способ поштучной формовки u-образного гнутого профиля

Формула изобретения

СПОСОБ ПОШТУЧНОЙ ФОРМОВКИ U-ОБРАЗНОГО ГНУТОГО ПРОФИЛЯ с боковыми элементами разной длины путем последовательной по проходам подгибки этих элементов с формированием мест изгиба с радиусами заданной величины, отличающийся тем, что начиная с первого прохода, одновременно с подгибкой боковых элементов подгибают средний элемент с последовательным уменьшением радиусов мест изгиба, а при достижении малым боковым элементом угла подгибки 80^o его дальнейшую подгибку в следующих проходах осуществляют путем приложения усилия формовки к кромке этого элемента, при этом при указанном угле и в последующих проходах фиксируют его от поперечного смещения в сторону от оси профилирования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве сортовых холодногнутых профилей.

Гнутые профили производятся на специальных станах путем последовательной по проходам формовки (подгибки) элементов полосовой заготовки валками клетей дуо [1]

Известен способ изготовления гнутых профилей, при котором формообразование профиля по переходам осуществляют путем равных горизонтальных смещений кромки заготовки в формующих валках от предыдущей клети к последующей, что дает равномерное распределение деформаций по переходам [2] Известен также способ профилирования неравнополочных гнутых профилей, при котором усилие гибки к большей полки прикладывают на расстоянии, равном длине меньшей полки, считая от основания [3]

Недостатком описанных способов является невозможность получения с их помощью качественных несимметричных U-образных профилей.

Наиболее близким к изобретению является способ производства несимметричного U-образного профиля [4]

Указанный способ поштучной формовки профиля с боковыми элементами разной длины заключается в последовательной по проходам подгибке этих элементов с формированием мест изгиба с радиусами определенной величины и характеризуется тем, что величины указанных радиусов одинаковы во всех проходах. Недостатком известного способа также является относительно невысокое качество формуемых U-образных профилей.

Основной задачей, решаемой изобретением, является повышение качества вышеуказанных профилей и улучшение их геометрии.

Для решения этой задачи при поштучной формовке U-образного профиля с боковыми элементами разной длины путем последовательной подгибки элементов с формированием мест изгиба, начиная с первого прохода, одновременно с подгибкой боковых элементов подгибают средний элемент с последовательным уменьшением радиусов изгиба, а при достижении малым боковым элементом угла подгибки 80^о его дальнейшую подгибку в следующих проходах осуществляют путем приложения усилия формовки к кромке этого элемента, при этом при указанном угле и в последующих проходах фиксируют его от поперечного смещения в сторону от оси профилирования.

Сущность описываемого изобретения состоит в том, что уже в первом формующем проходе образуется достаточно жесткое поперечное сечение формуемой полосы, что увеличивает его устойчивость при заходе в следующие калибры (это особенно важно при поштучной формовке). Кроме того, начиная с промежуточных проходов, усилие формовки со стороны малого элемента профиля прикладывается только на небольшом околокромочном его участке с одновременной фиксацией кромки, что предотвращает скручивание формуемой полосы с улучшением геометрии готового профиля.

Существенное отличие предлагаемого способа от известного состоит прежде всего, в том, что в большинстве проходов производится односторонняя (со стороны малого элемента) фиксация кромки профиля при повороте его сечения в сторону, противоположную направлению продольного скручивания формуемой полосы, при этом ограничивается величина прикладываемого "поворачивающего" усилия. В результате этого исключается переформовка мест изгиба, что обеспечивает требуемую геометрию профиля, и отпадает необходимость использования проводок скольжения, травмирующих поверхность профиля и обладающих меньшей износостойкостью, чем валки.

Кроме того, постепенное уменьшение радиусов изгиба по ходу профилирования предотвращает трещинообразование, в особенности при профилировании участков заготовки с пониженной пластичностью например, концов рулонных полос.

Опытную проверку предлагаемого способа производили на профилегибочном стане с поштучным процессом 2-8х100-600 Магнитогорского меткомбината.

С этой целью при формовке U-образного профиля 225х190х156х5 мм из ст.3пс в одиннадцати клетях (см. фиг.1) использовалось несколько вариантов калибровок с одинаковыми радиусами изгиба, (с односторонней фиксацией кромки малого элемента, начиная с определенных углов его подгибки 70^о, 80^о, 90^о и 92^о, а также с односторонней фиксацией противоположной кромки) с определением уровня качества готовых профилей во всех случаях.

