранялась с дифференцированием величин этих углов (при последовательном их уменьшении от прохода к проходу).

При углах α<84° у продольных и поперечных гофров снижались прочностные характеристики готовых профилей, а при α>87° на поперечных гофрах наблюдалось появление трещин. Наложение верхней полосы на нижнюю, у которой боковые кромки были подогнуты на угол менее 83° нарушало необходимое совпадение полос, что приводило к дефектам замковых соединений. При величине этого угла более 85° наблюдались случаи несоединения двух полос и смятия их кромок в калибре.

Уменьшение радиусов изгиба у оснований гофров до (6...9)S в отдельных случаях приводило к трещинообразованию, а при R>12S ослаблялась жесткость профилей и снижалась длительность рабочей кампании валков. При разнице ширин двух полос менее 50 мм нарушалась прочность замкового их соединения, а увеличение этой разницы сверх 120 мм вызывало появление неплоскостности этого соединения.

Образование замкового соединения за 5...6 проходов (с увеличением максимального угла подгибки) в некоторых случаях вызывало трещины в местах сгиба, а увеличение числа проходов (более 8) не сказывалось на качестве замкового соединения, но требовало дополнительных клетей.

Способ, выбранный в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не опробовался ввиду непригодности его для получения двойного профиля. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономический анализ, проведенный в Центральной лаборатории ОАО «ММК», показал, что использование заявляемого изобретения расширяет технологические возможности существующих профилегибочных станов и сокращает производственные затраты (по сравнению с технологией раздельного гофрирования полос с разнонаправленными гофрами и последующего их соединения) ориентировочно в 1,5...1,8 раза.

Пример конкретного выполнения

Из двух полос толщиной 1,3 мм и шириной 1120 и 1200 мм формуют профиль, состоящий из двух гофрированных листов; нижний содержит 5 гофров полукруглого сечения шириной 63 мм и высотой Н=30 мм (т.е. H/S=23) с R=15 мм (т.е. R/S=11,5), расположенные на расстоянии 200 мм друг от друга; верхний лист содержит поперечные замкнутые гофры с Н=30 мм и с R=15 мм и с длиной 950 мм, расположенные друг от друга на том же расстоянии. У всех гофров α=85°.

Формообразование продольных гофров ведут с углами подгибки: 0→25°→49°→64°→78°→85° и с радиусами изгиба (по проходам): 54,0; 27,0; 20,5; 16,5 и 15,0 мм. Образование замкового соединения начинается после подгибки боковых кромок нижней полосы на 84° (и с наложением полос друг на друга) и происходит за 7 проходов по режиму: 0→20°→50°→84°→100°→135°→170°→180° (максимальный угол подгибки - 35°).

1. Способ формовки замкнутого гнутого листового профиля, состоящего из двух гофрированных листов с взаимно перпендикулярными полукруглыми гофрами высотой Н в пределах 10...40 толщин заготовки S, включающий подачу в профилегибочный стан на разных уровнях одновременно двух полосовых заготовок толщиной 0,7...2,0 мм, верхняя из которых имеет меньшую ширину, последовательную формовку в первых двухвалковых клетях на нижней полосе продольных гофров, направленных вниз, с углами подгибки, уменьшающимися в направлении прокатки от 25 до 8°, и с углом наклона боковых граней готовых гофров к горизонтали α=84...87° и одновременную транспортировку верхней полосы в четырехвалковую клеть, в которой формуют за один проход поперечные замкнутые гофры, направленные вверх с теми же величинами Н и α, после подгибки в трех последних проходах боковых кромок нижней полосы вверх и при достижении ими угла 83...85° соединяют верхнюю полосу с нижней, а в последних проходах в двухвалковых клетях осуществляют загибку боковых кромок нижней полосы до угла 180° с образованием замкового соединения обеих полос толщиной 3S.

2. Способ по п.1, включающий получение величины радиусов изгиба готового профиля у оснований его гофров, равной (10...12)S.

3. Способ по п.1, включающий использование полосы с продольными гофрами шириной, большей на 50...120 мм ширины полосы с поперечными гофрами.

4. Способ по п.1, включающий образование замкового соединения за 7...8 проходов с максимальным углом подгибки боковых кромок за проход, равным 40°.