Способ изготовления гнутых профилей

(51) 4 В 21 Р 5/06 Ы Е,Ер гк8 к йв бв брв+1ей кривизной иэевышающий ширину йных площадок на ь. Г( =0,274- .пволны с мен ков,ьш пр не быток металлаплоских прямовеличину 5- 0,013(1 н )3 алла,ВФ(46) 23.02.86. Бюл. Иф 7 (71) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (72) И.С. Трищевский, Я.В, Хижня А.П. Игнатенко, В.Н. Босый и С.Ф. Березовский(56) Авторское свидетельство СССР У 202857, кл. В 21 Р 5/06, 29.12.(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХПРОФИЛЕЙ, имеющих трапециевидныегофры, разделенные прямолинейнымиплощадками, и плоские боковые участки путем гибки валками в холодномсостоянии из листового м;.талла вол-,нообразного профиля с последующейосадкой волн в трапециевидные гофры, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения числа переходов при сохранении качества готовых профилей, профиль формуют вдва перехода, при этом в первомпереходе на участках полосы подгофры Формуют волны с относительным радиусом изгиба в пределах 9,210 и на участках под плоские элементы - волны с относительным радиусом изгиба в пределах 90-95,а во втором переходе из волн сбольшей кривизной тангенциальным ирадиальным сжатием формообразуюттрапециевидные гофры, а волны сменьшей кривизной изгибают относительным радиусом в пределах не менее 190-200 в сторону, противоположную изгибу их в первом переходе,при этом в первом переходе в волны с большей кривизной закладывают из быток металла, превышающий ширину развертки трапециевидных гофров на величину 6 Г 5 б, Ир 1. 1 гх абщ 0091 -вьТг ДВ 6 В Вгщ+1 в последнем переходе формообразуют гофры с высотой, которая последовательно увеличивается к средине профиля в соответствии с зависимостьюбт, чГк 1Ь= И 1+О 1 Г - вн волны большей кривизны в первом переходе формуют с шагом, который последовательно увеличивается к средине профиля в соответствии с за- висимостью де В - ширина профиля;а - конечный угол подгибки;Т - шаг гофров на профиле;5 - толщина металла,Вв - внутренний радиус вершини оснований гофров;б - предел текучести металла;бв - предел прочности метЬр - ширина развертки гофра5 - ширина гофра;Н - число гофров на профиле;1212650к - порядковый номер гофра йриотсчете от одной кз боковых кромок профиля,4 - порядковый номер плоскогоучастка при отсчете от одной иэ боковых хромо профиля е Ь - число плоских участков на:проФиле;Ьп - высота гофров на профиле;- порядковый номер шага гофров при отсчете от однойиз боковых кромок профиля.Изобретение относится к механической обработке листового материала с помощю валков специалъкойФормы.и предназначено для испольэования в черной металлургии., сельскохозяйственном машиностроении истроителъстве,Цель изобретения - умекъщенкечисла переходов при сохранении качества готовых профилей.На иг.1 показан профиль днищаматки; на фиг.2 - схема первого перехода по предлагаемому способу Формовки; на фиг.3 в . схема второго перехода.Сущность изобретения заключается:а том, что гнутый профиль преимущественно для днища матки, имеющий: трапециевидные гофры 1, разделенные прямопинейнъии площадками 2 иплоские боковые участки 3, Фор"муют путем гибки. в холодном состоянии иэ листового металла.волнообразного профиля с последующей осадкойволн в трапециевидные гофры, причемпрокль Формувт а два перехода, Впервом переходе на участках полосйпод гофры Формуют волны 4 с отиоы-,тельнж радиусом изгиба Й, в пре делах 9,2-10,0, а на участках подплоские элементы 4 юрйуют волны 5 сотносительным радиусом изгиба Йвпределах 90-95, во втором, последую .;щем переходе иэ волк с большойкривизной тангенцкальным и радиальным сжатием формообразувт трапециевидные гофры, а волны с меньшейкривизной изгибают относителънвмрадиусем Вз не менее 190-200 в сторо.