Способ изготовления гнутых коробчатых профилей Советский патент 1993 года по МПК B21D5/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использова- но при производстве холодногнутых профилей проката,

Гнутые профили различной конфигурации (в том числе коробчатые) изготавливают на непрерывных и полунепрерывных про- филегибочных станах путем последовательной по проходам подгибки элементов поперечного сечения. Современная технология производства коробчатых замкнутых профилей описана.

Известен способ изготовления гнутых профилей коробчатого сечения, при котором боковые стенки (полки) профиля при его свободной гибке прогибают наружу, выбирая величину прогиба такой, чтобы деформация стенок не превышала предела упругости материала, а на последних переходах прогибают наружу нижнюю стенку профиля.

Известен также способ изготовления гнутых профилей коробчатого сечения, при котором боковым полкам придают криволинейную форму с прогибом внутрь профиля и с ограничением изнутри.

Недостатком известных способов является необходимость значительного числа переходов для формирования профилей, а также неудовлетворительная их геометрия (особенно при толщине 1,5...3,5 мм), что повышает производственные затраты.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ (технология) изготовления замкнутого (коробчатого) профиля 100x100x5 мм.

Этот способ включает подгибку заготовки по проходам с последовательным обраVI

Ю

CJ

ю

00 СП

со

зованием смыкающихся и боковых полок и закруглений мест изгиба и характеризуется тем, что в двух последних проходах (предчи- стовом и чистовом) полки профиля перегибают внутрь на угол 1°.

Недостатком описанной технологии также являются производственные затраты, обусловленные большим количеством переходов (14) и невысоким качеством профилей толщиной 1,5...3,5 мм.

Цель изобретения - снижение производственных затрат при изготовлении гнутых коробчатых профилей толщиной 1,5...3,5 мм.

Указанная цель достигается тем, что при последовательном образовании смыкающихся и боковых полок и закругленных мест изгиба в четырех - шести проходах, предшествующих чистовому, подгибку смыкающихся полок приостанавливают, а в чистовом проходе - возобновляют, подгибая их на угол 24..,33° относительно боковых полок, при этом радиусы закруглений мест изгиба между боковыми полками и стенкой профиля делают во всех переходах одинаковыми и равными 1,0...1,33 толщины профиля, а углы перегиба боковых полок внутрь принимают равными 2 2...30 и смыкающихся полок/3 1,5...2°.

При анализе известных технических решений не обнаружено той совокупности признаков способа, которая отличает заявленное техническое решение от прототипа. Поэтому можно сделать вывод, что отличительные признаки изобретения обладают существенными отличиями.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в чистом проходе производят подгибку смыкающихся полок профиля на угол 24...33°, что сокращает количество проходов. Кроме того, это сводит до минимума вероятность переформовки мест изгиба между смыкающимися и боковыми полками (центры радиусов не смещаются), что улучшает геометрию готовых профилей, в частности стабилизирует ширину щели между смыкающимися полками.

Уменьшение радиусов изгиба между боковыми полками и стенкой профиля (в известных способах их величины находятся в пределах 1,4.., 1,6 его толщины) увеличивает длительность рабочей кампании валков (износ валков сопровождается увеличением формирующих радиусов), что приводит к сокращению производственных затрат. Выбор одинаковой величины указанных радиусов упрощает изготовление и контроль валков.

Опытную проверку способа производили на непрерывном профилегибочном стане 1-4x50-300 Магнитогорского меткомбина- та, С этой целью коробчатые профили различных размеров с толщиной 1,5,..3,5 мм формировали из заготовки ов 50 кгс/мм2 в калибрах, основные параметры которых были исполнены в нескольких вариантах,, отличившихся величинами суммарных углов

подгибки полок (фиг, 1),углов подгибки смыкающихся полок в чистовом проходе уо, углов перегиба а и Д радиусов изгиба г между боковыми полками и стенкой, а также количеством проходов, в которых у const.

