СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ УЧАСТКАМИ ИЗ ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ Российский патент 2014 года по МПК B21D7/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов давлением, может быть использовано в мебельной промышленности для обработки профильных труб квадратного, прямоугольного сечения, в частности для изготовления завитков, вензелей для арок, ворот, оград, решеток на окна, элитной и дачной мебели.

Известен способ гибки длинномерных заготовок на прессах и гибочных роликовых машинах, при использовании которого гибку заготовки производят по участкам с последовательной подачей в гибочное устройство /Сипилин П.М., Зефиров И.В. Обработка корпусной стали. Л.: Судостроение, 1972 г., с.241/.

При гибке первого участка начало заготовки выступает за опору пресса или опорный ролик гибочной машины на величину технологического припуска на гибку.

Припуск предусмотрен во всех случаях гибки таким образом, что после изготовления детали оставшаяся часть припуска идет в отходы, что удорожает значительно способ гибки.

Известен способ получения изделий из профильных труб, при использовании которого заготовку с припуском последовательно по участкам изгибают в гибочном устройстве с опорами, при этом первым изгибают участок, смещенный от конца припуска на 0,25-0,75 расстояния между опорами, затем перед гибкой следующего участка заготовку возвращают назад таким образом, чтобы середина первого участка совпадала с первой по ходу подачи заготовки опорой, после чего заготовку изгибают последовательно по направлению к ее концу (а.с. СССР №1009562А, МПК: B21D 7/00 "Способ гибки длинномерных заготовок", авт. В.А. Тихомиров, М.Н. Ничипоров, Н.И. Бакуткин, Н.В. Фатеев, с приоритетом от 13.07.81 г., бюл. №13 от 07.04.83 г.).

Недостаток - невозможность изготовления спиралевидных деталей из профильных труб предлагаемым способом, остается гибочный припуск, что приводит к удорожанию способа при изготовлении.

Известно устройство, содержащее приводную поворотную ось с установленным на ней шаблоном и жестко связанными с шаблоном копирами, рабочие поверхности которых эквидистантны рабочей поверхности шаблона, на оси которого установлены взаимодействующие с обеими поверхностями копиров втулки и зажим конца заготовки, при этом шаблон выполнен из неподвижной части с открытым криволинейным пазом и из подвижной части, установленной в криволинейном пазу неподвижной части, привод оси шаблона выполнен в виде закрепленных на ее концах по обе стороны копиров двух планок с продольными отверстиями, одна из которых смонтирована с возможностью периодического взаимодействия с подвижной частью шаблона, а концы оси ролика размещены в продольных отверстиях планок (а.с. СССР №1696044А1, МПК: B21D 7/02, с приоритетом от 31.03.89 г., бюл. №45 от 07.12.91 г. "Устройство для гибки полос и труб", авт. А.И. Миняков, В.В. Пискарева, В.А. Костенко).

Недостаток - невозможность производить гибку труб на угол более 720°. После изготовления детали устройство почти полностью разбирается, дорого в изготовлении, т.к. детали изготавливаются с повышенной точностью, а также низкая производительность.

Известно устройство для гибки полос и труб, содержащее закрепленные на смонтированном на станине приводном валу гибочные копиры, установленный между ними шаблон и сопряженный с ним подпружиненный ролик, при этом на шаблоне смонтирован зажим, где оно снабжено установленным на приводном валу дополнительным копиром, а также двуплечим рычагом и планшайбой, причем дополнительный копир выполнен с профилем, эквидистантным профилю шаблона, планшайба смонтирована на станине с возможностью поворота, ролик смонтирован на планшайбе, двуплечий рычаг шарнирно закреплен на станине, одним плечом сопряжен с дополнительным копиром, а другим шарнирно с планшайбой, а также оно снабжено смонтированными на станине упорами, а в планшайбе выполнена дугообразная прорезь, в которой размещены упоры (а.с. СССР №940915, МПК: B21D 7/02 от 24.11.80 г., бюл. №25 от 07.07.82 г., авт. В.Б. Чан, С.С. Толкачев, В.В. Дзямулич, А.М. Цикерман).

Недостаток - невозможность производить гибку профильных труб на угол более 720°.

Известен способ гибки профильных труб, включающий изгибание заготовки последовательно по участкам в гибочном устройстве, при этом перед гибкой две противоположные стороны заготовки прокатывают вовнутрь до заданной глубины и конфигурации, затем изгибаемый конец ее сплющивают по непрокатанным сторонам, вставляют в паз гибочного устройства и производят гибку по непрокатанным сторонам и устройство для его реализации, содержащее шаблон с рабочей поверхностью и пазом для установки заготовки, гибочный элемент на оси, причем шаблон закреплен на планшайбе, имеющей отверстия для последовательной установки друг за другом вспомогательных шаблонов с рабочими поверхностями, гибочный элемент зафиксирован относительно оси от поворота фиксатором и установлен над планшайбой с возможностью регулирования планки в продольном направлении в направляющей, закрепленной на станине, а в стенке паза шаблона вмонтирован пуансон-фиксатор с острой кромкой для фиксации заготовки (патент РФ №2365450, МПК: B21D 7/02 - прототип).