Наилучшие результаты (выход профилей высокой точности ВТ до 40% и отсутствие трещинообразования) получены при использовании изобретения. При одинаковых радиусах изгиба во всех проходах (R33 мм и r 14 мм) на отдельных штангах наблюдаются трещины в местах изгиба, что является браковочным признаком. Односторонняя фиксация кромки большей полки (элемента) профиля вызывает появление продольного скручивания сверх нормы, что снижает выход профилей ВТ.

При односторонней фиксации малого элемента, начиная с угла подгибки его в 70^о, наблюдается повышенное продольное скручивание профилей в сторону большего элемента, т.е. момент противоположного знака прикладывается к сечению слишком рано, а при аналогичной фиксации, начиная с угла подгибки малого элемента, равного 90^о, наблюдается скручивание в сторону этого элемента, т. е. скручивающий момент прикладывается с "опозданием". Зажатие малого элемента на всей его длине, начиная с угла подгибки 80^о, приводит к увеличению отклонений размеров поперечного сечения профиля за счет переформовки мест изгиба.

Формовка указанного профиля с использованием способа дает выход проката ВТ не более 12% причем около 0,5% профилей отсортированы по трещинам и царапинам. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость предлагаемого способа для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным.

На фиг.1 схематично показаны I, V, VI и XI (последний) формующие проходы при формовке по предлагаемому способу, а также форма и размеры поперечного сечения U-образного гнутого профиля.

В I проходе начинается подгибка всех элементов профиля: большого 1, среднего 2 и малого 3 соответственно, на углы , и с максимальными по величине радиусами изгиба R₁ и r₁. При этом кромки элементов 1 и 3 зафиксированы боковыми ребордами 4 и 5 нижнего валка (то же во II проходе; в III проходе ребордами верхнего валка). В V проходе, как и в проходе IV, полоса формуется без какой-либо фиксации ее кромок валками. Начиная с VI прохода, в котором суммарный угол подгибки малого элемента с ₆ 80^о, осуществляется односторонняя фиксация этого элемента наклонной поверхностью 6 верхнего валка. Это продолжается во всех проходах, включая проход XI, где радиусы изгиба уменьшаются до конечных величин R₁₁ и r₁₁ и заканчивается формирование сечения профиля. В проходах VIII-XI малый элемент 3 перегибается в стороне оси профилирования y-y таким образом, чтобы в XI проходе обе полки (элементы) профиля были параллельны друг другу, т.е. сечение наклонено влево, что при поштучном процессе не вызывает каких-либо трудностей.

По предлагаемому способу изготовлено четыре типоразмера U-образных гнутых профилей сортамента стана 2-8х100-600.

П р и м е р. Профиль с двумя вертикальными элементами 1 и 3 разной длины и с наклонным средним элементом 2 Н 225 мм; h 190 мм; h¹ 100 мм; В 156 мм; R 35 мм; r 15 мм и S 5 мм из ст. 3пс формуется за 11 проходов на стане с поштучным процессом профилирования. При этом обе кромки фиксируются нижними валками в I и II проходах и верхним валком в III проходе, а начиная с VI, при угле подгибки малого элемента ₆ 80^о, осуществляется односторонняя его фиксация верхними валками с зажатием ими на длине 60-65 мм.

Параметры профилирования по проходам: ₁10^о; ₁ 5^о; ₁ 10^о; R₁ 335 мм; r₁ 155 мм; ₂ 20^о; ₂ 10^о; ₂ 25^о, R₂166 мм; r₂ 50 мм; ₃ 30^о; ₃ 15^о; ₃ 40^о; R₃ 110 мм; r₃ 29 мм; ₄ 40^о; ₄20^о; ₄= 55^о; R₄ 82 мм; r₄ 20 мм ₅ 50^о; ₅25^о; ₅ 70^о; R₅ 65 мм; r₅ 15 мм; ₆ 60^о; ₆35^о; ₆ 80^о; R₆ 51 мм r₆14 мм; ₇70^о; ₇35^о; ₇90^о; R₇ 42 мм; r₇ 14 мм; ₈75^о; ₈ 49^о; ₈92^о; R₈ 38 мм; r₈ 14 мм; ₉=80^о; ₉ 52^о; ₉=94^о; R₉ 36 мм; r₉ 14 мм; ₁₀85^о; ₁₀54^о; ₁₀=96^о; R₁₀ 34 мм; r₁₀ 14 мм; ₁₁85^о; ₁₁50^о; ₁₁95^о; R₁₁ 33 мм; r₁₁ 14 мм.

Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с прототипом заключается в повышении реализации за счет увеличения доли проката высокой точности.