ну, противополомную изгибу кх впервом переходе. Прк этом а первомпереходе в волны с большей кривизной закладывают избыток металла,1йреаыиающнй ширину развертки трапециевидных гофров 1 на величинуй,:о;ттрн ф Щи - ,О)бабг% а в волкы с меньшей кривизнойиэбыток металла, превышающий ширинуплоских прямолинейных площадок 2на величину19 Иф 0,091 у:-- гДзв - у (2)г 6 .13 а 6, бр, 1 Вгде В - ширина: профиля;Ы - конечный угол подгкбки;Те " шаг гофроа на профиле; ,5 - толщина металйаеЯь - внутренний радиус вершин. к оснований гофроа;Ь - предел текучести металла;6 э - предел прочности металла;Вг - аирина развертки гофра;Ьг - акрина гофраЬчисло гофров на профиле;- порядковый номер гофра приотсчете ат одной иэ боковых, рамок профиля;4 - порядковый номер плоскогоучастка прк отсчете от од - вой юз боковых ромок про 4 ыпяю .ь% чкию плоских участков напрофиле еВ лоследием переходе Формообразуютгофры с высотой, которая последоаа;тельно увеличивается к средине проФиля в соответствии с зависимостью, 35, .Ьт; якЬ,рй 1+0,1 т.зг"- Вн ) е (3)И Я +1"где. И- вмсота гофров на профиле.Волны 4 большей кривизны в первомпереходе Фермувт с шагом, которыйф: увеличивается последовательно к. сре;дине профиля цо зависимости3где- порядковый номер шага гофров при отсчете от одной из боковых. кромок профиля, определяемый поло" жением гофра предыдущего, с порядковым номером (К) и гофра последующего, с порядковым номером (К+1).Предварительная формовка волнообразного профиля в первом переходе обеспечивает необходимый объем металла для последующего формообразования трапециевидных гофров требуемой формы во втором переходе, Волны под гофры формуют относительньик радиусом изгиба 9,2-10,0, т.е. в 4,6-5 раз большими, чем на готовом профиле у вершин и оснований трапециевидных гофров с тем, чтобы избежать дефектов, присущих способу :одновременной формовки, при котором имеет место большое утонение и дефекты искажения формы и размеров профилей. На участках под плоские элементы фориуют волны относительным радиусом 90-95 т.е. на границе минимальной пластической и упругой деформаций с. тем, чтобы обеспечить стабильную устойчивость этих участков от остаточных искривлений впродольном направлении и волнистости,формовка предварительно волнообразного профиля в первом переходе позволяет заложить избытки металла для последующего Формообразования трапециевидных гофров с минимальным утоиением на их криволинейных участках во втором переходе.Избыток металла, закладываемый в первом переходе в волнах разной кривизны, обеспечивает тангенциальное и.радиалькое сжатие при Формообразовакии трапециевидных гофров из волн большей кривизны во втором переходе, что предотвращает интенсивное утонекие и поперечное растяжение, а следователько, в такой же степени и искажение Форм и размеров готового профиля. Изгиб волн с меньшей кривизной ва втором переходе относительныи радиусом 190-200, т.е. в упругой эоке, одновременно с формовкой трапециевидных гофров в сторону, обратную изгибу их в первом переходе, обеспечивает перемещение металла в зону формовки трапециевидных гофров и предохраняет плоские элементы профиля от депланации.формулы (1) и (2) позволяют дифференцировано в зависимости от положения гофра на профиле определить,212650необходимые величины избытков металла, закладываемые в волны большей и меньшей кривизны, с учетом механических свойств металла и соотношении размеров профиля.Зависимость (3) дает возможностьопределить требуемую величину высоты гофра с учетом его положения на профиле и механических свойств ме 1 О тапла для устранения разновысотностисредних и крайних гофров на готовомпрофиле.По формуле (4) определяют шагволн большей кривизны в первомпереходе в зависимости от положениягофров на профиле и механических свойств металла для обеспечения качественного захода профиля в калибр валков второго перехода иустранения колебаний величины шага20по ширине готовых профилей.Для отформовки волн большей именьшей кривизны с избытками металлапо ширине соответствующим образомвыполняют валки калибра первого перехода. При этом радиусы кривизныформукнцих элементов находят по величине принимаемого относительногорадиуса, соответствукицего формуеиого участка профиля, определяемогоотношением радиуса изгиба к толщине,металла. Избытки металла,закладываемые на участках волнообразного проФиля, путем расчетного превышенияширины развертки этих участков надширинами развертки или шириной.