Способ изготовления гнутых профилей

Союз СоветсиикСоциалистииескикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУи 978971оо делвм изобретений к открытий(72) Авторы изобретения Украинский ордена Трудового Красного Знамени научноисследов.стельский институт металловком 1. 20 Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству гнутых гофрированных профилей путем двуслойного профилирования в валках профилегибочного стана.5Известен способ изготовления гофрированных профилей путем двуслойного профилирования листовых заготовок, при котором в процессе подгибки элементов профилей обеспечивают взаимное сцеп ление заготовок покрытием соприкасаю шихся поверхностей эластичным пластиНедостатки способа - трудоемкость5 нанесения и снятия покрытия, а также различие размеров наложенных друг на друга заготовок на толщину покрытия.Цель изобретения снижение трудоемкости гибки профилей.С этой целью при изготовлении гнутых профилей, преимущественно гофрированных, путем наложения друг на друга двух заготовок, совместной подгибки элементов профилей по переходам и последующего их разделения по окончании процесса профилирования, при котором осуществляют взаимное сцепление заготовок,взаимное сцепление заготовок осуществляют в процессе профилирования путемприложения радиального усилия сжатия вместах изгиба, величина которого выбирается из условия; где: б - предел прочности материалана сжатие;Г - площадь контакта профиля сквалком;б- тангенциальные напряжения наповерхности места изгиба;- коэффициент трения междуформуемыми заготовками.Получение качественных профилей попредлагаемому способу обеспечиваетсяв том случае, если сохраняются знаки иили, выражая контактные напряжения (б)через радиальное сжатие (Р), плошадьконтакта накладываемых друг на другазаготовок, принимаемую равной площадиконтакта металла с валком (РК), коэффициент трения ( Е ) между поверхностямиформируемых полос по формулеРЕЬ снаправление их в неравенстве - Р)икПравая часть неравенства65ограничивает минимальнуювеличину радиального усилия (Р), прикотором контактные напряжения на соприкасающихся поверхностях заготовокбудут большие тангенциальных напря - .жений от изгиба, и только в этом случае будут отсутствовать на поверхноотях соприкосновения заготовок тангенциальные деформации, а следовательноне будет взаимного скольжения котактирующих поверхностей заготовок идефектов от этого скольжения. Нарушение знака этой части неравенства (изменение направления) приведет к взаимному скольжению накладываемых заготовок друг относительно друга,Левая часть неравенства )р25ограничивает максимальную величину радиального усилия (Р), при котором нормальные напряжения сжатия не превышают предела прочности формируемого материала на сжатие, Нарушение знакаэтой части неравенства приведет к разрушению металла заготовки в месте приложения радиальногр усилия.Радиальное сжатие соответствующегоучастка формируемых заготовок по предлагаемому способу осуществляют, например, стеснением этого участка в валкахпутем уменьшения зазора на локальномучастке калибра валков. Величину уменьшения зазора на локальном участке калибра принимают равной величине стрелыупругого прогиба вала на этом участкевалков, возникающей под действием усилия, равного радиальному сжатию (Р).Расчеткая величина локального Уменьшения зазора в калибре учитывается приразработке калибровки валков, а при настройке контролируется щупом,При двуслойном профилировании из .заготовок одинаковой толщины (5) для 50 создания условий минимального отличия размеров профилей, формуемых в верхнем и нижнем слоях, калибр валков выполняется таким образом, что увеличение зазора в разъеме (с учатом двух толщин) распределяется в обе стороны в сравн нии с калибром при формовке такого же профиля в один слой. В этом случае при 71 4формовке изгиб по линии контакта заготовок будет радиусом К,=ЙЬ+ Я /2 илиЦ Р/2, а внутренний радиус (Р, )изгиба будет равен ЙИ - б/2 инаружный соответственйо - ВК, +б/2или Рн, К +3/25,На фиг, 1 изображена схема распределения растянутой и сжатой зон металла, разделенных нейтральным слоемпри однослойном изгибе заготовки толщиной з; на фиг, 2 - схема распределения растянутых и сжатых зон металла, разделенных нейтральными слоямипри изгибе одновременно двух заготовокодинаковой толщины, наложенных другна друга без приложения радиальногосжатия; на фиг. 3 - схема расположения растянутой и.сжатой эон металла,разделенных нейтральным слоем при изгибе двух заготовок, наложенных другна друга, с приложением радиальногосжатия в соответствии с предлагаемымспособом,Дпя осуществления предлагаемого способа величину радиального сжатия Ропределяют из условия формовки в меотах изгиба наложенных друг на друга заготовок как неразъемного соединения.