способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок
Классы МПК: | B21H8/00 Прокатка металла неограниченной длины с участками повторяющегося профиля для производства особых изделий B21D35/00 Комбинированные способы обработки металлов, связанные с видами обработки, отнесенными к группам 1/00 |
Автор(ы): | Жученко Александр Николаевич[UA] |
Патентообладатель(и): | Жученко Александр Николаевич (UA), Общество с ограниченной ответственностью - фирма "Жангле" (UA) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-07-20 публикация патента:
20.07.1996 |
Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования в металлургической промышленности при изготовлении изделий типа рельсовых подкладок. Сущность: способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок включает прокатку профиля с основанием и чередующимися в направлении прокатки выступами и впадинами, отрезку мерной заготовки и деформирование выступов. Соседние в направлении прокатки выступы деформируют с изгибом на оправке до образования между ними паза заданной формы, причем выступы, подвергаемые изгибу, прокатывают с отношением длины в направлении прокатки к их высоте, находящимся в пределах зависимости
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832t.gif)
где l - наибольшая длина выступа в направлении прокатки; Н - высота выступа; (
s - напряжение текучести материала выступа при гибке; Е - модуль упругости материала выступа при гибке,
- наибольший угол отгибки выступа; sсм - напряжение смятия материала выступа при гибке. В частном случае деформирование с изгибом соседних выступов каждого ряда осуществляют до образования между ними паза в виде ласточкина хвоста. Достигаемый технический результат состоит в снижении расхода металла и энергозатрат при высокой точности размеров паза подкладки. 1 з. п. ф-лы, 15 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832t.gif)
где l - наибольшая длина выступа в направлении прокатки; Н - высота выступа; (
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063015/963.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063279/920.gif)
Формула изобретения
Способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, включающий прокатку профиля с основанием и чередующимися в направлении прокатки выступами и впадинами, отрезку мерной заготовки и деформирование выступов, отличающийся тем, что соседние в направлении прокатки выступы деформируют с изгибом на оправке до образования между ними паза заданной формы, при этом выступы, подвергаемые изгибу, прокатывают с отношением длины в направлении прокатки к их высоте, находящимся в пределах зависимости:![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-12t.gif)
где
l наибольшая длина выступа в направлении прокатки; H высота выступа;
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063015/963.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063279/920.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования в металлургической промышленности при изготовлении плоских изделий с боковыми выступами типа рельсовых подкладок. Известен способ изготовления рельсовых подкладок из профилированной полосы, включающий отрезку мерной заготовки, образование отверстия и прилегающих к нему выступов путем надрезки заготовки, гибки надрезанных участков со сдвигом и штамповку [1]Недостатками этого способа являются большой расход металла при вырубке пазов и низкое их качество и точность из-за утяжки и сколов металла по поверхности вырубки. Известен способ получения плоских изделий с боковыми ребрами типа рельсовой подкладки, включающий прокатку профиля, отрезку мерной заготовки и формообразование двух рядов выступов эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Выступы формообразуют путем надрезки и отгибки надрезанного участка [2]
Недостатками этого способа являются большие энергозатраты на нагрев мерной заготовки после отрезки ее от профиля и большие затраты на деформирование заготовки за два перехода на специализированном прессе с зажимным и нижним ползунами. Кроме того, способ не позволяет изготавливать подкладки с пазами между выступами. Для описанных аналогов и прототипа общей причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является невозможность изготовления в плоских изделиях с боковыми выступами точного паза между соседними выступами при минимальных энергетических и трудовых затратах на универсальном оборудовании. В основу изобретения поставлена задача создать способ изготовления плоских изделий с выступами, у которых между соседними в направлении прокатки выступами расположены точные пазы заданной формы, при этом обеспечить минимальные расход металла и энергозатраты на изделия, а также высокую производительность. Эта задача конкретизируется на примере технологии изготовления подкладки раздельного скрепления к железнодорожным рельсам по ГОСТ 16279-78, которая изготавливается по техническим условиям по ГОСТ 16277-84 нормальной и повышенной степени точности, определяемой в основном качеством паза. Пазы, расположенные между выступами