соответствующих им участков готового профиля учитываются при расчетекалибра валков первого перехода, аФ 40 при определении ширины заготовки -исключением приращения ширины готового профиля от утонения металлаи поперечной вытяжки. иэ расчета ширины заготовки для аналогичного про филя, применяемого при известномспособе профилирования.Зависимостями (1) и (2) предусматривается возрастание избыткаметалла, закладываемого в волны, 50 от боковых краев профиля к средине;чтобы устранить тенденцию большегоутонения на срединных гофрах.При расчете калибра валков пер- .вого перехода шаг элементов, форму ющих волны большей кривизны, апре"деляют по зависимости (4), которойпредусмотрено увеличение шагов гоФров от краевых к срединным для1212650 0 5 20 25 30 35 обеспечения стабильности их величины по ширине готового профиля.Периметры участков калибров,формующих трапециевидные гофры во втором переходе, выполняют меньшими на величину избытка металла по ширине разверток волн большей кривизны, чем обеспечивается тангенциальное и радиальное сжатие формуемого металла гофров, за счет чего максимально ограничивается утонение и поперечная вытяжка.Предусмотренное формулой (3) увеличение высоты формовки гофров от крайних боковых к средине профиля во втором переходе устраняет разно- высотность гофров по ширине профиля, характерную для известных способов формовки вследствие более худших условий перемещения металла в зону формовки средних гофров.Граничным условием предлагаемого способа является то, что зависимости (1), (2), (3) и (4) следует испольэовать для профилей, у которых не менее трех гофров, так как в против. ном случае не имеется срединного (срединных) гофров, и предлагаемый способ можно применять для формовки в два перехода, но без избытков металла в волнах, коррекции высоты и шага гофров. Вторым граничным услови.ем является то, что конечный угол подгибки в первом переходе должен быть не более 90 во избежание потери устойчивости элементов гофров во втором переходе. По предлагаемому способу изготовления днища жатки целесообразным40 является следующая последовательность его осуществления.В соответствии с формулой изобретения определяют величину радиусов изгиба волн первого перехода большей45 кривизны Йщ (9,2-10) и меньшей кривизны=(90-95)5 и радиусы изгиба волн меньшей кривизны К во втором переходе из условия, что К =(190- 200)8. Радиусы изгиба оснований и вершин гофров во втором переходе принимают равными радиусам изгиба й з на готовом профиле или на 20-25% менее.для компенсации износа валков в процессе эксплуатации. Для расчета калибровки валковпервого перехода находят величину угла подгибки в,этом переходе по формуле т;2,Я +1+А) а также величину шагов волн большей кривизны по формуле (4).По формулам (1) и (2) производят подсчет избытков металла по ширине в волнах большей и меньшей кривизны, для чего предварительно определяют ширину развертки 6 р и ширину гофра Ь в соответствии с размерами формуемого профиляа также используя справочные данные по величинам 6 и 6 з материала профиля, его толщину 8, величину общей ширины В профиля, шаг гофров Т и конечный угол подгибки ЫПо этим данным производят расчет калибровки валков первого перехода, соблюдая условия; что периметр участков калибра формующих волны большей кривизны должен быть равен ширине развертки гофра плюс избыток металла для данной волны ( бр + Ь 61), а для волн меньшей кривизны периметр калибра участка равен ширине прямолинейного участка (Ь) плюс избыток металла для данной волны (6 пг).Для расчета калибровки валков второго перехода по формуле (3) определяют высоту гофров И в зависимости от их положения по ширине профиля, затем производят расчет калибровки валков этого перехода, соблюдая условие, что периметры участков калибра, формующих гофры, должны быть равны ширине развертки гофров (Ьр) на профиле, а периметр участков калибров, формующих прямолинейные площадки, изгибаемые радиусом к 3. должны быть равны ширинеэтих прямолинейных участков на профиле.