СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОЛОС ДЛЯ ПРОКАТКИ РАЗНОТОЛЩИННЫХ В СЕЧЕНИИ КОРЫТООБРАЗНЫХ ПРОФИЛЕЙ Российский патент 1995 года по МПК B21D5/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на предприятиях машиностроения и металлообработки для подготовки полос к прокатке точных тонкостенных корытообразных профилей с различной толщиной элементов поперечного сечения.

Известен способ изготовления гнутых профилей из труднодеформируемых листовых сплавов за два технологических перехода в холодном состоянии. Для осуществления формообразования полосовых заготовок на их заходном конце выполняют сужающийся участок.

Однако данный способ ограничен по своим технологическим возможностям, т. е. не позволяет получать профили с переменной толщиной элементов поперечного сечения за один технологический переход из высокопрочных материалов, например, из титанового сплава ВТ 20.

Технической задачей, решаемой изобретением, является расширение технологических возможностей процесса изготовления профилей.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки полос для прокатки фасонных корытообразных профилей, включающем создание на полосе заходного участка, заходный участок формуют в поперечном направлении в соответствии с фасонным калибром прокатных роликов, а протяженность этого участка определяют с учетом надежного захвата из соотношения
l_o≥
При этом для изготовления профилей из высокопрочных сплавов заходный участок заготовки создают с предварительным разупрочнением передней части полос на длине L_п l_о + l_в, где D_макс^в максимальный диаметр охватывающего верхнего ролика;
D_{раб.макс}^в максимальный рабочий диаметр охватывающего верхнего ролика;
H_л расстояние от оси охватывающего ролика до линии, проходящей через проекции на вертикальную плоскость точек пересечения окружностей, образованных максимальным рабочим диаметром охватывающего ролика и максимальным рабочим диаметром охватываемого ролика;
l_в длина зоны внеконтактной деформации в процессе подготовки полосы для прокатки.

Сущность изобретения заключается в том, что для расширения технологических возможностей процесса изготовления профилей, в частности для осуществления формообразования в роликах за один технологический переход из полосовой заготовки, необходим надежный захват полосы формующими роликами. Для этого необходимо значительное сужение заходного участка заготовки, что приводит к его большому удлинению. Однако тогда значительная часть металла (заходный участок) идет в отход. Кроме того, при изготовлении профилей из высокопрочных сплавов осуществить нагрев основной части заготовки и такой ее удлиненный конец переменного сечения на большой длине известными способами электроконтактного нагрева представляет собой технически сложную задачу. Направлять же в ролики неразупрочненный заходный участок заготовки нельзя, так как это может привести к его разрушению или повреждению самих роликов. Поэтому заходный участок формуют в соответствии с фасонным калибром прокатных роликов в поперечном направлении, причем при изготовлении профилей из высокопрочных сплавов предварительно нагревают передний конец заготовки до температуры пластической деформации. Также значительно упрощается электроконтактный нагрев заготовки с заходным участком, так как исключается сужающаяся часть переменного сечения.

Такое техническое решение позволяет решить поставленную задачу при условии получения качественных профилей.

На фиг.1 изображена исходная полосовая заготовка с отформованным заходным участком; на фиг. 2 схема для определения длины заходного участка; на фиг.3 формующие ролики для получения корытообразных профилей.

Прокатка профилей может осуществляться из полос, нарезанных из листа или ленты, поставляемых металлургическими предприятиями. На передних частях полос для обеспечения захвата прокатными роликами формуют в штампе заходный участок (фиг.1) для труднодеформируемых сплавов, предварительно разупрочнив заходный участок до температуры пластической деформации, например, электроконтактным нагревом.

Протяженность l_o заходного участка определяется из геометрических соотношений формующих роликов и условия свободного подхода и захвата фасонного заходного участка наклонными элементами формующих роликов из следующего соотношения:
l_o≥ (аб)
(1) где D_макс^в, D_{раб.макс}^в максимальный и минимальный рабочие диаметры верхнего охватывающего ролика (фиг.1).