Поставленная цель была достигнута при следующих параметрах профилирования:

1) профиль 28x25x1,5(ширина В 28 мм, . Н 25 мм, S 1,5 мм) из ст.20пс с ав 43...50 кгс/мм2 - yi 20° (индекс - порядковый номер прохода), уг 35°, уз 46°, уд ... уд 59° (с IV по IX проход этот угол не меняется), ую 92° (т.е. / 92° - 90° 2°);

6г 5° (подгибка боковых полок начинается с II прохода), 5з 15°, (54 25°, (5б 45°, бе - 65°, &7 72°, 5в 80°, dg 93°, 5ю - 90°, (т.е. ( 93° - 90° - 3°); yd ую - уд 92° - 59° 33° (частный угол подгибки в чистовом проходе); г 2 мм и r/S 2 : 1,5 -1,33; подгибка смыкающихся полок приостанавливалась в пяти проходах;

2) профиль 40x25x2,5 мм из ст.15кп

- 41...47 кгс/мм2 - yi - 20°, уз. - 40°, уз - 55°,

} 4... ую 68°, уп - 92°; /3- 92° - 90° - 2°; из

(подгибка с III прохода) 8°, дл 16°, дъ

25°, 5б 45°, 57 - 65°, 58 72°, дд 82°, 3ib

. 92°, 611 90°, « 92° - 90° 2°; уо yi 1 - ую

92° - 68° 24°, г 3,0 мм и r/S 3 : 2,5

1,2; подгибка на угол у приостанавливалась

в шести проходах;

3) профиль 60x30x3,5 мм из ст.Зкп с 7В 40...45 кгс/мм2 - yi 18°, yz 35°, уз 45°, У4 55°, уь... у9 63°, ую - 91,5°, р 91,5° - 90° 1,56, & 8°, 5з 16°, &т 25°, 55 45°, 5е - 65°, & 72°, 5а 82°, 59 - 92°, 5ю 90°, « 92° - 90° 2°; уо ую - уд 91,5° - 63° 28,5°; г - 3,5 мм, r/S 3,5 : 3,5 1.0; подгибка на угол у приостанавливалась в четырех проходах.

При профилировании по указанным режимам ширина щели между смыкающимися полками готовых коробчатых профилей находилась в пределах ...2 мм, по способу- прототипу Д 1...3 мм, все геометрические параметры соответствовали требуемым, а расход валков по сравнению со способом- прототипом уменьшился на 20...27%.

Основные параметры профилирования по известному способу были следующими:

Vi 20°, уг 36°, уз 39°. у - 42°, ys - 45 , ye 48°, V7 48°, ув 57°. уд 65°, ую 73°, Ун - 8Г, У12 - 88°, yi3 89°, ун - 91°; /3 91° - 90° 16; (5з 8° (подгибка боковых полок с III прохода), дц .16°, (5s 26°, 5б 360,57 460,58 550,,5io 710,5ii 79°, 5i2 86°, Ъ 91°, 614 90°; a- 91° - 90° 1°; yo ум - У13 - 91° - 89° 2°; r/S 1,4.

Уменьшение расхода валков объясняет- ся, прежде всего, сокращением количества формующих проходов (с 14 до 10-11), а также продлением рабочей компании валков вследствие уменьшения величины r/S (с 1,4 до 1,0...1,33). Уменьшение величины щели Д объясняется, вероятно отсутствием переформовки мест изгиба (смыкающиеся полки не подгибаются в четырех-шести проходах, а у прототипа - только в одном проходе).

Увеличение углов перегиба /3 в предла- гаемом способе обусловлено большей вели- чиной пружинения (остаточной деформации противоположного знака) смыкающихся полок профиля при углах подгибки 24.,.33°, а углов а - частичным разгибом боковых полок при свободной осадке смыкающихся в чистовом проходе.

Значительное увеличение углов по сравнению с прототипом стало возможным благодаря непрерывности профилирования и из-за уменьшения толщины профиля до 1,5...3,5 мм, а также в результате появления интенсивных и благоприятных сжимающих напряжений при осадке.

Опыты показали, что величина уо 33° является максимально возможной: при уо 34...36° наблюдалось искажение геометрии готовых профилей и трещинообразова- ние в местах изгиба. Минимально допустимая величина радиусов изгиба: r/S 1,0, при r/S 0,8...0,9 наблюдается трещи- нообразование.

