Способ прокатки фасонных профилей

ОЮЗ СОВЕТСКИХ,ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (И др 4 В 2 В 1/08 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1-02 ЕИ5 Изобретение от тся к прок ному производству и пользовано для прока профилей из заготово филя преимущественно мы, Цель изобретения изводительности проц за счет уменьшения чи ожет быть иски фасонныхкруглого про двутавровой ф овьппение про сса прокатк сла проходо ых профилей катному лагаемому с обу," на фиг.5-7 систдля прокатки профиля авляющейф на фиг.8 ости коэффициента уш тносительно уширения ициента высотной деф ьзоваей,ма калибров ифтовой напграфик завиЧирения стенки полок от коэфрмации Ь, /й аготовки к ширмь пс оцесса числа тношения диаметрае гребней - с/Ъ ражен разрезной каисходной и получаемой аготовки; на фиг,2-4 - для прокатки двутавб х профилеибу осуществл Изготовление фасон о предлагаемому спос тся следующим образо профилем калибре калибр это ист АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М.И.Арсеничева (72) Б.М.Илюкович, В.М.Самохвал Н,Е.Нехаев, Н.А.Вихрев и М.К.Измайлова(53) 621.771.252.01(088.8) (56) Скороходов Н.Е. и др. Калибровки сложных профилей, Справочник, М.: Металлургия, 1984, с. 144.Сталь, 1986, У 7, с. 75-77. ПОСОБ ПРОКАТКИ ФАСОННЫХ ПРОФИ Изобретение относится к пр производству и может быть исп но для прокатки фасонных проф преимущественно двутавровой ф из заготовок круглого профиля Целью изобретения является шение производительности пр прокатки за счет уменьшения проходов. На фиг.1 изоб.Заготовка круглой формы разрезаетсяв разрезном калибре прямоугольнымгребнем, ширина которого в 1,8-4,0раза меньше диаметра заготовки. Далее производят разгонку ширины стенки и фланцев в открытом четырехвалковом калибре и чистовую прокаткупрофиля в закрытом четырехвалковомкалибре. Разрезка гребнем существенно меньшей ширины, чем заготовка, свысоким коэффициентом обжатия этимгребнем, а также одновременная разгонка ширины стенки и полок профиляв раэгонном калибре эффективно увеличивают ширину стенки и полок. Применение способа позволяет за три прохо- йда в разрезном, а затем в разгонноми чистовом четырехвалковых калибрахполучить требуемый профиль. Это даствозможность при прокатке балочнойили швеллерной формы с утолщениямипо краям полосы использовать станыс малым числом клетей, например трехклетьевые станы, 8 ил,3 150390Пагрета до температуры пластической деформации круглая заготовка подается к разрезному калибру (фиг:1, 2 и 5). Центрирование заготовки - фиксация в положении, обеспечивающее9 симметричную разрезку - осуществляется привалковой арматурой и центрирующими ручьями на рабочей поверхности разрезающих прямоугольных гребней. 10 Ручьи выполняют радиусом, несколько меньшим радиуса заготовки на глубину 1,5-5 мм. Б процессе прокатки в разрезном калибре при отношении диаметра заготовки к ширине гребней в преде лах 1,8-4,0 и коэффициенте высотной деформации гребнем калибра от 0,2 до 0,4 формируется раскат, имеющий фланцевые элементы в виде сегментов и стенку в форме двух клиновидных уча стков с утолщением в центре. Этот раскат поступает в разгонный калибр (фиг 3 и 6), представляющий собой открытый четырехвалковый калибр. Ширину прямоугольных гребней горизонтальных валков принимают несколько меньше (на 2-5 мм) расстояния между вершинами фланцевых элементов, что обеспечивает дополнительную разгонку ширины стенки и выравнивание.ее тол щины. Фланцевые элементы обжимаются цилиндрическими вертикальными валками. При этом, аналогично стенке, за счет неравномерного обжатия по ширине фланцев (полок) обеспечивается разгонка их ширины - имеет место вынужденное уширение. Полученный в разгонном калибре раскат, имеющий равномерную толщину элементов, передается в чистовой закрытый четырехвал ковый калибр (фиг.4 и 7), где производится небольшое, равномерно распределенное, обжатие - контролируются размеры всех элементов профиля, в частности полки профиля обжимаются вертикальными валками по толщине, а горизонтальными валками - по высо-. те. Тем самым формируется профиль требуемых размеров.