СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК Российский патент 1997 года по МПК B21B1/08 B21J1/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве заготовок для прокатки фасонных профилей.

Известен способ формирования заготовок [1] включающий предварительное обжатие их концов бойками пресса для создания внешних "жестких" зон, снижающих величину наката на передних и задних концах. Тем не менее, потери металла на обрезь достаточно велики, поскольку в процессе обжатия концов уже образуется накат, неустраняемый при последующей прокатке.

В качестве прототипа принят способ получения заготовок [2] преимущественно фасонного профиля, включающий порезку подката на мерные заготовки, подачу в зону пресса, обжатие концевых участков в несколько этапов с формированием полок и стенки, с приложением усилий подпора к полкам и последующую прокатку до готового изделия.

Способ позволяет повысить выход годного и улучшить качество изделий. К недостаткам этого способа следует отнести потери металла на обрезь, обусловленные невыполнением профиля фланцев на концевых участках из-за дефицита металла в полках.

Задача изобретения заключается в уменьшении невыполнения профиля на концах готового раската.

Задача решается путем предварительного заполнения полок заготовки металла и достигается тем, что в известном способе получения заготовок преимущественно фасонного профиля, включающем порезку подката на мерные заготовки, подачу в зону пресса, обжатие концевых участков в несколько этапов с формированием полок и стенки, с приложением усилий подпора к полкам и последующую прокатку до готового изделия, согласно изобретению на первом этапе производят предварительное обжатие стенки концевых участков на величину ΔH, определяемую из выражения

где B номинальная ширина полки заготовки,
H_n толщина полки,
B_б ширина бойка,
B_k толщина полки на торце,
Δ величина утяжки по ширине при обжатии стенки,
а на втором формируют полки шириной не менее B+D.

На фиг. 1 показано исходное положение заготовки, бойков и продольный разрез; на фиг. 2 предварительное обжатие стенки концевого участка и продольный разрез; на фиг. 3 формирование на конце полок шириной B+D и продольный разрез; на фиг. 4 окончательное обжатие конца стенки с боковым подпором полок и продольный разрез.

Способ реализуется следующим образом.

Заготовку 1 подают на нижний боек 2 пресса и зажимают сверху верхним бойком 3; горизонтальные бойки 4 при этом разведены. Ходом нижнего бойка производят предварительное обжатие стенки концевого участка на величину DH, выведенную из следующих соображений. Для того чтобы устранить дефицит металла во фланцевых элементах (полках) профиля и скомпенсировать утяжку полок по ширине при обжатии стенки необходимо металл из стенки вытеснить из-под бойков и перераспределить его между фланцами.

Объем вытесненного из-под бойков металла для условий плоской деформации равен
ΔH•B_б,
где ΔH величина абсолютного обжатия,
B_б ширина бойка.

С учетом величины утяжки Δ полки по ширине при обжатии стенки дефицит металла во фланцевых элементах равен
2H_п(B-B_к+Δ),
где H_n толщина полки (средняя);
B номинальная ширина полки заготовки (в средней ее части);
B_k ширина полки на торце.

Таким образом, переменным условием устранения дефицита металла в полках на концевых участках является выполнение следующего условия
ΔH•B_б> 2H_п(B-B_к+Δ),

Процесс пластического формоизменения сопровождается образованием переходного участка 5 от обжатой зоны к необжатой и небольшого языка 6 по стенке, а также отходом консольных частей 7 от боковых граней бойков 2 и 3 (фиг. 2).

Ходом горизонтальных бойков 4 обжимают консольные части 7 до формирования полок 8 на конце заготовки шириной не менее B+Δ где B номинальная ширина полки в стационарной части заготовки, D величина утяжки полки по ширине при обжатии стенки (фиг. 3). Далее горизонтальные бойки 4 отводят от полок 8 и устанавливают на расстоянии между их рабочими поверхностями, равном номинальной ширине заготовки в стационарной части для создания бокового подпора. Вертикальными бойками 2 и 3 производят окончательное формирование стенки 9 на конце заготовки (фиг. 4). Процесс сопровождается свободным уширением металла, при этом полки 8 отходят от бойков 2 и 3 до соприкосновения с горизонтальными бойками 4, в результате чего ширина заготовки на конце становится такой же, как и в стационарной части. Утонение стенки 9 сопровождается соответствующей утяжкой полок на величину D, поэтому в конце процесса деформирования ширина полок на концах будет равна ширине полок в стационарной части. За счет повторного обжатия по стенке бойки 2 и 3 освобождаются от сжимающего действия со стороны полок. Заготовку со сформированным передним концом подают через рабочее пространство пресса и аналогичным образом обжимают задний конец. Полностью сформированную заготовку подают к прокатному стану.