Для изготовления профиля определяют ширину заготовки (Ьз), которая равна ширине заготовки (Ь), подсчитанной по существующей методике для данного профиля;если его изготавливать известным способом формовки, например, при последовательной системе калибровки валков, плюс избытки ширины в. волнах большей и меньшей кривизны: Ьз:6 Елб, ЕЬЬ Предлагаемый способ может быть реализован на любом профилегибочном1212650 Номера гофров, К Параметр 6 34 2 Я мм 0,6 0,6 1,0 1,3 1,3 1,0 1Номера плоских участков,3 2 ( 3 ( 456 ) 7 Параметр 2 ф мм О, 16 0,3 0,4 0,43 0,4 0,3 0,16 стане, имеющем в своем составе не менее двух формующих клетей, при использовании комплектов валков описанной выше формы и расчетных размеров.Так, например, предлагаемый способ опробован при изготовлении профиля днища жатки на опытно-промышленном стане. Ширина готового профиля днища жатки составляет 1010 мм; угол подгибки И 80 толщина 3 1 мм, внутренний радиус вершин и оснований,гофров В 2 мм, материал - сталь марки Ст 3 кп с пределом текучести з = 25 кг/мм и пределом прочности бь 42 кг/мм, шаг шести трапециевидных гофров Тп 150 мм; высота гофров " и 9 мм; ширина развертки гофра б р 41,84 мм; ширина гофра Ьг 29,:52 мм.В соответствии с параметрами проФиля, принятыми величинами относительных радиусов ( 1 З = 9,5; К 21 Я = 90; К 15 .= 195) и имеющемся на готовом профиле ь 5 = 2 расчетные величины радиусов изгиба в первом переходе составляет К 1 9,5 и К 290.мм, во втором переходе Вь=2 и К= 195 мм, уголпопгибки в первом переходе Ь = 41 42.Величины избытков металла в волнах первого перехода приведены в табл.1.Расчетные величины шага гофров волн большей кривизны в первом пе- . реходе приведены в табл.2.Установленные расчетным путем величины высоты формовки гофров во втором переходе приведены в табл.3.Как показывают замеры и анализ, качество профилей опытной партии. изготовленных по предлагаемому способу формовкой в двух парах валков, рассчитанных по полученным параметрам (табл. 1-3), полностью отвечают требованиям ТУ 14-2-143-74. Данные замеров профилей, изготовленных по предлагаемому способуи существующей технологии, приведены в табл.4.Как видно из данных табл.4 качество профилей по обеим способампрактически одинаковое, а по некоторым параметрам, даже несколько 10 лучше.Для обоснования граничных значений приведенных в Формуле изобретения относительных радиусов припрочих одинаковых условиях проведены эксперименты, результаты которых сведены в табл.5.Анализ приведенных в табл.5 данных показывает, что при выходе заграничные значения величин относи тельных радиусов увеличиваются отклонения значений угла Ы и высотыгофров от заданных или не допустимо увеличивается волнистость и прогиб на готовом профиле.25 Сравнительные данные показывают,что применение нового способа формовки профиля днища жатки (за два перехода вместо восемнадцати по существующему), не только не снижаеткачества продукции, а даже улучшаетблагодаря снижению величины утоненияна 6,7% за счет одновременного тангенциального и радиального сжатия во втором переходе. Уменьшение комплекта валков по предлагаемомуспособу за счет применения двух парвместо восемнадцати позволяет нетолько снизить его вес, но сократить время на перевалки, настройку иремонт валков. Вес комплекта валков по предлагаемому способу (5,77 т) снижается 45 на 88,7% в сравнении с весом1212650 10 Таблица 2 Номера шаговмежду предццущей волной К и последующей,04-0,05 010+(5-6) 5 абл В /8 Прнмолинейностьплоских участковПРОФиля Высота Ьгофров напрофиле К; 3 Значение углана профиль,град,8-1,9 2-2,2 89 ф 2-8 9 Волнистость 2-3 ммВолнистость 0,40,5 мм1 ,2 9 1 81,5 195 81,5 ет волнистости ирогиба 2,2-2,0 10 Поперечный про 0,4-0,5 мм ги1212650 Составитель Л, СамохваловаТехред О.Нече Корректор О. Л актор Е. Пап аказ 694/16 ал ППП "Патент", г. Ужгород роектная,4 Тираж 783 ВНИИПИ Государственн по делам изобретени 3035, Москва, Ж, Р