Способ изготовления гнутых замкнутых профилей с гофрированной стенкой

(51) 5 В 02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ изготовления замкнутых сварных профилеи с гофрированной стенкой в валках профилегибочного стана, Целью изобретения является повышение точности геометрических размеров профилей из малопластичных сталей. Первоначально формообразуют гофрированный профиль с углами при вершинах и впадинах гофров, равными заданным на готовом профиле углам при впадинах. Затем последовательно по переходам от периферии к центру заготовки осуществляют доформовку гофров, образующих наружный контур готового профиля путем уменьшения углов при вершинах гофров до заданных. 2 ил., 1 табл. 14 но-исследо вател ии.ДоктоОлейник,. МА,Харичко ельство СССРК 15/02, 1983.ТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХИЛЕЙ С ГОФРИРОсится к обработке ме-. частности к способам повыш льных нстру ормоо дом на подвержен вие значит талла на процессе ф гофров мет нному износудельных давлеент, возникания про ледст 1 й мещих в льных бразовакатки,Также к недостаткам данного следует отнести некачественную от ку вершин гофров и потерю устой прямолинейных участков гофров пр нии схемы изгиб-сжатие в случае пр ния длины внутреннего контура заготовки периметра рабочей пове оправки и возникновения значит утонения металла в криволинейны ках в процессе получения гофров вытяжки в случае равенства велич метров окружностей, описывающ ружный контур оправки (по вер выступов) и внутреннюю повер трубной заготовки. 1 М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Украинский научинститут металлов(54) СПОСОБ ИЗГОЗАМКНУТЫХ ПРОФВАННОЙ СТЕНКОЙ(57) Изобретение отнталлов давлением, в Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к области производства тонкостенных замкнутых профилей с гофрированной стенкой. и предназначено для использования преимущественно при изготовлении на профилегибочных станах замкнутых сварных профилей с гофрированной стенкой.Известен способ производства трубчатых профилей с продольными гофрами, в соответствии с которым гладкая цилиндрическая труба-заготовка помещается на длинную оправку, рабочая поверхность которой соответствует контуру готового профиля, и обкатывается роликами, имеющими профильную рабочую поверхность, соответствующую наружному контуру готового профиля.Недостатком зтого способа является низкая производительность, а также сложность изготовления инструмента, который аналога формовчивости и созда- евышетрубной рхност ц ельного х участза счет ин диаих нашинам х ностьЭти недостатки проявляются при изготовлении трубчатых профилей с продольными гофрами из малопластичных сталей, Приэтом в первом случае происходит искажение поперечного сечения готового профиля, 5а во втором - возникновение трещин накриволинейных участках за счет созданиясхемы изгиб-растяжение,Известен способ изготовления металлической трубы и сварного полого трубчатого теплообменника, согласно которому изметаллической полосы с предварительнонанесенным либо односторонним, либо двусторонним рифлением формообразуюттрубчатую заготовку и производят сварку 15кромок профиля.Недостатком данного способа являетсяневозможность получения больших соотношений высоты рифления(гофров) к толщинепрофиля, особенно при использовании малопластичных марок сталей. При этом возникающее упрочнение металла затрудняетпроцесс сворачивания полосы в трубную заготовку, особенно малых диаметров, из-завозможности появления трещин в местах 25сопротивления впадин с наклонными участками рифлений,К недостаткам также следует отнестиневозможность корректировки конфигурации поперечного сечения готового 30профиля, претерпевающего искажение впроцессе сворачивания в трубную заготовку и сварки кромок.. Наиболее близким к изобретению является способ изготовления зубцового слоя 35магнитопровода электрической машины,сущность которого заключается в предварительном гофрировании ленты, последующем ее сворачивании в цилиндр и сварку,согласно которому первоначально получают гофрированный профиль с углами у вершин, равными углам на готовом профиле, ау впадин - отличающихся от соответствующих углов на готовом профиле, а при последующем формоизменении в цилиндр 45изменяют углы при впадинах до заданных сполучением наружного и внутреннего контура замкнутого профиля, образованноговершинами гофров.Общим для этих способов является 50предварительное гофрирование исходнойзаготовки, последующее ее формоизменение до заданной формы профиля и сваркисмыкающихся кромок,К основным недостаткам прототипа 55следует отнести то, что в ряде случаев приопределенных соотношениях величин наружного и внутреннего диаметров, описывающих соответствующие контурыпрофиля, в процессе формообразования трубчатого с гофрированной стенкой возможно искривление прямолинейных участков гофров наружу с образованием внутренней полости у вершин гофров. Кроме того, использование для формовки гофров процесса свободной гибки при помощи магнитов не обеспечивает точное расположение вершины на участке образования гофра, что приводит к разновысотности смыкающихся прямолинейных участков гофров и необходимости осуществления дополнительных операций по калиброванию, что сопряжено с переформовкой мест изгиба у основания гофра и нарушением шага.