Существенными признаками способа является осуществление прокатки в разрезном калибре при отношении диаметра заготовки к ширине разрезаемых прямоугольных гребней 1,8-4,0 и коэффициенте высотной деформации по обжимаемой части 0,2-0,4, Благодаря такому сочетанию параметров обеспечиваетса значительное формоизменение круглой заготовки, позволяющее сокра 3 4тить число калибров, тем самым уменьшить расход валков и электроэнергии. Последнее достигается не только за счет снижения до трех числа задействованных клетей, но и эа счет уменьшения ширины разрезающих гребней. По предлагаемому способу разрезающие гребни деформируют профиль не по всей ширине заготовки, а лишь на ее части, что способствует вынужденному уширению. Благодаря указанному сочетанию технологических параметров обе" спечивается одновременная разрезка заготовки (формирование стенки и полок) и разгонка ширины стенки. При этом, гребнем формируется параболическое углубление, максимальная ширина которого в 1,2-2 раза превышает ширину разрезающих прямоугольных гребней. Усилие прокатки, а следовательно и расход энергии, в значитель" ной мере зависит от площади контактной поверхности металла с валком. По предлагаемому способу площадь контакта минимальна, так как металл контактирует с валком не по всей поверхности углублений, а лишь по ширине гребня. Уменьшение усилия прокатки позволяет несколько увеличить обжатия и тем самым интенсифицировать формоизменение в разрезном калибре, что в конечном итоге позволяет сократить число калибров Уменьшение расхода валков обеспечивается уменьшением числа необходимых клетей и за счет более простой формы разрезающих гребней - сокращается число переточек валков из-за нарушения геометрии гребней и уменьшается съем металла при переточках.Одновременность разгонки ширины стенки и полок в открытом четырехвалковом калибре, условно названном разгонным, является преимуществом предлагаемого способа. Эффект разгонки ширины стенки и полок достигается также эа счет неравномерного обжатия. Для стенки эта неравномерность создается параболической формой углублений, формиРуемых прямоугольными гребнями, и за счет утолщений от центрирующих ручьев в разрезном калибре; для полок - за счет полукруглой боковой поверхности раската после разрезного калибра. Таким образом, по предлагаемому способу требуемая неравномерность деформации обеспечивается формой исходной заготовки и/5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 55 особенностями деформации в разрезном калибре, благодаря чему появляется возможность уже во втором, по ходу прокатки, калибре производить одновременную разгонку ширины стенки и полок с ныравниванием их толщины, При этом ширина формируемых в разрезном калибре углублений (расстояние между фланцами) к общая ширина профиля определяются не столько размерами гребней, сколько степенью деформации по обжимаемой части. Кроме того, одновременная разгонка ширины стенки и полок обеспечивает выравнивание коэффициентов вытяжки по этим элементам, что исключает перетекание излишнего металла между элементами профиля.Пределы изменения параметров прокаткк в разрезном калибре определены экспериментально, С увеличением коэф. фициента высотной деформации по обжимаемой части= Ь/Й и отношении диаметра заготовки к ширине гребней Й/Ьо уширение стенкиЬ /Ь и общий коэффициент уширения профиля В/й увеличиваются во нсем диапазоне изменения этих параметров:= 0,15-0,8 э й/Ь, = 1,4-4,8, При этом более значимым является первый параметрПоэтому в качестве критерия эффективности процесса прокатки в разрезном калибре принят показатель относительного уширенкя стенки К представляющий собой отношение коэффициентауширения стенки Ь/Ъ, к коэффициенту уширения фланцев, определяемого изсоотношения (В - Ь )/(г 1 -Ь,), т.е.ь,(а - ь,)г = ь-, " (в - ь,)Иэ графиков изменения этого показателя (фиг,8) следует, что с увеличением параметров= сг/Ь К увелкчинается, При д/Ь, = 1,4 показатель изменяется от 0,8 до 1,2, т.е.