Способ правки длинномерных заготовок с плоскими поверхностями

Номер патента: 1779430

Авторы: Куклин, Богданов, Попов

Скачать ZIP архив.

Текст

,; и,ОБРЕТЕН И Н П РСКОУУ ЕТЕЛЬСТ К ность изобретения: правку производят едва этапа: первоначальный изгиб заготовки осуществляют до преобразования выправляемой поверхности в цилиндрическую поверхность переменной кривизны одного направления, при этом осуществляют контроль изменения кривизны образующих поверхности, а изгиб ведут до выпрямления этих образующих в каждом поперечном сечении. Последующий изгиб осуществляют от середины к краям заготовки. при этом правку ведут при контактных давлениях, Достигающих предела текучести материала заготовки. Способ правки позволяет устранить коробоватость и скрученность заготовки. 2 з, и. ф-лы, 3 ил. о-исследовательсудостроенияБогданов и В, И. во ССС1975.(54) СПО ЗАГОТОВ СТЯМИ (57) Испол и профил бочных м СОБ ПРАВКИ ДЛИННОМЕРНЬ ОК С ПЛОСКИМИ ПОВЕРХН ьзование; правка листов, панелеи ей, имеющих плоские грани в гиашинах. станках и прессах, Сущно общепринятым данным (см. Мошн Е.Н. Гибка, обтяжка и правка на прессах. М.:Машгиз, 1959, с, 221, формула 131):1 1 1- = - +. -Й Во Й пергде йпер - радиус перегиба, определяемыйпо кривизне пружинения, в зависимости отмеханических свойств мате риала (для малоуглеродистых и низколегированных сталейВпер=80 200 высот заготовки);г(о - радиус кривизны выправляемой заИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке листов, панелей и профилей, имеющих плоские грани в гибочных машинах, станках и прессах.Известны правильные многороликовые машины, в которых заготовка под действием энакопеременного многократного изгиба выправляется между двумя рядами роликов(валкое), Этот способ правки наиболее широко распространен во всех отраслях металлообрабатывающей промышленности.Однако, применяемые листо- и сортоправильные машины имеет ограничения по размерам, форме и прочности обрабатываемых заготовок, Поэтому для правки отдельных заготовок в виде толстых листов и профилей приходится применять имеемые гибочные прессы и машины, При этом кривизна изгиба при правке составляет согласин готовки,Искривления в п и достигают величины ки(см. там же, с. 221). и делается на практи сах изгиб на прессах искривлением на ли кратно перееорачива тате процесс полу трудоемким и требуе ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) 21) 4823362/2722) 07.05.9046) 07.12.92. Бюл. М 4571) Центральный научский институт технологи72) О, С. Куклин, И. П.Попов56) Авторское свидетельГч. 599417, кл. В 21 О 3/О рокате неравномерны 25 - 50 высот заготов- В связи с этим, как это е, при гибке на прес- соизмеряют с каждым те. Заготовку многоют(кантуют). В резульается длительным, т высокой кеалифика 177943030 35 40 50 ции гибщикоо. Качество правки 3 - 5 мм на 1 м не отоечает современным требованилм, предъявляемым к точности деталей, Автоматизировать процесс при таком способе правки практически не удается, так как требуются сложные системы обратной связи.Для правки узких листов (полос) часто применяют специальные гребенчатые штампы, которые позволяют ускорить процесс правки (см, там же, с, 202 - 203, фиг. 135 и авт,св.СССР %288521 кл,В 21 О 3/14,опублик, 03.12.70 г), В гребенчатом штампе правятся искривления, обращенные выпуклостью вверх и вниз, поэтому кантовки заготовки не требуется. Однако, как в первом, так и ао втором способе исправлению поддаютсл толька искривления в .виде волнистости, другие искривления в виде коробоватости и скрученности практически не устраняютсл,Для правки длинномерного профильного проката применяют упругопластический изгиб за один проход заготовки, при этом гиб осуществляют на мерных участках на линейный размер до образования пластического шарнира. определяемого известной формулой прогиба, определяемого по допустимому усилию, расстоянию между опорами и характеристиками изгибаемой заготовки. Кривизна изгиба при этом соответствует выше приведенному оыражению (авт. св. % 1304957, опублик, БИ М 15, 1987,. В 21 ОЗУ 00.Однако для осуществления этого способа необходимы специальные гибочно-правильные машины и прессы, позволяющие защемлять заготовку, прикладывать усилие изгиба в направлении как вперед, так и назад, и иметь мерное перемещение заготовки. Кроме того, для контроля процесса необходимо иметь специальные измерительные устройства прогиба, Расчетное определение необходимого прогиба длл достижения пластического шарнира дает большие погрешности из-за разброса механических свойств заготовки (10 - 20%) и момента ее инерции (еще до 15%),Известен наиболее близкий к заявляемому и принятый за прототип способ правки переменной продольной кривизны проката прямоугольных сечений путем знакопеременного упругопластического изгиба, при котором изгиб проката осуществляют путем