К недостаткам указанного способа относится то, что формообразование гофров на полосе происходит в поперечном ее направлении, поэтому длина профилей ограничена шириной заготовки, что сужает диапазон длин готовых профилей.Кроме того, используемый для изготовления способ не обеспечивает качественную отформовку мест изгиба при переходе к малопластичным маркам сталей с относительным удлинением дб 2023.Целью изобретения является повышение точности геометрических размеров профилей из малопластичных сталей.Для достижения указанной цели согласно способу изготовления гнутых замкнутых профилей с гофрированной стенкой из малопластичных сталей, включающему гофрирование исходной плоской заготовки, последующее ее формоизменение до заданной формы профиля и сварку смыкающихся кромок, первоначально получают гофрированный профиль с углами при вершинах и впадинах, равными углам при впадинах, заданным на готовом профиле, после чего последовательно от периферии к центру осуществляют формоизменение заготовки в замкнутый профиль путем уменьшения углов при вершинах гофров до заданных.При изготовлении гнутого замкнутого профиля с гофрированной стенкой по предлагаемому способу первоначально производится формообразование гофрированного профиля с углами вершин и впадин гофров, равными углам при впадинах, заданным на готовом профиле, что обеспечивает равномерность деформации в поперечном его сечении, качественную отформовку мест сопряжения прямолинейных участков гофров на заданный радиус кривизны и углов у тех вершин гофров, которые образуют на готовом поофиле внутренний контур, за счет свободного доступа формующих элементов валков к местам изгиба и создания дополнительных тангенциальных напряжений сжа5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тия в местах сопряжения, снижающих пружинение металла и исключающих появление трещин на наружной поверхности мест сопряжения, что позволяет получить в первых технологических переходах гофрированный профиль без нарушения сплошности металла при минимальном пружинении, повысить его устойчивость к продольному и поперечному прогибу и точность изготовления профиля из малопластичных сталей,Последующая доформовка гофров осуществляется последовательно по переходам от периферии к центру за счет уменьшения углов у вершин этих гофров до заданных, исключая тем самым возникновение знакопеременных деформаций в местах изгиба упомянутых гофров и нарушение .сплошности в наружных слоях предварительно деформированного металла в процессе формообразования гофрированного профиля, Одновременно в процессе доформовки гофров профиль приобретает необходимую жесткость в поперечном сечении, исключающую продольное скручивание относительно центра тяжести сечения и обеспечивающую заданную точность геометрических размеров и точное схождение кромок профиля в процессе их сварки при заданном качестве готового профиля. Кроме того, при использовании такого способа изготовления гнутых замкнутых профилей с гофрированной стенкой методом профилирования улучшаются энергоси-. ловые параметры процесса формовки за счет равномерного распределения нагрузки по клетям профилегибочного стана и повышения стабильности процесса, что при применении простой конструкции рабочих элементов формующих валков снижает трудоемкость изготовления профилей в целом,Таким образом, принятая последовательность операций, заключающаяся в предварительном формообразовании гофрированного профиля с углами при вершинах и впадинах, равными углам при впадинах, заданным на готовом профиле, формоизменение в замкнутый контур осуществляют последовательно от периферии к центру, а доформовку осуществляют уменьшением углов при вершинах гофров до заданных обеспечивает получение гнутого замкнутого профиля с гофрированной стенкой из малопластичных сталей заданного качества и конфигурации поперечного сечения,В последних клетях стана после формообразования гофрированного профиля с углами при вершинах и впадинах, равными углам при впадинах, заданным на готовом профиле, формоизменение в замкнутый контур осуществляют последовательно от периферии к центру, а доформовку осуществляют уменьшением углов при вершинах гофров до заданныхПоложительный эффект при осуществлении изобретения получают благодаря тому, что при первоначальном формообразовании гофрированного профиля с углами при вершинах и впадинах, равными углам при впадинах, заданным на готовом профиле, обеспечивается точная и качественная отформовка мест сопряжения прямолинейных участков гофров на заданный радиус и угол подгибки упомянутых вершин гофров, которые при последующей доформовке профиля остаются неизменными, а также исключается появление трещин на наружной поверхности мест сопряжения, повышается устойчивость к продольному и поперечному прогибу и смещению относительно оси профилирования, повышается стабильность процесса и точность получения заданных геометрических размеров профиля в целом.