уширение стенки и фланцен примерноодинаково, Это свидетельствует о том,что заготовка деформируется по схемеосадки, а разрезка заготовки практически отсутствует. Следовательно,эффективной прокатка в разрезном калибре будет при й/Ь,1,4. Иа основании графиков н качестве нгскцейграницы изменения параметра д/Ьприняли 1,8. При с 1/Ь, более 4,0 наблюдается уменьшение К для= 0,4,т.е. эффект разрезки ослабевает,- Кроме этого, для Й/Ъ,4,2 ггентрирующие гребни становятся малоэффсктггвны, перестают удерживать заготовку,что может привести к несимметричнойразрезке, Поэтому в качестве нерхнейграницы изменения параметра й/Ь,принято значение 4,0,При= 0,6 в диапазоне с 1/Ь,- 1,8-4,2 показатель К изменяетсяот 0,9 до 1,05, т.е. раэрезка практически отсутствует, преобладает схема осадки. Для0,4 эффект разрезки проявляется более существенно -изменяется от 1 до 1,6. Чем меньше ,тем процесс эффективнее, однако ограничивающим фактором здесь становятсяусловия захвата. Так, для случаяй/Ь = 4,8;= 0,2 угол захвата оставляет 29,8 . Процесс прокатки становится нестабильным - возможны про.буксовки при захвате. Согласно рекомендациям надежный захват обеспечивается при углах захвата не превышаюбщих 26 . Этому углу соответствуетверхняя горизонтальная штриховая линия на фиг.2. Следовательно, оптимальные значения параметрасоставляют 0,2-0,4.П р и м е р, Способ может быть использован для прокатки двутаврового профиля для сельскохозяйственного машиностроения. По известному способу профиль получают из прямоугольной заготовки сечением 78 х 132 мм за 6 проходов, из которых 2 разрезные и 2 закрытые балочные. Расчет калибровки согласно предлагаемому способу производили с использованием зависимостей, полученных после обработки экспериментальных данных по прокатке круглой заготовки диаметром 65 мм в разрезном калибре с прямоугольными гребнями. Разрезающие гребни первого калибра имели ширину 25 мм, что соответстнует д/Ь, = 2,6. Па кх рабочей поверхности радиусом 20 мм выполнены центрирующие ручьи на глубину 2 мм, В процессе прокатки в первом разрезном калибре заготовка обжималась до толщины 26 мм, что соответствует ЬИ = 0,4 к= 22 (для условий стана 500). Расчетным путем установлено, что габаритная ширина профиля равна 80,3.мм, высота флаицен 57 мм, расстояние между вершинами фланцев - Ь = 38,7 мм. Во втором калибре, представляющей собой открытый четырехналковый калибр с ггилиндрическими вертикальггыми валкагпг, раскатобжимался до ширины 72 мм. За счет этого толщина полок выравнивалась,. а их высота составляла 56 мм. Уменьшение высоты фланцев происходило эа 5 счет частичного обжатия вершины фпанцев горизонтальными валками. Это обеспечило выравнивание высоты фланцев по их вершине. В .средней части профиля горизонтальные валки форми ровали равномерную толщину стенки, равную 23 мм, а,также осуществляли формирование выступовВ чистовом . закрытом четырехвалковом калибре производили окончательное формирование15 всех элементов профиля. При этомпрактическипо всему периметру осуществляли равномерное обжатие в пре- делах 2-3 мм, т,е. здесь имеет место так называемое калибрование размеров20 профиля. Формула и э о б р е т е н и яСпособ Прокатки фасонных профилейпреимущественно двутавровой. формы,включающий деформацию круглой заготовки в разрезном калибре с прямоугольными гребнями, снабженными центРирующими ручьями, в разгонном открытом и в чистовом закрытом четырехвалковых калибрах, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения производительности процесса прокатки эасчет уменьшения числа проходов, прокатку в разрезном калибре ведут приотношении диаметра заготовки к ширине раэрезных гребней в пределах 1,84,0 при коэффициенте высотной деформации этими гребнями .,0,2-0,4, ав следующем разгонном калибре производят одновременную разгонку шириныстенки и полок профиля путем выравнивания их толщины,. Ри г А.Масловргентал Коррект Составител Техред М,Редактор Т.Парфенов Борисо Заказ 5181/11 Тираж 459 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", гужгород, ул. Гагарина, 1