Способ изготовления сортовых гнутых профилей

(73) Череповецкий металлу ргическиинат им. 50-летия СССР(56) Авторское свидетельство СССР)ч. 1291237, кл, В 21 О 5/06, 1987,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРТОВЫХ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ(57) Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для использования при изготовлении гнутых профилей проката в металлургии, транспортном машиностроении и строительстве. Сущность изобретения: при многопереходной формовке подгибкой элементов с применением двойного перегиба в предчистовых клетях, в процессе которого подгибаемые элементы сжимаются в поперечном направлении на расчетные величины, определяемые по предлагаемым зависимостям. 4 ил,мби.М комб бработке мепользования ашиностроводстве гнуИзобретение относится к оталлов и предназначено для исв металлургии, транспортном мении и строительстве при произтых профилей проката,Целью изобретения является улучшение качества готовых профилей уменьшением продольного скручивания и повышением стабильности размеров по длине.Это достигается тем, что при формовке сортовых профилей из толстолистовой заготовки постепенной подгибкой элементов по переходам с применением двойного перегиба в предчистовых клетях. Одновременно с двойным перегибом производят поперечное сжатие подгибаемых элементов на величину, равную поперечной вытяжке металла в процессе подгибки данных элементов до конечного угла, Суммарная величина поперечного сжатия каждого элемента пропорциональна суммарнои величине угла его подгибки на готовом профиле. А величина поперечного сжатия в процессе перегиба и разгибки этих элементов при двойном перегибе пропорциональна соответственно значениям углов перегиба и разгибки.Сжатие в поперечном направлении подгибаемых элементов одновременно с двойным перегибом на величину поперечной вытяжки, возникающей при формовке подгибкой, позволяет перераспределить остаточные напряжения в местах изгиба и подгибаемых элементах, вызывающие продольное скручивание и колебание размеров поперечного сечения готового профиля по длине,Разделение общей величины сжатия подгибаемых элементов пропорционально их суммарным углам подгибки обеспечивает наиболее полное перераспределение стаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРточных напряжений, возникающих от поперечной вытяжки металла и зависящих от величины радиуса, угла изгиба и толщиныметалла элементов. А при одинаковой толщине и радиусе изгиба (ввиду общности места изгиба сжимаемых элементов)ог:ределяющим в различии условий деформирования элементов остается только уголподгибки.Поэтому в соответствии с предпагаемым способом величины сжатия каждогоэлемента составляютд 1 =ЬЬ (1)=ф а+а 3где ЬО - поперечная вытяжка металла отподгибки элементов на суммарный угол(1 + 2) мма 1 - суммарный угол подгибки одногоиз элементов до момента его сжатия;а 2 - суммарный угол подгибки второгоэлемента.Выполнение сжатия за два перехода;при перегибе и разгибке в процессе двойного перегиба обеспечивает равномерное иполное распределение и снятие остаточныхнапряжений в местах изгиба и подгибаемыхэлементах,Распределение суммарной величиныпоперечного сжатия каждого элемента надва перехода пропорционально их углам перегиба и разгибки при двойном перегибеобеспечивает равновеснуко систему силового перераспределения остаточных напряжений в формуемом поперечном сечении.Поэтому величины поперечного сжатия опоеделяют для перехода перегибаДй,: (3) 40Д 2 З =Ж,(4)где д, д 21 - величина сжатия при перегибепервого и второго элементов, соответствен 45Д, Р 2 - углы перегиба первого и второгоэлементов, соответственно;у 1, у 2углы разгибки элементов приподгибке.ди =д 1У(5)т)1д 22 = д 2 "(б)+/2гДЕ да, О 22 - ВЕЛИЧИНа ПОПЕРЕЧНОГО СжатИЯпервого и второо элементов, соответственно.На фиг, 1 дана общая схема формовкипо предлагаемому способу; на фиг. 2- схемапоперечного сжатия подгибаемых элементов при перегибе: на фи, 3 схема поперечного сжатия подгибаемых элементов при разгибке; на фиг, 4 - схема профиля при окончательной отформовке подгибкой,При реализации заявляемого способа целесообразна следующая последовательность его осуществления.В соответствии с Формой поперечного сечения профиля разрабатывают схему технологических переходов и режим формовки подгибкой, предусмотрев при этом перед окончательной отформовкой двух смежных подгибаемых элементов 1, 2 два перехода на двойной перегиб, Затем, для определения величинь поперечного сжатия определяют величину погеречной вытяжки металла в процессе отфоомовки подгибкой рассматриваемой пары подгибаемых эле ментов, Для этого по величине конечного радиуса изгиба и угла подгибки разработанных переходов с у етом толщины находя 1 максимальную величину утонения металла Маакс в месте изгиба данных смежных зле ментов, Далее, интегрированием зависимо сти распределения утонения Юх в месте изгиба по ширине его разверткилхМх -- Маакс СОз 1: (7)игде Ьи - ширина развертки места изибг;х - текущее значение шлрины разверт ки, при отсчете от одного из крайних участ ков развертки;в пределах от 0 до Ь/2 находится