подкладок, имеют форму ласточкина хвоста и изготавливаются в массовом производстве либо с повышенной точностью протягиванием со снятием стружки на специальных импортных протяжных станках, либо с нормальной точностью поочередной холодной вырубкой их на двух механических прессах с кантовкой подкладки между прессами. Эти технологические процессы изготовления пазов подкладки имеют нерациональный расход металла в стружку или отходы, большие энергозатраты на обработку паза, низкую производительность и требуют усовершенствования. Снижение расхода металла будет получено за счет устранения отходов металла при изготовлении паза, которые составляют 4-6% от веса подкладки. Снижение энергозатрат произойдет за счет использования для формообразования пазов одного пресса с электродвигателем 40 кВт вместо двух таких прессов при вырубке пазов. Производительность повысится за счет сокращения рабочих, обслуживающих прессы. Для решения указанной задачи способом изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок прокатывают профиль с основанием и чередующимися в направлении прокатки выступами и впадинами, отрезают мерную заготовку и деформируют выступы. В отличие от прототипа соседние в направлении прокатки выступы деформируют с изгибом на оправке до образования между ними паза заданной формы, причем выступы, подвергаемые изгибу, прокатывают с отношением длины в направлении прокатки к их высоте, находящимся в пределах зависимости
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-3t.gif)
где l наибольшая длина выступа в направлении прокатки; H высота выступа;
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063015/963.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063279/920.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-4t.gif)
обеспечивается формообразование паза с точными размерами и формой при незначительном усилии деформирования без дополнительных затрат на осадку и смятие выступов. Минимальное отношение длины выступа к его высоте определяется из зависимости предельного угла наклона выступа, при котором выступ приводится в пластическое состояние, возможна его остаточная деформация и формообразование стенок паза. Схема нагружения изгибаемого выступа при расчете принимается в виде консольной балки, нагруженной на свободном конце усилием изгиба Р (фиг. 10). Для такой схемы нагружения по теории сопротивления материалов угол
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063279/920.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-5t.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-6t.gif)
где Mизг изгибающий момент в месте заделки выступа;
W момент сопротивления изгибу. После подстановки указанных значений находим
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-7t.gif)
Если отношение длины выступа к его высоте перед деформированием с изгибом окажется меньшим величины, определенной по зависимости
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-8t.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-9t.gif)
где b ширина выступа;
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063015/963.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-10t.gif)
Если отношение длины выступа к его высоте перед деформированием с изгибом окажется большим величины, определенной по зависимости
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063832/2063832-11t.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063015/963.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063096/215.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063279/920.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063005/176.gif)
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063015/963.gif)
Отношение длины l выступов к их высоте Н, равное примерно единице, выбрано большим величины 0,002, что обеспечивает пластическую деформацию выступа при его изгибе в процессе формообразования паза. В то же время, это отношение меньше величины 2,45 обеспечивает изгиб выступа без дополнительных затрат усилия на его смятие. Подкладочную полосу режут на мерные заготовки длиной 140 мм на прессе усилием 8000 кН, которые по транспортеру передают на второй универсальный пресс. Здесь соседние выступы обоих рядов подкладки деформируют в штампе изгибом навстречу друг другу на оправке, установленной между ними. По экспериментальным данным усилие холодного деформирования с изгибом на оправке выступов одного ряда подкладки KБ при формообразовании одного паза в виде ласточкина хвоста составило около 2000 кН, а наибольшее усилие выемки оправки из паза 250 кН. Точность размеров паза превышала требования стандарта в несколько раз, и допуски на размеры составляли
![способ изготовления плоских изделий с выступами типа рельсовых подкладок, патент № 2063832](/images/patents/409/2063005/177.gif)
Класс B21H8/00 Прокатка металла неограниченной длины с участками повторяющегося профиля для производства особых изделий
Класс B21D35/00 Комбинированные способы обработки металлов, связанные с видами обработки, отнесенными к группам 1/00