Способ изготовления гнутых профилей

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»978971 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.08.80 (21) 2974649/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.12 82. Бюллетень №45

Дата опубликования описания 09.12.82 (51)M. Кл.

В 21 D 5/06

3Ьеудоретакнкый комитет

СССР оо делвм кзо4ретекий к открытий (53) УДК621.981 .1 (088.8) 6

И. С. Тришевский, Я. B. Хижняков, A. П. Игнатенко и В-. Ф. Росляков (72) Авторы изобретения

Украинский ордена Трудового Красного Знамени научноисследов..тельский институт металлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1 НУТЫХ ПРОФИЛЕЙ

6„ — )p)

f ком (ij.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству гнутых гофрированных профилей путем двуслойного профилирования в валках профилегибочного стана.

Известен способ изготовления гофрированных профилей путем двуслойного профилирования листовых заготовок, при котором в процессе подгибки элементов профилей обеспечивают взаимное сцеп- щ ление заготовок покрытием соприкасаю шихся поверхностей эластичным пластиНедостатки способа — трудоемкость !

5 нанесения и снятия покрытия, а также различие размеров наложенных друг на друга заготовок на толщину покрытия.

Иель изобретения « снижение трудоемкости гибки профилей.

С этой целью при изготовлении гнутых профилей, преимущественно гофрированных, путем наложения друг на друга двух заготовок, совместной подгибки элементов профилей по переходам и последующего их разделения по окончании процесса профилирования, при котором осуществляют взаимное сцепление заготовок, взаимное сцепление заготовок осуществляют в процессе профилирования путем приложения радиального усилия сжатия в местах изгиба, величина которого выбирается из условия: где: 6 - предел прочности материала на сжатие; — площадь контакта профиля с к валком;

6„- тангенциальные напряжения на поверхности места изгиба; — коэффициент трения между формуемыми заготовками.

Получение качественных профилей по предлагаемому способу обеспечивается в том случае, если сохраняются знаки и к < к

)Р>

Ь направление их в неравенстве — P>

° Правая часть неравенства .р

5 ограничивает минимальную

1 величину радиального усилия (P), при котором контактные напряжения на соприкасающихся поверхностях заготовок будут большие тангенциальных напря —. жений от изгиба, и только в этом случае будут отсутствовать на поверхноотях соприкосновения заготовок тангенциальные деформации, а следовательно не будет взаимного скольжения контактирующих поверхностей заготовок и дефектов от этого скольжения. Наруше ние знака этой части неравенства (изменение направления) приведет к взаимноМу скольжению накладываемых заготовок друг относительно друга. г„

Левая часть неравенства >р

23 ограничивает максимальную величину радиального усилия (Р), при котором нормальные напряжения сжатия не превышают предела прочности формируемого материала на сжатие. Нарушение знака атой части неравенства приведет к разрушению металла заготовки в месте приложения радиальногр усилия.

Радиальное сжатие соответствующего участка формируемых заготовок по предлагаемому способу осуществляют, например, стеснением этого участка в валках путем уменьшения зазора на локальном участке калибра валков. Величину уменьшения зазора на локальном участке калибра принимают равной величине стрелы упругого прогиба вала на атом участке валков, возникающей под действием усилия, равного радиальному сжатию {Р).

Расчетная величина локального уменьше- 4 ния зазора в калибре учитывается при разработке калибровки валков, а при настройке контролируется щупом.

При двуслойном профилировании из . заготовок одинаковой толщины (5) для создания условий минимального отличия размеров профилей, формуемых в верхнем и нижнем слоях, калибр валков выполняется таким образом, что увеличение за» зора в разъеме (с учатом двух толщин) распределяется в обе стороны в сравн нии с калибром при формовке такого же профиля в один слой. В этом случае при

71 4 формовке изгиб по линии контакта заготовок будет радиусом Q=Rb+ Я /2 или

Ц Ru - 5/2, а внутренний радиус (Р „) изгиба будет равен R < Re- 9/2 и наружный соответственйо - R> 5 +5/2 или R„, К +3/2 5.