При использовании указанного способа осуществляют изгибание заготовки последовательно по участкам в гибочном устройстве. При этом перед гибкой две противоположные стороны заготовки прокатывают вовнутрь до заданной глубины и конфигурации. Затем изгибаемый конец ее сплющивают по непрокатанным сторонам, вставляют в паз гибочного устройства и осуществляют гибку по непрокатанным сторонам. Для гибки используют устройство, содержащее шаблон с рабочей поверхностью и пазом для установки заготовки, вспомогательные шаблоны с рабочими поверхностями, гибочный элемент на оси. Шаблон закреплен на планшайбе, имеющей отверстия для последовательной установки друг за другом вспомогательных шаблонов. Гибочный элемент зафиксирован относительно оси от поворота фиксатором и установлен над планшайбой с возможностью регулирования планки в продольном направлении в направляющей, закрепленной на станине. В стенке паза шаблона вмонтирован пуансон-фиксатор с острой кромкой для фиксации заготовки.

Основным недостатком указанного способа является то, что при деформации стенок трубы поперечный профиль заготовки образуется произвольной формы, что значительно ухудшает внешний вид изделия.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа получения изделий из профильных труб, применение которого позволит получать заданный профиль по всей длине заготовки.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что в предложенном способе получения изделий с криволинейными участками из профильных труб, включающем видоизменение поперечного сечения трубы предпочтительно по всей длине путем образования как минимум на двух противоположных сторонах ребер жесткости прокаткой вовнутрь части стенки трубы на упомянутых сторонах, деформирование как минимум одного конца по непрокатанным сторонам, его установку в паз гибочного устройства и осуществление гибки по непрокатанным сторонам, согласно изобретению высоту ребра выбирают из соотношения h=(0,6-1,2)δ, где: h - высота ребра, δ - толщина стенки трубы, а ширину прокатываемой части стенки трубы - из соотношения S₁=S-(5-7)δ, где: S₁ - ширина прокатываемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, δ - толщина стенки трубы, причем в зоне реза заготовку деформируют до соприкосновения ребер жесткости с образованием прямолинейного или практически прямолинейного участка с переходными зонами от упомянутого участка к основному материалу, длину упомянутого прямолинейного участка выбирают из соотношения L=l₁+l₂+l₃, где: L - общая длина образованного прямолинейного участка, l₁ - длина прямолинейного участка до линии реза, l₂ - длина прямолинейного участка после линии реза, l₃ - ширина реза, причем резку трубы на заготовки требуемой длины производят одновременно с деформацией, при этом длину переходного участка выбирают из соотношения L₁=(3…6)S, где: S - ширина профиля трубы.

В варианте применения способа ребра жесткости образуют на двух сторонах трубы.

В варианте применения способа высоту ребра выбирают из соотношения h=(0,8-1)δ, где: h - высота ребра, δ - толщина стенки трубы, а ширину прокатываемой части стенки трубы - из соотношения S₁=S-(5,8-6,2)δ, где: S₁ - ширина прокатываемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, δ - толщина стенки трубы.

В варианте применения способа деформируют оба конца трубы по непрокатанным сторонам.

В варианте применения способа длину переходного участка выбирают из соотношения L₁=(4…5)S, где: S - ширина профиля трубы.

Верхнее значение указанного соотношения h=(0,6-1,2)δ выбрано, исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит утонение металла в зоне образования ребра, что приводит к ухудшению механических характеристик получаемых изделий; нижнее значение выбрано, исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходят гофрообразование и разрывы ребер профиля при его деформации, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия.

Верхнее значение указанного соотношения S₁=S-(5-7)δ выбрано, исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит выдавливание металла внутри на смежные стенки, что приводит к ухудшению условий деформации заготовки при образовании криволинейных профилей. Кроме этого, ухудшается внешний вид изделия. Нижнее значение указанного соотношения выбрано, исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит увеличение ширины ребер, и в этом случае предварительная прокатка практически не сказывается на условиях деформации профиля при образовании криволинейных профилей, что приводит к образованию гофров в месте внутренних радиусов и разрывам профиля в месте образования наружных радиусов, что в конечном итоге приводит к ухудшению внешнего вида изделия и снижению его потребительских свойств.

Нижнее значение указанного соотношения L₁=(3…6)S выбрано, исходя из того, что при его дальнейшем уменьшении ухудшаются условия захватывания деформированного участка гибочным устройством и, кроме этого, ухудшается внешний вид изделия.

