Способ изготовления тонкостенных профилей и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ВСЕС 093 н й у 13,";" цОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк двтоеокоММ СвиДЕтапьСтвУ БЯВЛНОТ:-1(р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(.53) 621.981.1 (,088.8)56) Авторское свидетельство СССРУ 1114482, кл. В 21 1)5/06,26.11.82.(57) 1. Способ изготовления тонкостенных профилей стесненным изгибом,заключающийся в формообразованииплоской листовой заготовки в двухпарах формующих роликов с приложением усилий сдвига при создании осевого подпора и калибрующего растяжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности, расширения технологических возможностей и уменьшения металлоемкости, при формовке усилиясдвига прикладывают к профилю по высоте в двух взаимно противоположныхнаправлениях, при этом создают дополнительное тянущее усилие, а усилие подпора и калибрующее растяже,ЯО 12157 2 А(51) 4 В 21 Э 5/06 ние прикладывают к профилю в последнем переходе.2. Устройство для изготовления тонкостенных профилей стесненным изгибом из плоской листовой заготовки, содержащее установленные в технологической последовательности в чередующемся порядке приводные формуюшие и тянущие клети с роликовымипарами, имеющими замкнутый профилированный зазор, с приводом посредством шестеренной передачи с различным числом зубьев шестерен, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что шестерни верхних валов формующих кле-.тей выполнены с увеличенным числомзубьев по сравнению с шестернямиверхних валов тянущих клетей и непосредственно с ними связаны, а шестерни нижних валов формующих клетейимеют уменьшенное число зубьев посравнению с шестернями верхних валов этих клетей и связаны через паразитные шестерни с шестернями нижних валов тянущих клетей, при этоммежосевое расстояние у всех роликовых пар одинаковое, а все зубчатыепередачи расположены в одной вертикальной плоскости.Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению профилей иэ листовых заготовок профилированием в валках.Цель изобретения - повышение производительности, расширение технологических возможностей и снижение металлоемкости.На Фиг. 1 показана принципиаль,ная схема устройства для осуществления способа; на Фиг. 2 - привод формующих и тянущих клетей устройства; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1.Способ осуществляют следующим образом.Листовую заготовку 1 толщиной 1. имеющую запас материала по ширине и в заходной части скосы "на ус" для создания первоначального торцового сжатия, подают в формующие ролики 2 и 3, имеющие замкнутый рабочий контур, вращающиеся в одном направлении. За счет большей угловой и линейной скорости нижнего ролика 3 заготовку подают в роликовую пару 4, верхний вал 5 которой связан с электроприводом. В роликах 2 и 3 плоскую заготовку изгибают по центру и концам с большими относительными радиусами 1 при степенях деформаций, близких к предельным. Это обеспечивает за счет устранения вредного влияния поля скоростей по высоте профиля при 1 1 5 О = 20-30 в результате про тивоположного сдвигового воздействия Формующих роликов 2 и 3. В тянущих роликах 4 при прокате производят только подгибку верхних участков профилированной заготовки 6 при ЬЬо ( Ъ и получают предварительный профиль 7, подготовленный для его окончательного формообразования, например корытообразной формы сечения в роликах 8 и 9 стесненным изгибом. Изготовленный профиль 10 калибруют в роликах 11, конструкция которых одинакова с роликами 8 и 9, ВФрезультате .получают профиль 12 окончательной формы и размеров по сечению с локальным утолщением по зонам сгиба и относительными радиусами, меньшими исходной толщины Я, что обеспечивают за счет запаса материала по ширине заготовки.Ролики 8 и 9 как и 2 и 3 вращаются в одном направлении, Угловые скорости о 31 роликов 2 и ь.)з роликов 8равны и меньше угловой скорости ьЛ роликов 4 эа счет большего числа зубьев шестерен привода их валов. Угловые скорости 1 ) и ь 3 роли 1ков 3 и 9 также одинаковые и боль/ ше (д 3, Угловые скорости с 34 роликов 11 одинаковы с угловой скоростью) роликов 4.В результате линейная скорость Ч, подачи заготовки роликовой парой 2 и 3 определяется разностью линейных скоростей роликов по оси 510 профилирования и оказывается меньше 9 . В роликах 2 и 3 имеет местопроскальзывание заготовки и перваяФормующая пара становится частичноволочильной, процесс формообразова".ния вецут при создании дополнительного в очаге наибольших деформацийрастягивающих напряжений. Б роликоковой паре 8 и 9 при окончательномФормообразовании профиля стесненнымизгибом процесс, ведут : -.сезым подпором за счет 1 1 и о,:.овремен 3,но с калибровкой растяжением засчет Ч= Ч )Ч, что позволяетинтенсифицировать процесс, повысить качество поверхности и точностьразмеров по сечению при прокатке, по-.добна процессу волочения при значи"тельном увеличении скорости профилирования,Способ осуществляют в устройстве,содержащем установленные на станинев технологической последовательности приводные Формующие и тянущие .клети с роликовыми парами 2,3 и 4;8,9 и 11, имеющими замкнутый профилированный зазор, чем обеспечивают одновременно непрерывностьподачизаготовки и ее профилирования прокаткой, окончательное формообразование профиля стесненным изгибом ссозданием аксиального сжатия и егокалибровки за счет аксиального растяжения. Все роликовые пары установлены на одних валах с зубчатыми передачами, обеспечивающими их враще-.