Способ изготовления холодногнутых профилей проката замкнутого типа

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству холодногнутых профилей проката замкнутого типа. Последовательно деформируют исходную заготовку в несколько переходов валковым инструментом профилегибочного стана с формообразованием заданного профиля. Вначале с двух сторон полосы сгибают полку шириной, равной половине верхней части профиля, на угол 90°, на последующих переходах сгибают боковые стенки, затем на предпоследнем переходе деформируют дно профиля вверх. На последнем переходе выпрямляют его путем выдавливания технологическим инструментом, жестко закрепленным на профилегибочном стане. Повышается качество выпускаемой продукции и уменьшаются затраты.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству холодногнутых профилей проката замкнутого типа.

Широкая область применения гнутых профилей проката в строительстве, сельскохозяйственном машиностроении, автомобильной промышленности и др. обусловлена в основном возможностью получения высокопроизводительным способом профилей практически любой конфигурации в поперечном сечении, различных размеров по ширине, толщине и длине из листовой и полосовой стали, цветных металлов и сплавов, высоким качеством поверхности профиля, а также возможностью получения размеров профилей по высокому классу точности. Гнутые профили проката во многих случаях являются законченными деталями или изделиями, не требующими дальнейшей обработки.

Продольной прокаткой можно получить профили из заготовок с предварительно обработанной поверхностью или покрытием. Гнутые профили, получаемые из оцинкованного металла, обладают высокой устойчивостью против коррозии и широко используются в строительстве зданий и сооружений.

Известны способы производства гнутых профилей из полосового металла путем холодной формовки (гибки) между валками, при этом используют оборудование для подготовки исходной полосы к профилированию (разматыватель, ножницы для разрезки на мерные полосы) и оборудование для снятия и пакетирования готовых профилей. Постепенную гибку полосы в требуемый профиль осуществляют несколькими последовательно расположенными парами валков (роликов), при этом число пар валков зависит от сложности профиля и выбранной технологии профилирования. Рабочие валки выполняют цельными или наборными (составными) - необходимый профиль набирают из нескольких фасонных валков. Между соседними горизонтальными парами валков устанавливают неприводные вертикальные ролики, служащие для удержания формуемой полосы в строго определенном положении или для дополнительной подгибки полосы, что особенно необходимо при производстве замкнутых профилей.

Известные способы производства холодногнутых профилей из полосового металла осуществляют на профилегибочных станах, линиях для изготовления профилей и других установках (см. патенты на изобретение №№2148454, 2148455 с приоритетом от 16.02.1999 г., выданные Ульяновскому государственному техническому университету, патент на изобретение №2257273 с приоритетом от 30.04.2004 г., выданный ЗАО "Аркада", г.Смоленск, патент на изобретение №2151660 с приоритетом от 28.12.1998 г., выданный Череповецкому сталепрокатному заводу и др.).

Известен способ профилирования равнополочных швеллеров, по которому последовательную подгибку элементов полосовой заготовки осуществляют валками с разными радиусами изгиба по проходам, установленными с заданными горизонтальными зазорами. В первом проходе заготовку пропускают через валки с одним зазором, во втором проходе - с другим зазором, а в последующих проходах - с постоянным зазором, определенным по известным зависимостям из условия обеспечения оптимальных режимов профилирования, что упрощает введение заготовки в калибры и исключает трещинообразование (см. патент на изобретение №2164186 с приоритетом от 14.05.1999 г.).

Известен также способ изготовления симметричных профилей последовательной по переходам подгибкой элементов профиля в валках профилегибочного стана с дополнительной подгибкой полок в межклетьевом пространстве на 3-4°, по которому на первом переходе в средней части подгибаемой полки формируют устраняемый рифт выпуклостью наружу с постоянными радиусами сопряжения, на втором переходе производят подгибку полок со спрямлением рифта, а в межклетьевом пространстве между по крайней мере двумя из последующих переходов одновременно с дополнительной подгибкой полки производят ее поперечный изгиб выпуклостью наружу и последующее спрямление в очередном переходе в закрытом роликом калибре, при этом высоту устраняемого рифта определяют по известной формуле (см. патент на изобретение №2222402 с приоритетом от 08.01.2002 г.).

Общим недостатком указанных способов профилирования является то, что эти способы решают частные задачи технологического процесса и не обеспечивают получение профилей замкнутого типа.

Известен способ получения замкнутых профилей, описанный в книге Чекмарева А.П., Калужского В.Б. "Гнутые профили проката", Москва, издательство "Металлургия", 1974 г.