Пример. Требуется получить фасонную заготовку с обжатыми концами для прокатки нормального двутавра 55Б1 по ГОСТ 26020-83. Марка стали Ст.3сп. Сформированный на блюминге раскат фасонного сечения предварительно режут на мерные заготовки длиной 4,5 м. Двутавровая заготовка имеет следующие номинальные размеры: толщина стенки 130 мм, ширина стенки 370 мм, толщина полки 85 мм, ширина полки 350 мм, общая ширина (высота) 530 мм. На переднем и заднем концах заготовки профиль искажен и имеет следующие размеры: ширина профиля со стороны заусенца 576 мм, ширина стенки со стороны заусенца (расстояние между внутренними гранями полок) 340 мм, ширина полок на торце за счет утяжки металла 280 мм. Для формирования концов фасонных заготовок используют гидравлический пресс двустороннего действия с вертикальными бойками шириной 320 мм для обжатия стенки и плоскими горизонтальными бойками для бокового обжатия со стороны полок. Нагретую до температуры 1200^oC двутавровую заготовку подают в рабочее пространство пресса и устанавливают на нижний подвижный боек, при этом исходная длина обжимаемого участка составляет 150 мм. Рабочим ходом нижнего бойка производят предварительное обжатие стенки концевого участка на величину DHопределяемую из выражения

Исходя из этого величину абсолютного обжатия ΔH принимают равной 55 мм. За счет вытеснения металла из под бойков образуется язык по стенке длиной 20 мм. Процесс обжатия сопровождается также отходом необжимаемой части заготовки от бойков с образованием переходного участка. Ходом горизонтальных бойков обжимают консольные части до формирования полок на конце шириной 370 мм, что на 20 мм превышает ширину заготовки в средней (стационарной части). Горизонтальные бойки отводят от полок на концевом участке и устанавливают на расстоянии, равном номинальному размеру по ширине заготовки (530 мм). Рабочим ходом нижнего бойка окончательно формируют стенку толщиной 40 мм; при этом величина абсолютного обжатия составляет 35 мм. В результате этого обжатия вертикальные бойки освобождаются от сжимающего воздействия со стороны полок, а ширина заготовок на обжимаемом участке становится одинаковой с необжимаемой остальной частью заготовки, при этом величина языка по стенке увеличивается на 10 мм. Расчетное усилие в конце процесса деформации стенки составляет 650 тс, полок 450 тс. Заготовку с полностью сформированным передним концом подают через рабочее пространство пресса и аналогичным образом обжимают задний конец, после чего ее направляют с помощью транспортных рольгангов к обжимной клетки для прокатки в реверсивном режиме.

Использование: производство заготовок для прокатки фасонных профилей. Сущность изобретения: способ получения заготовок включает порезку подката на мерные заготовки, подачу в зону пресса, обжатие концевых участков в несколько этапов с формированием полок и стенки с приложением усилий подпора к полкам и последующую прокатку до готового изделия. На первом этапе производят предварительное обжатие концевых участков на величину ΔH, определяемую из выражения
ΔH > 2H_п(B-B_к+Δ)/B_б,
где B - номинальная ширина полки заготовки, H_n - толщина полки, B_k - ширина полки на торце, B_б - ширина бойка, Δ - величина утяжки полки по ширине при обжатии стенки, а на втором формируют полки шириной не менее B+Δ. 4 ил.

Способ получения заготовок преимущественно фасонного профиля, включающий порезку подката на мерные заготовки, подачу в зону пресса, обжатие концевых участков заготовки в несколько этапов с формированием полок и стенки, с приложением усилий подпора к полкам и последующую прокатку до готового изделия, отличающийся тем, что на первом этапе производят предварительное обжатие стенки концевых участков на величину ΔH, определяемую из соотношения

где В номинальная ширина полки заготовки;
Н_п толщина полки;
В_к ширина полки на торце;
В_б ширина бойка;
Δ - величина утяжки полки по ширине при обжатии стенки,
а на втором этапе формируют полки шириной не менее B + Δ.з