ние. 50 дится также в непосредственном зацеплении с шестернями 16 и 17. Число зубьев у передачи 13 и 14 одинаковое, а у шестерен 16 и 17 увеличен 15 20 25 30 35 40 45 Шестерня 13 посажена на валу 5,который передает ей вращение отэлектропривода, находится в зацеплении с зубчатым колесом 14, посаженным на валу 15, Шестерня 13 нахо ное по сравнению с ними на один-два зуба, Шестерни 18 и 19, обеспечивающие вращение роликов соответственно 3 и 9 от вала 15 через паразитные шестерни 20 и 21, имеют. уменьшенное число зубьев по сравнению с шестернями 13 и 14, как минимум на шесть.В непосоецственном зацеплении с шестерней 17 находится зубчатая передача 22, обеспечивающая врашение роликовой пары 11, связанная также через паразитную шестерню 23 с шестерней 19. Число зубьев у передачи 22, 13 и 14 одинаково, При этом все шестерни верхнего и нижнего рядов привода роликовых пар расположены на одном межосевом расстоянии, Шестерни 16 и 18, 7 и 19 соответственно находятся вне зацепления, что обеспечивает вращение роликов формующих клетей предварительного 2 и 3 и окончательного 8 и 9 формообразования с разной угловой скоростью и в одном направлении. Все верхние рабочие валы имеют индивидуальную регулировку для настройки профилированного зазора в роликовых парах на толщину исходной заготовки. Такое устройство обеспечивает снижение металлоемкости, компактность и повышенную жесткость всего формующего-тянущего узла за счет меньшего расстояния между стенками корпуса, кинематичес.кой связи передач. Устройство работает следующим образом.Вращение от электропривода передают на вал 5 с шестерней 13 и через шестерни 16 и 17 рабочим валам с жестко посаженными на них роликами 2 и 8, обеспечивая их вращение противоположно шестерне 13. Через зубчатое колесо 14 паразитные шестерни 20 и 21 передают вращение на нижние рабочие валы с шестернями 18 и 19 и жестко посаженными роликами 3 и 9, обеспечивая их вращение с повышенной их угловой скоростью в направлении движения заготовки, От шестерен 17 и 19 через 23 вращение передают одновременно на верхний и нижний валы с жестко посаженными на них роликами 11 с помощью зубчатой передачи 22. Верхний и нижний ролики 4 и 11 имеют одинаковые угловые скорости соответственно л 3= оЭ и подают заготовку с линейной скоростью по оси профилирования М = Чц . При этом в роли 15792 4ковых парах 2 и 3 и 8 и 9 происходитнекоторое проскальзывание заготовкии они становятся частично волочиль 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 ными,П р и м е р. На модернизованной многороликовой машине с заменой шестерен по предлагаемому способу получают при холодной деформации корытообраэные профили из листовых заготовок толщиной 0,6 и 0,8 мм материалов марки Д 16 АТВ, ОТ 4-1, ОТ 4.Профили имеют высоту Н, равную 15 и 20 мм, угол гибки боковых стенок и Фланцев 65 и 70 О, ширину полок 10 и 15 мм. На первом переходе получают профилированную заготовку с окончательно отогнутыми боковыми стенками и Уо5 при Ь(Я = 25-36, на втором переходе - предварительный профиль, подготовленный для его окончательного Формообразования с малыми радиусами и утолщенной зоной сгиба в условиях стесненного объемного изгиба. Получены бездефектные профили с утолщением по зонам сгиба 1 = 55 О, где 5 - толщина по биссектрисе угла, для Д 16 АТВ 1 =1,20-1,36, для ОТ 4-1 и ОТ 4 1 =1,15- - 1,18 и ,=.1,10-1,14 соответственно и относительными радиусами 0,45-0,6. Утолщение по полкам получают до 3-6%. После калибровки в роликах профили имеют точность размеров по сечению по 8-11 квалитетам. Скорость профилирования используют 12-15 м/мин. При модуле зацепления в = 5 шестерни привода клетей имеют число зубьев 7 = Е=24, привода верхних валов Формующих клетей 7,= 7. = 26, а нижних 2, = 7. = 16 при межосевом расстоянии 120 мм.Такое проведение способа в совокупности с предлагаемым устройством по сравнению с известными позволяет получить при прокатке длинномерные тонкостенные профили с четырьмя и более зонами сгиба, например корыто- образные, при холодной деформации, в том числе из труднодеформируемых материалов, высотой до 25-30 толщин заготовки за три перехода за счет повышения на 30-40% предельных степеней деформации на каждом переходе при создании противодавления по различным поверхностям сдвигового напряжения по высоте профиля и осевого подпора при окончательном формообразовании,Кроме того, позволяет1215792 ВНИИПИ Заказ 931/9 Тираж 783 Подписи илиал П 1 П 1 "Патент", г,ужгород ул.Проектная, 4 повысить производительность за счетповышения скорости профилированияпо сравнению с волочением до 1520 м/мин без снижения качества изготовления, получить профили сжесткостью на 25-307 превышающейжесткость профилей, полученных обычной гибкой, за счет создания локаль-ного утолщения и значительного уменьшения относительных радиусовпо зонамсгиба, а также уменьшить габаритыоборудования, снизить его металлоемкость и стоимость при повышении жесткости и надежности за счет компактности, уменьшения числа формуюших и тянущих клетей, уменьшения длины рабочих валов и расстояния между стенками корпуса и снизить металлоемкость и стоимость формующего инструмента за счет умень шенин количества переходов и возможности создания дополнительного тянущего усилия в формующих клетях.