По указанному способу для изготовления замкнутых прямоугольных или квадратных профилей применяют систему калибровки, при которой вначале формируют смыкающиеся полки до угла 80-85°, затем - боковые стенки, при этом в основной части формообразования мест изгиба у нижней горизонтальной стенки профиля происходит свободная гибка, без верхнего валка, фиксирующего место изгиба.

Недостатками указанного способа являются недогиб боковых стенок, зазор между смыкающимися полками, а также разность в величине радиусов изгиба у нижней горизонтальной стенки и у верхних смыкающихся полок готового профиля - у нижней горизонтальной стенки профиля радиус изгиба больше, чем у смыкающихся полок из-за различных условий формообразования (гибки).

Известен способ изготовления гнутых коробчатых профилей, включающий последовательную подгибку смыкающихся и боковых полок профиля в черновых, промежуточных и чистовых проходах и частичную разгибку боковых полок в чистовом проходе до угла 90°, при этом при формовке профиля из полосовой заготовки толщиной 5-8 мм приращение углов подгибки смыкающихся полок в черновых проходах делают равным 15° с их освобождением от контакта с инструментом в двух промежуточных проходах и по достижении угла 70-72° между смыкающимися и боковыми полками осуществляют разгибку первых из них на угол 0,5°, а максимальное приращение углов подгибки боковых полок делают равным 20°, при этом в первом по ходу технологического процесса чистовом проходе производят их перегибку на 2-3° с последующей разгибкой, начиная с второго чистового прохода (см. патент на изобретение РФ №2103088 с приоритетом от 26 августа 1996 г.).

Указанное техническое решение как наиболее близкий аналог может быть принято в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются невозможность получения полного смыкания полок (без зазора) и разность в величине радиусов изгиба у нижней горизонтальной стенки и у смыкающихся полок.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является изготовление замкнутых профилей без зазора смыкающихся полок, а также уменьшение внутренних радиусов изгиба до минимума.

Согласно техническому решению, предложенному в рамках настоящей заявки на изобретение, поставленная задача решается новой последовательностью и новым режимом выполнения операций профилирования.

Процесс изготовления холодногнутых профилей проката замкнутого типа осуществляют следующим образом. Исходный материал - листовой металл, предварительно разрезанный на полосы заданной ширины и свернутый в рулон, вводят в приемные валки профилегибочного стана и с помощью валков, расположенных в технологической последовательности по ходу движения полосы, подвергают гибке ее участки на заданный угол по следующей системе калибровки: на первом переходе сгибают с двух сторон полосы полку шириной, равной половине верхней части профиля, на угол 90°, на последующих переходах сгибают боковые стенки, затем на предпоследнем переходе деформируют дно профиля вверх, а на последнем переходе выпрямляют его путем выдавливания технологическим инструментом, жестко закрепленным на профилегибочном стане.

Выполнение операций технологического процесса профилирования металлической полосы в предложенной последовательности с деформацией дна профиля на предпоследнем переходе и последующим его выпрямлением на заключительном этапе гибки позволяет получить смыкание полок верхней части профиля без зазора (даже с некоторым натягом, не позволяющим разжать их). Кроме того, благодаря выполнению гибки полок и боковых стенок на валках под действием заданных усилий (т.е. нет свободной гибки) все внутренние углы профиля получаются одинаковыми, что является одной из важных характеристик качества готовой продукции.

В предложенном способе изготовления холодногнутых профилей проката замкнутого типа выбранная система калибровки (конфигурация валков, их расположение, взаимодействие с другими элементами профилегибочного стана и др.) позволяет уменьшить количество переходов, снизить энергоемкость процесса и трудозатраты.

Этот способ является основой для производства широкого ассортимента гнутых профилей замкнутого типа, применяемых в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности, и позволит повысить качество выпускаемой продукции и уменьшить затраты.

Способ изготовления холодногнутых профилей проката замкнутого типа, включающий последовательное деформирование гибкой исходной полосовой заготовки в несколько переходов валковым инструментом профилегибочного стана с формообразованием заданного профиля, отличающийся тем, что на первом переходе с двух сторон полосы сгибают полку шириной, равной половине верхней части профиля, на угол 90°, на последующих переходах осуществляют гибку боковых стенок, причем гибку полок и боковых стенок осуществляют на валках с заданными усилиями, затем на предпоследнем переходе деформируют дно профиля вверх, а на последнем переходе его выпрямляют путем выдавливания технологическим инструментом, жестко закрепленным на профилегибочном стане.