На фиг. 1 изображена схема распределения растянутой и сжатой зон металла, разделенных нейтральным слоем при однослойном изгибе заготовки толщиной 5; на фиг. 2 - схема распределения растянутых и сжатых зон металла, разделенных нейтральными слоями при изгибе одновременно двух заготовок одинаковой толщины, наложенных друг на друга без приложения радиального сжатия; на фиг. 3 - схема расположения растянутой и.сжатой эон металла, разделенных нейтральным слоем при изгибе двух заготовок, наложенных друг на друга, с приложением радиального сжатия в соответствии с предлагаемым способом.

Дпя осуществления предлагаемого способа величину радиального сжатия Р определяют из условия формовки в меотах изгиба наложенных друг на друга заготовок как неразъемного соединения.

Такое условие достигается, если контакт» ные напряжения G < от радиального сжатия на прижимаемых друг к другу по верхностях заготовок превышает тангенциальные напряжения от изгиба б Н на этих поверхностях. Но радиальное сжатие не должно вызывать нормальных напряжений сжатия бс, по величине больших предела прочности б данного материала на сжатие. Зти условия определяются неравенством или, выражая контактные напряжения (к ) через радиальное сжатие (Р ), площадь контакта накладываемых друг на друга заготовок, принимаемую равной площади контакта металла с валком (Р ), коаффициент трения () между поверхностями формируемых полос по формуле

Pf (2)

Г, и подставляя значение б иэ (2) в (1), получаем неравенство, обеспечивающее осуществление предлагаемого способа:

ПрИняв условие, что радиальное сжатие по величине должно находится KQK среднее арифметическое между правой и левой частями неравенства (3), получаем формулу для его определения S (g+6ul F (1 где 6 - предел прочности заготовок на сжатие, является справочной величиной данных стандартных испы та ний;

= 0,15 - коэффициент трения сталь по стали (если обе заготовки стальные р р х0 8 (g h)). 10-4 2» установленная экспериментально формула плошади контакта поло сы с валком и полос между собой, по которой передаются уси.

20 лие формовки и радиальное сжа. тие в месте изгиба радиусом

R, на угол 0 рад, на валках диаметром I3 мм, при глубине формуемого гофра 11 мм;

25 в s

Gu= l,15 б ; 1- Ь вЂ” танЦ генциальные напряжения на наружной поверхности участка заготовки толшиной 5, изгибае- 30 мый по радиусу R> из материала с пределом текучести 6 .

При расчетах калибровки валков степень уменьшения зазора в калибрах для создания радиального сжатия определяют следующим образом. Определив по формуле (4} необходимые величины радиальных усилий сжатия для мест изгиба, формуемых в данной клети, находят величины упругих прогибов вала валка, достаточных для создания необходимых величин радиальных сжатий. Для этого, рассматривая вал валка как балку, изгибаемую поперечными силами, соответствующими по ве

I личине и месту приложения радиальным уси лиям сжатия в калибре, находят величины стрел прогиба вала в местах приложения радиальных усилий сжатия и на эти величины уменьшают зазор на соответствующих участках калибра.

Так, например, предлагаемый способ был использован при разработке калибpDBKH валков для формовки в два слоя на стане 1-6 х30-730 УкрНИИМет профиля волнистого листа 552 к28к1 мм из стали СтЗкп с пределом текучести

SS

33 кг/мм и пределом прочности 5, 2

45 кг/мм . Г1о разработанному режиму профиль формуется в девяти клетях с углами подгибки 5, 10З; 10, 25; 25, 40; 40, 52.. и 52 в валках с диао. а метрами 375 и 150 мм. По всем перекодам определяли плошади контакта заготовок с валком в каждом месте изгиба, требуемые усилия радиального сжатия и соответствуюшие им величины уменьшения зазоров на участках калибров.