первоначального изгиба до преобразования исходной переменной по величине и направлению кривизны в постоянную кривизну, а затем изгибают до устранения остаточной постоянной кривизны, причем радиусы изгиба по крайней мере больше или равны 0,8 йо, где Во - нэименьший радиус кривизны проката перед правкой (1),Недостатком этого способа яоляется увеличеннал энергоемкость процесса правки, т,к, первоначально надо заготовку изогнуть по всей длине на постоянную довольно значительную криоизну, а затем обратным изгибом ее выправить, Кроме того, о процессе правки трудно достигнуть постоянной кривизны и осущестоить ее контроль из-за начальной переменной кривизны и пружинения. Кроме того, в процессе невозможно использовать широко распространенные гибочные прессы и машины, т.к. после первоначального изгиба на постоянную кривизнузаготовку необходимо переконтовать и о согнутом состоянии ее обычным путем от конца заготовки невозможно подать о рабочую зону гибочной машины или пресса.Целью настоящего изобретения является снижение энергоемкости и повышения качества правки с возможностью использованил обычных гибочных (а не специальных правильных) машин и прессов,Для достижения указанной цели исходную кривизну в оыправляемой заготовке путем первоначального изгиба с одной стороны преобразуют в цилиндрическую поверхность переменной кривизны, большую о местах коробоватости и скручен ности и нулевую при их отсугствии, При этом в процессе правки производят контроль изменения кривизны образующих плоскостей этой цилиндрической поверхности, а изгиб ведут до оыпрлмления образующих этих плоскостей о каждом поперечном сечении заготовки, Длл использования на правке гибочных машин и прессов первоначальный изгиб осуществляют в одну сторону до получения цилиндрической кривизны одного направления, э последующий изгиб ведут с обратной стороны от середины к краям заготовки. Длл повышения качества правкиправку ведут при воздействии на заготовкуконтактных напряжений, достигающих предела текучести материала заготовки. Существенность отличий, т,е, наличие у заявляемого решения свойсто, не совпадающих со свойствами известных решений, состоит в следующем: исходную кривизну путем первоначального изгиба преобразуют в цилиндрическую поверхность переменной кривизны, а не постоянную кривизну, как в прототипе. При этом большую кривизну придают о местах коробоватости и скрученности заготовки. а при их отсутствии достаточно придать заготовке нулевую кривиэну, Достаточным услооием исключения коробоватости и скрученности является50 55 спрямление образующих по всем поперечным сечениям заготовки. Учитывая, что коробоватость и скрученность имеется не повсей длине заготовки, то нет необходимостипреобразовывать исходную кривизну начальным изгибом, как в прототипе в постоянную кривизну, довольнозначительную (Йо). Тем самым в предлагаемом способе энергоемкость процесса снижается. Также упрощается контроль, т.к. не надо по всей длине заготовки контролировать радиус изгиба, например, шаблоном, а необходимолишь контролировать прямолинейность образующих, что может быть выполнено визуально или обычной линейкой.Выправление предварительно изогнутой заготовки необходимо начинать не с края заготовки, как это делают обычно, а отее центра Тем самым решаются две задачи: равномерный вывод кривизны к краям, что позволит повысить качество правки и, кроме того, применить для правки гибочные машины и прессы, так как заведение в них заготовок от края невозможно ввиду большой стрелки прогиба от первоначальногоизгиба: 1 - 2 м, а высота рабочих поверхностей гибочных прессов 0,3-0,8 м, Заготовку после изгиба посередине можно перемещать через зону гибки в любую сторону, так как заготовка не будет упираться в станинумашины или плиту пресса. Спрямление образующих происходит от действия аксиальных напряжений (см. Мошнин Е. Н. там же, с, 10 - 15),. Аксиальные напряжения увеличиваются от контактных напряжений (см. Куклин О. С. и др. Технология и оборудование для изготовления корпусных деталей из алюминиевых сплавов. Л.: ЦНИИ "Румб", 1983, с. 75, формула 5.44, Яг).Контактные напряжения, в свою очередь прямопропорциональны изгибающему усилию, которое прежде всего при прочих равных условиях увеличиваются от уменьшения расстояния между опорами или при применении гибки "в упор" на, так называемых, "глухих" матрицах (см. там же, с. 69, о),Аксиэльные напряжения, действующие в поперечном-сечении заготовки перпендикулярно основным изгибающим напряжениям, выравнивают образующие заготовки, благодаря чему и исправляются все виды искривлений, встречающиеся в металлических заготовках: волнистость, коробоватость, скрученность, винтообразность и др, С другой стороны контактные напряжения не должны превышать предела текучести материала заготовки, иначе на поверхности заготовки образуются локальные вмятины,101520 253035 40 45 неблагоприятно влияющие на качество и работоспособность конструкций,Следовательно, новыми являются как признаки, так и свойства, обуславливаемые ими, что говорит о существенности отличий заявляемого изобретения.