Верхнее значение указанного соотношения L₁=(3…6)S выбрано, исходя из того, что при его дальнейшем увеличении происходит увеличение длины деформированного участка, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано поперечное сечение трубы после прокатки с указанием геометрических размеров сечения, на фиг.2 - внешний вид трубы после прокатки в аксонометрии, на фиг.3 - внешний вид трубы после деформации перед резкой, на фиг.4 - образец изделия, полученного при применении предложенного способа, на фиг.5 - образец изделия, полученного при применении предложенного способа.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Перед изгибанием заготовки 1 видоизменяют ее поперечное сечение предпочтительно по всей длине, путем образования, как минимум, на двух противоположных сторонах 2 и 3 заготовки 1 декоративных ребер жесткости 4 и 5 и впадины 6. При этом высоту ребра выбирают из соотношения h=(0,6-1,2)δ, предпочтительно h=(0,8…1)δ, где: h - высота ребра, δ - толщина стенки трубы, а ширину прокатываемой части стенки трубы - из соотношения S₁=S-(5-7)δ, предпочтительно (5,8…6,2)δ, где: S₁ - ширина прокатываемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, δ - толщина стенки трубы. После прокатки один конец 7, предпочтительно оба конца заготовки 7 и 8, деформируют по непрокатанным сторонам и обрезают до требуемой длины. В зоне реза заготовку деформируют таким образом, что декоративные ребра жесткости 4 и 5 соприкасаются или практически соприкасаются между собой, образуя при этом прямолинейный или практически прямолинейный участок 9 с переходными зонами 10 и 11 от упомянутого участка к основному материалу. Длину упомянутого прямолинейного участка 9 выбирают из соотношения L≈l₁+l₂+l₃, где L - общая длина образованного прямолинейного участка, l₁ - длина прямолинейного участка до линии реза, l₂ - длина прямолинейного участка после линии реза, l₃ - ширина реза. Длину переходных зон 10 и 11 выбирают из соотношения L₁=(3…6)S, предпочтительно 4…5, где: S - ширина профиля трубы. Подготовленную таким образом заготовку вставляют в паз устройства для гибки и производят гибку по непрокатанным сторонам.

Проведенные автором и заявителем испытания предложенного способа подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений и предложенных критериев.

Использование предложенного технического решения позволит создать способ получения изделий из профильных труб, применение которого позволит получать заданный профиль по всей длине заготовки.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов давлением, может быть использовано для обработки профильных труб квадратного, прямоугольного сечения, в частности для изготовления завитков, вензелей для арок, ворот, оград, решеток на окна, элитной и дачной мебели. Перед изгибанием заготовки видоизменяют ее поперечное сечение предпочтительно по всей длине путем образования как минимум на двух противоположных сторонах заготовки ребер жесткости посредством прокатывания вовнутрь части стенки трубы на упомянутых сторонах. При этом определяют высоту ребра жесткости и ширину прокатываемой части стенки трубы в зависимости от толщины стенки трубы. Предпочтительно оба конца заготовки деформируют по непрокатанным сторонам и обрезают до требуемой длины. При этом в зоне реза заготовку деформируют таким образом, что ребра жесткости соприкасаются с образованием прямолинейного или практически прямолинейного участка с переходными зонами от упомянутого участка к основному материалу. Длину прямолинейного участка определяют с учетом длины до и после реза и ширины реза, а длину переходного участка - профиля трубы. Расширяются технологические возможности и обеспечивается возможность получения заданного профиля по всей длине заготовки. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ получения изделий с криволинейными участками из профильных труб, включающий видоизменение поперечного сечения трубы предпочтительно по всей длине путем образования как минимум на двух ее противоположных сторонах ребер жесткости прокаткой вовнутрь части стенки трубы на упомянутых сторонах, деформирование как минимум одного конца по непрокатанным сторонам, вставление в паз гибочного устройства и осуществление гибки по непрокатанным сторонам, отличающийся тем, что высоту ребра выбирают из соотношения h=(0,6-1,2)δ, где: h - высота ребра, δ - толщина стенки трубы, а ширину прокатываемой части стенки трубы - из соотношения S₁=S-(5-7)δ, где: S₁ - ширина прокатываемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, причем в зоне реза заготовку деформируют до соприкосновения ребра жесткости с образованием прямолинейного или практически прямолинейного участка с переходными зонами от упомянутого участка к основному материалу, длину упомянутого прямолинейного участка выбирают из соотношения L=l₁+l₂+l₃, где: L - общая длина образованного прямолинейного участка, l₁ - длина прямолинейного участка до линии реза, l₂ - длина прямолинейного участка после линии реза, l₃ - ширина реза, причем резку трубы на заготовки требуемой длины производят одновременно с деформацией, при этом длину переходного участка выбирают из соотношения L₁=(3…6)S.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости образуют на двух сторонах трубы.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что высоту ребра выбирают из соотношения h=(0,8-1)δ, где: h - высота ребра, δ - толщина стенки трубы, а ширину прокатываемой части стенки трубы - из соотношения S₁=S-(5,8-6,2)δ, где: S₁ - ширина прокатываемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что деформируют оба конца трубы по непрокатанным сторонам.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что длину переходного участка выбирают из соотношения L₁=(4…5)S, где: S - ширина профиля трубы.