площад поперечного сечения места изгибау 2г1 хГ-2 ЛЯакс, созЬи3смаке Ьи (Я)Разделив площадь утонения места изгиба на толщину, определяем общую величину поперечной вытяжки, так как вытесненный металл перешел на приращение Формуемого поперечного сечения3 смаке Ьи(9)4 ЯА затем по формулам 1-б определяются общие величины сжатия каждого элемента при двойном перегибе и в каждом переходе двойного перегиба, Найденные величины используются при расчете калибровки валков двух переходов двойного перегиба предчистовых клетей,Предлагаемый способ был опробован на профилегибочном стане 1-4 х 50-300 при формовке спецпрофиля 150 х 95 хб мм из стали 09 Г 2 С, По разработанной технологии профиль предусматривалось формовать по последовательной системе калибровки валков в десяти переходах по режиму подгибкиэлементов; 50. 30; 11, 7; 170, 110; 280 17;37, 23; 480, 270; 50, 300; 540, 380; 500, 350;53, 37. Как видно из приведенного режимаподгибки элементов, двойной перегиб осуществлялся в двух предпоследних клетях.При конечном радиусе изгиба (на готовомпрофиле), равном 14 мм, ширина его развертки составляла 26,69 мм, Максимальная величина утонения на готовом профиле приимеющемся соотношении радиуса и толщины должна составлять Мпйс=0,65 мм, Поформуле (9) была найдена величина поперечной вытяжки после окончательной отформовки места изгиба.ЛЬ 065 2969 - 2,17, (10)4 6В соответствии с прйведенным вышережимом суммарный угол подгибки одногоэлемента составил а 1=53, второго - а=37.Общие величины поперечного сжатия каждого элемента, подсчитанные по зависимостям (1) и (2), составлялид 1= 2,17 3 7.= 1,28 мм (11)53д 2=2,17 53 +37 = 0,89 мм (12)Как видно из режима формовки в двухпоследних переходах углы перегибов первого и второго элементов составляли: р 1=4,/Ь= 8, а углы разгибки - у 1= 40, у 2=3 О.Использовением формул (ЗК 6) определялись величины сжатия подгибаемых элементов при перегибед 11=1,28 = 0,64 мм4(15)д 22= 0,89 + = 0,24 мм (16)3Осуществление поперечного сжатияподгибаемых элементов на приведенныевыше расчетные величины при формовкепрофиля в двух последних переходах. одновременно с двойным перегибом было предусмотрено стеснением их в поперечномнаправлении в закрытых калибрах,Замеры спецпрофилей 150 х 95 х 6 мм, изготовленных предлагаемым способом и способом прототипа, позволили установитьследующее.Профили обеих партий полностью отвечали требованиям ТУ 14-2-341-78, волнистости и прогибов не наблюдалось.На опытных профилях всей партии нетолько при малых длинах (3-9,5 м), но дажеи при максимально возможной товарной5 10 15 20 25 30 нений на всей длине профилей, Так, по 35 40 45 50 длине(11,5 м) осуществляющими способами замеров продольного скручивания не обнаружено, т.е, оно полностью отсутствовало. Величина угла между плоскими элементаМи по всей длине: от передних торцев. до задних была стабильной, а ее отклонение от номинального размера не превышало +О 10. Ширина полки 95 мм имела отклонение не превышающее 0.2 мм и было стабильным по длине готовых профилей. Отклонение полки 150 мм также было стабильно по длине и не превышало 0,3 мм,Профили, изготавливаемые по способу прототипа имели продольное скручивание в пределах 0,6-0,7 мм на 1 м длины, Отклонение угла от номинального размера на срединной части по длине профилей не превышало +О 30, а на концевых участках (до 300 мм) оно достигало величик:"1 20. Отклонение полки 95 мм на средине длины профилей составляло 0,5 мм, а на концевых участках достигало 1,2-1,5 мм, На полке 150 мм эти отклонения составляли 0,8 мм и 2,5-3 мм, соответственно, на средине и концах.Применение предлагаемого способа позволило улучшить качество готовых профилей за счет предотвращения продольного скручивания, уменьшения отклонений размеров от номинальных, стабильности отклопредлагаемому способу продольное скручивание отсутствовало; отклонение угла было меньше в 3 раза на срединной части по длине профилей, а на концевых в 8 раз; отклонение меньшей полки также было меньшим и стабильным по всей длине, снизившись в 2,5 раза на средине и в 6-7,5 раза на концевых участках; аналогично на большей полке уменьшение отклонений на средине составило 2,7 раза и 8-10 раз, соответственно, на переднем и заднем концах готовых профилей.Формула изобретения Способ изготовления сортовых гнутых профилей, преимущественно, из толстолитовых заготовок, включающий постепенную подгибку элементов профиля по переходам и их сжатие путем приложения усилий к торцам, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в двух предчистовых переходах осуществляют последовательно перегиб и разгиб элементов изготавливаемого профиля, сжатие осуществляют в процессе перегиба и разгиба с суммарной величиной, равной расчетной величине поперечной вытяжки, распределенной на каждом элементе в соответствии с конечным углом его под ибки и пропорционально соответствующим углам перегиба иразгиба.1819170 рячев едакт при ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 10 Заказ 1945ВНИИПИ Го оставитель Л.Ткаченкоехред М.Моргентал Корректор ц,Петраш Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5