На фиг, 1 показано сечение искривленной заготовки; на фиг. 2 - заготовка после начального изгиба; на фиг. 3 - изгиб первоначально согнутой заготовки,Заготовки, подлежащие правке (фиг. 1), имеют как правило энакопеременные разновеликие искривления с различными радиусами и искривлениями: на участках 11 и 14 искривления равны нулю; на участке 12 имеется волнистость, на участке 1 з - коробоватость.После первоначального изгиба в заготовке на участках 1. 12 и 14 (фиг. 2) достаточно иметь нулевую кривизну, а на участке 1 з - кривизну, контролируемую спрямлением образующих по поперечным сечениям заготовки.На фиг. 3 заготовка 1 после первоначального изгиба заведена в гибочную установку с нижними 2 и верхними 3 опорами, Причем изгиб начинается от центра 4 заготовки но направлению к краям.Усилие Р,необходимоедля возникновения в иэгибаемой заготовке контактных напряжений о=%, может быть определено по известной формуле Герца2 РО =От = -ДдОР =га Ьо=Лгде % - предел текучести материала заготовки;а - полуширина площадки контакта, определяемая, например, по формуле Н. М,Беляева;Ь - ширина заготовки.В нашей работе (см. Куклин О. С. и др.Технология и оборудование для изготовления корпусных деталей из алюминиевыхсплавов. Л.: ЦНИИ "Румб", 1983, с. 70) определен относительный радиус изгибающегопуансона Й при котором о= оЕпП и.с 41%где Е - модуль упругости материала заготовки;1 - относительное расстояние междуопорами;гп и а - постоянные, зависящие от материала заготовки.Пример использования изобретения.Проводилась опытная правка толстолистовой заготовки иэ высокопрочной сталиЗаказ 4404 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 размером 70 2000 8000 мм, используемой для реек опор самоподьемных буровых установок на трехвалковой листогибочной машине "Ничимен" 5016000 усилием 5000 тс, Заготовка, имевшая начальные искривления с радиусом (50 - 100)3 (фиг, 1), где Я - толщина листа, предварительно была изогнута.в зоне коробоватости до радиуса 803, что соответствовало общей стрелке прогиба 1000 - 1200 мм, Затем заготовку переворачивали на 180" и,начиная отсередины,выправляли,прокатывая в валках в одну и другую , сторону, Отклонения от плоскостности после правки не превышали 2-3 мм на 1 м, что соответствует качеству правки в современных многовалковых листоправильных машинах. В случае правки по прототипу первоначальный изгиб составлял по стрелке прогиба 1500 - 2500 мм. Завести лист в машину после такого прогиба (после кантовки выпуклостью вверх) не представилось возможным. Расчет энергоемкости показал, что расход электроэнергии в предложенном способе сократился в 2,5-3 раза по сравнению со способом, известным из прототипа, Необходимый радиус пуансона для достижения на поверхности заготовки контактных напряжений гт= % составляет для данного случая при Е=2,2 х 10 МПа 1=5 и5о= 500 МПа, а=-0,7; гп=1оп=6,Формула изобретения 1. Способ правки длинномерных заготовок с плоскими поверхностями знакопеременным упругопластическим изгибом, 5 включающий первоначальный изгиб заготовки до преобразования исходной переменной по величине и направлению кривизны в кривизну одного направления и последующий изгиб в противоположном на правлении до устранения кривизны, о т л ич а ю щ и й с я тем, что. с целью снижения энергоемкости и повышения качества правки, первоначальный изгиб осуществляют до преобразования выправляемой поверхно сти заготовки в цилиндрическую поверхность переменной кривизны, при этом в процессе правки производят контроль изменения кривизны образующих поверхности заготовки, а изгиб ведут до 20 выпрямления этих образующих в каждом еепоперечном сечении.2. Способ поп.1,от лича ющийсятем, что, с целью расширения технологических возможностей, последующий изгиб ве дут от середины к краям заготовки,3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что правку ведут при воздействии на заготовку контактных напряжений, достигающих предела текучести материала заготов ки.

Смотреть

Заявка

4823362, 07.05.1990

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИИ СУДОСТРОЕНИЯ

КУКЛИН ОЛЕГ СЕРГЕЕВИЧ, БОГДАНОВ ИВАН ПЛАТОНОВИЧ, ПОПОВ ВАСИЛИЙ ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: B21D 1/00

Метки: поверхностями, длинномерных, заготовок, правки, плоскими

Опубликовано: 07.12.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/4-1779430-sposob-pravki-dlinnomernykh-zagotovok-s-ploskimi-poverkhnostyami.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ правки длинномерных заготовок с плоскими поверхностями</a>

Похожие патенты