Отрезок Н_л является расстоянием от оси охватывающего ролика до проекции на вертикальную ось точки "б", которая выбрана из условия захвата заходного участка наклонными элементами формующих роликов опытным путем. Она совпадает с проекцией на вертикальную плоскость точки пересечения окружностей, образованных максимальным рабочим диаметром охватывающего ролика и максимальным рабочим диаметром охватываемого ролика (фиг.2).

Погрешность значений, получаемых по формуле (1), не превышает 5%
Для изготовления профилей из высокопрочных сплавов, например, из титанового сплава ВТ20 определяют длину разупрочняемой части по формуле L_п ≥ l_o + l_в, (2) где l_в длина зоны внеконтактной деформации.

Пример расчета протяженности заходного участка и длины разупрочняемой зоны.

Исходные данные: D_{раб.макc}^в 355 мм; D_макc^в 386 мм; D 350 мм; D_{раб.макc}^н 362:8 мм; γ_п 83^о; h_o 2 мм; в_d 12 мм.

Приводя раcчет по формулам [1 и 2] получают
l_о 44,3 мм; L_п ≥ 128,5 мм.

Реализация данного способа может быть осуществлена с использованием нагревательной установки и штампа, а также модернизированного прокатного стана ДУО-350 под процесс полосовых заготовок прокаткой с электроконтакным нагревом. На данном оборудовании был опробован предлагаемый способ.

При этом параметры исходной заготовки и отформованного заходного участка следующие: толщина исходной заготовки 2,0 мм, ширина 56 мм, длина 2000 мм, материал титановый сплав ВТ20 (δ -10% σ_в 930-1080 МПа); длина фасонно-деформированного заходного участка 45 мм, полученная в штампе с предварительным разупрочнением, электроконтактным нагревом участка длиной 130 мм. После изготовления корытный профиль (лапок) имеет следующие размеры: толщина полок у основания профиля (лапок) 1,5 мм, толщина наклонных стенок 1,3 мм, толщина полки при вершине профиля 1,7 мм, угол наклона стенки к полкам 83^о, наружный радиус при вершине профиля 3,5 мм, внутренний 2 мм, наружный радиус у основания профиля 0,7 мм, внутренний 2 мм, ширина лапок 13 мм, ширина вершины профиля 12,1 мм, высота профиля 12 мм и его ширина 41 мм.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность труда за счет сокращения количества технологических переходов, исключения времени на перевалку стана, уменьшить количества технологической оснастки для изготовления профилей, сэкономить материал профилей, так как заходный участок не идет в отход, уменьшить объем доводочных работ за счет исключения заготовок промежуточных переходов.

Использование: для подготовки полос к прокатке корытообразных профилей с различной толщиной элементов поперечного сечения. Сущность изобретения: создается заходной участок на переднем конце полосы путем его поперечной формовки в соответствии с фасонным калибром прокатных роликов. При этом длина сформованного таким образом участка определяется соотношением, составленным исходя из условий надежного захвата сформированного конца заготовки боковыми стенками калибра. Кроме того, при изготовлении профилей из труднодеформируемых сплавов заходный участок разупрочняется на длине предварительно сформованной части и части, соответствующей зоне внеконтактной деформации в процессе подготовки полосы при прокатке. 3 ил.

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОЛОС ДЛЯ ПРОКАТКИ РАЗНОТОЛЩИННЫХ В СЕЧЕНИИ КОРЫТООБРАЗНЫХ ПРОФИЛЕЙ, включающий создание на полосе заходного участка, отличающийся тем, что заходный участок полосы формуют в соответствии с фасонным калибром прокатных роликов в поперечном направлении, причем протяженность l_о этого участка с учетом надежного захвата выбирают из соотношения

где Dвm

_ax максимальный диаметр охватывающего верхнего ролика;
Dвр_аб.max максимальный рабочий диаметр охватывающего верхнего ролика;
H_л расстояние от оси охватывающего ролика до линии, проходящей через проекции на вертикальную плоскость точек пересечения окружностей, образованных максимальным рабочим диаметром охватывающего ролика и максимальным рабочим диаметром охватываемого ролика. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении профилей из высокопрочных сплавов заходный участок заготовки создают с предварительным разупрочнением передней части полосы на длине
L_п > l_о + l_в,
где l_в длина зоны внеконтактной деформации в процессе подготовки полосы для прокатки.