Как следует из изложенного, радиусы мест изгиба между смыкающимися и боковыми полками по заявляемому способу в большинстве проходах не контролируются. Опытами установлено, что их величина находится в пределах (1.1... 1,3)г и соответствует требованиям.ТУ.

На чертеже приведена схема формооб- разования коробчатых профилей (несколько проходов условно не показаны).

Формирование профиля шириной В,

высотой Н и толщиной S начинается с под

гибки смыкающихся полок 1 на углы у. Подгибка боковых полок 2 на углы б начинается со 11-1II прохода.

В IV-VI проходах подгибка полок 1 прекращается (они освобождены). В предчисто- вом (IX) проходе полки 2 перегибаются относительно вертикали на угол « 2...30, а в чистовом (X) проходе эти полки становятся вертикальными. В чистовом же проходе производится подгибка полок на угол уо 24.„33° с одновременным перегибом их относительно горизонтали на угол/Ј 1,5...2°.

После выхода из стана эти полки становятся горизонтальными. Величина радиусов изгиба между полками 2 и стенкой 3 профиля во всех проходах: г const (1,0...1,33)5. Величина радиусов ,1...1.3)г.

П р и м е р. 1. Коробчатый профиль с В 28 мм, Н 25 мм и S 1,5 мм формируется в 10 проходах, причем подгибка боковых полок на углы д начинается со И прохода. Угол подгибки смыкающихся полок не изменяется с IV по IX проходы. В IX проходе боковые полки перегибают относительно вертикали на угол а 3°. В X проходе смыкающиеся полки подгибают на угол уо 33° (фиг. 1) с перегибом их относительно горизонтали на угол / 2°. Величина г const 1,335 1,33.1,5 «2 мм.

П р и м е р 2. Профиль с В 40 мм. Н 25 мм и S 2,5 мм формируется в 11 проходах, подгибка боковых полок начинается в III проходе. Угол у не изменяется с IV по X проход, в котором боковые полки перегибают на угол/3 2°. В XI проходе смыкающиеся полки подгибают на угол уо 24° с перегибом их на угол / 2°. Величина г const 1,25 -1,2 -2,5 Змм.

П р и м е р 3. Профиль В 60 мм, Н 30 мм и S 3,5 мм формируется в 10 проходах, подгибка боковых полок со II прохода. Угол у неизменен с V по IX проход, в котором боковые полки перегибают на угол « 2°. В X проходе смыкающиеся полки подгибают на угол уо 28,5° с перегибом их на угол /3 1,5°. Величина г const 1.0S 3,5 мм.

Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению со способом- прототипом заключается в уменьшении расхода валков и снижении производственных затрат при изготовлении коробчатых гнутых профилей толщиной 1,5...3,5 мм.

Формула изобретения Способ изготовления гнутых коробчатых профилей, включающий последовательную подгибку заготовку по проходам с образованием смыкающихся и боковых полок и закругленных мест изгиба и перегиб в двух последних проходах боковых полок внутрь профиля на угол а и смыкающихся - на угол Д отличающийся тем, что, с целью снижения производственных затрат при изготовлении профилей толщиной 1,53,5 мм, в четырех шести прохода, предшествующих чистовому, профиль формуют с постоянными углами подгибки смыкающихся полок, а в чистовом проходе подгибают смыкающиеся полки на угол 24...33° относительно боковых полок, при этом радиусы закруглений мест изгиба между боковыми полками и стенкой профиля делают во всех проходах одинаковыми и равными 1.0...1,33 толщины профиля, а углы перегиба: а 2...30 ,5...2°.

Использование: преимущественно в черной металлургии. Сущность изобретения: при изготовлении профилей толщиной 1,5...3.5 мм вначале осуществляют подгибку смыкающихся полок на углы} . Подгибка боковых полок на углы 6 начинается с II-III его проходов, В IV-VI проходах подгибка полок прекращается. В предчистовом проходе полки перегибаются относительно вертикали на угол « 2...30, а в чистовом проходе эти попки становятся вертикальными. В чистовом проходе производится подгибка полок на угол уо 24...33° с одновременным перегибом их относительно горизонтали на угол / 1,5,..2°. Величина радиусов изгиба между полками и стенкой профиля во всех проходах: г (1.0...1.33)3. 1 ил.

з