Такое условие достигается, если контактные напряжения бот радиального сжатия на прижимаемых друг к другу поверхностях заготовок превышает тангенциальные напряжения от изгиба б Н наэтих поверхностях. Но радиальное сжатиене должно вызывать нормальных напряжений сжатия бс, по величине большихпредела прочности б Ь данного материалана сжатие. Зти условия определяютсянеравенствомПрИняв условие, что радиальное сжатие по величине должно находится как среднее арифметическое между правой и левой частями неравенства (3), получаем формулу для его определения 5( Ьо)с 4) где 6 - предел прочности заготовок насжатие, является справочнойвеличиной данных стандартныхиспытаний;= 0,1 5 - коэффициент трениясталь по стали (если обе заготовки стальныеЕ= й 0 с 0,8 (13- 1)1 10 4 мм- дустановленная экспериментальноформула плошади контакта полосы с валком и полос между собой, по которой передаются уси20лие формовки и радиальное сжатие в месте изгиба радиусомРр, на угол 0 рад, на валкахдиаметром 13 мм, при глубинеформуемого гофрамм;25Рвьбц= 1,15 б; 1-16 " - танЦгенциальные напряжения на наружной поверхности участка заготовки толшиной 5 , изгибаьмый по радиусу К, из материала с пределом текучести б.При расчетах калибровки валков степень уменьшения зазора в калибрах для создания радиального сжатия определяют следующим образом. Определив по формуле (4) необходимые величины радиальных усилий сжатия для мест изгиба, формуемых в данной клети, находят величины упругих прогибов вала валка, достаточных для создания необходимых величин радиальных сжатий. Для этого, рассматривая вал валка как балку, изгибаемую поперечными силами, соответствующими по величине и месту приложения радиальным уси лиям сжатия в калибре, находят величины стрел прогиба вала в местах приложения радиальных усилий сжатия и на эти величины уменьшают зазор на соответствующих участках калибра.Так, например, предлагаемый способ был использован при разработке калибровки валков для формовки в два слоя на стане 1-6 х 30-730 УкрНИИМет профиля волнистого листа 552 к 28 к 1 мм из стали СтЗкп с пределом текучести55 33 кг/мм и пределом прочности Д, 45 кг/мм, По разработанному режиму профиль формуется в девяти клетях с углами подгибки 5, 10 з; 10, 25; 25,40; 40, 52. и 52 в валках с диао, алетрами 375 и 150 мм, По всем перекодам определяли площади контакта заготовок с валком в каждом месте изгиба,требуемые усилия радиального сжатияи соответствуюшие им величины уменьшения зазоров на участках калибров.Так, например, в певой клети приуглах подгибки 5 и 10 и соответствующих им радиусах формовки 399 и 199 ммрасчетные плошади контакта с верхнимвалком составляли 1,02 мм при 5 и1 мм при 10; с нижним валком -2 о,0,42 мм при 5 и 10; требуемые ради 2альные усилия сжатия составили 115 и276 кг при 10, 114 и 280 кг при 5Уменьшение зазора в калибре, соответствующее распределению усилий на валках, составляло; 0,19 и 0,12 мм при10; 0,07 и 0,06 мм при 5. В последнем переходе при конечной величине углаподгибки 52 и радиусе формовки 39 ммплощади контакта двух симметрично формуемых мест изгиба составляли: 0,88 ммс верхним валком и 0,42 мм с нижним;соответствующие усилия радиального сжамтия - 244 и 155 кг, уменьшение зазора в калибре на этих участках составило 0,09 и 0,07 мм.Полученные по предлагаемому способупрофили волнистых листов 552 28 к 1 ммс радиусами закруглений 39 мм имелистабильные размеры по поперечному сечению. Профили верхнего и нижнего слоевформуемых одновременно заготовок повысоте отформовки гофров и выполнениюрадиусов закруглений имепи,одинаковыеотклонения размеров, не выходящие задопустимые по техусловиям. Контактирующие поверхности профилей при формовкеи два слоя в местах изгиба не имелисмятий, задиров или других дефектов нарушения сплошности, требующих дополнительных зачисток или улучшения поверхности,Осуществленный по предлагаемому способу технологический процесс отличаетсянизкой трудоемкостью и в отличие от известного способа не требует нанесения наконтактирующие поверхности эластичныхслоев покрытий и удаления их после отоформовки,. а отсутствие промежуточныхслоев покрытий при формовке сводит доминимума различие размеров профилейобоих слоев. Как показали результаты опытной проверки, предлагаемый способ в сравнеСпособ изготп имготовления гнутых профил йре ущественно гофрированныхпутемгот е ,978971нии с известным позволяет обе8Иет еспечить наложения опр низкой трудоемкости высокое каодна на другую двух заготочество лове рхности и выпалнение размдгибки элементов просокое ка- вок, совместной поров безро дополнительных опера ийзм 9 ей по пе хоц на- разделениянесения и снятии предохраняющих эреходам и последующегония по окончании процесса и отичиых поаняющих элас лирования и их покрытий на поверхности фри котором осуществляютетых профилей. Получение кформу- взаимное качественной чающийсе сцепление заготовок о тирекомендовать предлаг йспособ дли внеаемы сцепление заготовок осЭковнедрения в промышленн, 10ость. цессе и о илик осуществляют в прономический аффект будет пол чеР ф Рования путем приложенияза счет улучшения качества профилейполучен радиального силу ия сжатия в местах извследствие,устранения нарушения лове хиле гиба, величина которого выбирается изности в местахповерх- условия:х изгиба профилей, снижения трудоемкости устранением операций 15зачистки или нанесения на заготовку иснятия с профилей предохранительныгде- предел прочности материувеличения производительхгде - и ериалаель ности, Гна сжатие;расширением сортамента профилей, фор - площадь контакта профиля смовку которых благодаря предлагаемом 20валкомспособу мож но осуществлять в два слоя,б -та нгенциальное напряжение наповерхности места изгибакоэффициент трения междуформула изобретенияформуемыми заготовками.25Источники информациипринятые во вф1нимание при экспертиз