Так, например, в пе вой клети при углах подгибки 5 и 10 и соответствующих им радиусах формовки 399 и 199мм расчетные плошади контакта с верхним валком составляли 1,02 мм при 5 и

1 мм при 10 с нижним валком—

2 о

0,42 мм при 5 и 10; требуемые ради

2 о альные усилия сжатия составили 115 и

276 кг при 10, 114 и 280 кг при 5

Уменьшение зазора в калибре, соответствуюшее распределению усилий на валках, составляло: 0,19 и 0,12 мм при

10 ; 0,07 и 0,06 мм при 5 . В послед» нем переходе при конечной величине угла подгибки 52 и радиусе формовки 39мм площади контакта двух симметрично формуемых мест изгиба составляли: 0,88мм с верхним валком и 0,42 мм с нижним; соответствующие усилия радиального сжа тия — 244 и 155 кг, уменьшение зазора в калибре на этих участках составило 0,09 и 0,07 мм.

Полученные по предлагаемому способу профили волнистых листов 552 28 к1 мм с радиусами закруглений 39мм имели стабильные размеры по поперечному сечению. Профили верхнего и нижнего слоев формуемых одновременно заготовок по высоте отформовки гофров и выполнению радиусов закруглений имепи.одинаковые отклонения размеров, не выходяшие за допустимые по техусловиям. Контактиру ющие поверхности профилей при формовке в два слоя в местах изгиба не имели смятий, задиров или других дефектов нарушения сплошности, требующих дополнительных зачисток или улучшения поверх ности.

Осуществленный по предлагаемому способу технологический процесс отличается низкой трудоемкостью и в отличие от известного способа не требует нанесения на контактирующие поверхности эластичных слоев покрытий и удаления их после от » формовки,. а отсутствие промежуточных слоев покрытий при формовке сводит до минимума различие размеров профилей обоих слоев.

Как показали результаты опытной проверки, предлагаемый способ в сравнеСпособ изгот п им готовления гнутых профил и ре ущественно гофрированных путем гот е, Фиг.1

P фцГ.2

ВНИИПИ Заказ 9461/13

Тираж 845 Поцписное

Филиал ПЛП "Патент

r. Ужгород,ул.Проектная,4

978971 нии с известным позволяет обе

8 и ет еспечить наложения о цр низкой трудоемкости высокое каодна нв другую двух заготочество лове рхиости и выпалнение разм дгибки элементов просокое ка- вок, совместной по ров без ро дополнительных опера ий зм е- ей по пе хо ц на- разделения их несения и снятия предохраняющих э реходам и последующего ния по окончании процесса и о тичиых по аняющих элас- 5 лирования rt u х покрытий на поверхности ф ри котором осуществляют õ профилей. Получение к форму- взаимно е качественной чающийс е сцепление заготовок о т а ю шийся тем, что, с целью рекомендовать предлаг и способ для вне аемы сцепление заготовок ос

Эко внедрения в промышленн . 10 ость. цессе и о или к осуществляют в прономический аффект будет пол че р ф рования путем приложения за счет улучшения качества профилей получен радиального сил у ия сжатия в местах извследств ие,устранения нарушения лове хиле гиба, величина которого выбирается из ности в местах поверх- условия: х изгиба профилей, снижения трудоемкости устранением операций зачистки или нанесения . на заготовку и снятия с профилей предохранительны где - предел прочности матери увеличения производитель

ix где - и ернала ель ности, Г на сжатие; расширением сортамента профилей, фор- площадь контакта профиля с мовку которых благодаря предлагаемом 20 валком; способу мож но осуществлять в два слоя.

G -та нгенциальное напряжение на поверхности места изгиба

1 коэффициент трения между

Формула изобретения формуемыми заготовками.

Источники информации принятые во в э

1 нимание при экспертиз . Патент Японии l4 51-7183, е кл. 25(5)I) 4 (прототип).