Дальнейшая последовательная по переходам доформовка гофров путем уменьшения углов у вершины этих гофров до заданных исключает знакопеременные деформации в местах изгиба, расположенных в вершинах этих гофров, приводящие к возникновению трещин в наружных слоях при формовке профиля из малопластичной стали, а также повышает жесткость поперечного сечения профиля, исключает продольное скручивание и обеспечивает заданную точность геометрических размеров и точное схождение кромок профиля в процессе их сварки и получении при этом заданного качества готового профиля.Таким образом, принятая последовательность операций подгибки элементов профиля позволяет осуществить качественную отформовку мест изгиба, повысить точность геометрических размеров и стабильность процесса формообразования профиля из малопластичных сталей.На фиг,1 изображена схема формовки гнутого замкнутого профиля с гофрировайной стенкой; на фиг.2 - узел на фиг,1, схема к определению наружного и внутреннего контуров готового профиля с гофрированной стенкой.Предлагаемый способ может быть реализован на профилегибочном стане с использованием двухвалковых калибров на первых переходах и четырехвалковых универсальных клетях в чистовой группе.Так, например, по данному способу в процессе формовки специального замкнутого профиля с гофрированной стенкой 9 38 х 1 мм для воздухонагревателей трубчатых пе 1726092чей икотельных агрегатов первоначально из заготовки 1 (фиг.1) во- Итехнологических переходах формообразовывали гофрированный профиль 2 с углами ао у вершин гофров 3 и 4, равными заданным углам а у вершин гофров 3, которые образовывают внутренний контур 5 готового профиля 6, описанный окружностью диаметра Оь (фиг.2). Затем последовательно по переходам от периферии к центру гофрированного профиля 2 в И - Хтехнологических переходах осуществляли доформовку гофров, образующих наружный контур 7 готового профиля 6, описанного окружностью диаметра Он путем уменьшения углов ау вершин гофров 4 до заданного, равного конечному углуД у вершин этих гофров на готовом профиле 6. После этого в ХИ - ХЧ технологических переходах одновременно с формовкой профиля производили сварку кромок с образованием продольного сварного шва 8, расположенного в вершине гофра, образующего наружный контур готового профиля,Такой способ может быть реализован с помощью калибровки валков, разработанной в соответствии с заявляемым способом изготовления гнутых замкнутых профилей с гофрированной стенкой на профилегибочном стане,Так, по предлагаемому способу осуществлялось изготовление специального замкнутого профиля с гофрированной стенкой Ф 38 х 1 мм для воздухонагревателей трубчатых печей и котельных агрегатов,В качестве материала заготовки использовалась теплостойкая сталь 15 ХМ ГОСТ 4543-71.Для изготовления профиля по данному способу потребовалось 15 технологических переходов, Режим формообразования профиля представлен в таблице,Как показали данные расчетов и опытной проверки в результате использования предлагаемого способа, при изготовлении специального замкнутого профиля с гофрированной стенкой Ф 38 х 1 мм обеспечиваются точные геометрические размеры ,профиля и ри значении диаметра внутрен него контура 22+ 0,5 мм и диаметра наружного контура 38+0,5 мм; угол при вершинах гофров, образующих наружный диаметр, не(превышал 40 30, угол при вершинах гофров, образующих внутренний контур, не превышал 85 + 30; предельное скручивание составило не более 0 45 на 1 м длины профиля; продольный прогиб и трещины на наружной поверхности мест изгиба не наблюдались, что находится в пределах техни Формула изобретения Способ изготовления гнутых замкнутых 50 профилей с гофрированной стенкой, включающий гофрирование исходной плоской заготовки, последующее ее формоизменение до заданной формы профиля и сварку смыкающихся кромок, согласно которому 55 первоначально получают гофрированныйпрофиль с разными углами при вершинах и впадинах, часть из которых равна углам на готовом профиле, а при формоизменении в замкнутый контур соответствующие углыдоформовывают до требуемых о т л и ч а ю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ческих требований, предъявляемых к данным профилям.Согласно данным расчетов и опытного профилирования на стане 0,51,5 х 50300 УкрНИИмета использование изобретения позволяет изготавливать укаэанные профили требуемого качества и обеспечивает повышение точности изготовления профиля: диаметр внутреннего контура профиля составил 22+ 0,5 мм, диаметр наружного контура профиля составил 38+ 0,5 мм при заданных значениях 22 и 38 мм соответственно; угол при вершинах гофров, образующих наружный контур, 40.+ 30; угол при вершинах гофров, образующих внутренний контур, 85=" 30; требуемую кривизну мест изгиба, уменьшение продольного скручивания, составившего не более 0 45 на 1 м длины профиля, отсутствие продольного прогиба и трещин на наружной поверхности мест изгиба, в то время как при изготовлении аналогичных профилей по способу-прототипу имеет место отклонение величин диаметров наружного и внутреннего контуров профиля .ф. (2.2,5)мм углов у вершин гофров . 230, продольное скручивание профиля до 1 30 на 1 мм длины, а также наличие трещин на наружных поверхностях мест изгиба, расположенных в вершинах гофров, образующих наружный контур готового профиля.Применение данного способа в технологии производства гнутых замкнутых профилей с гофрированной стенкой позволяет расширить сортамент изготовления такого типа профилей для воздухонагревателей трубчатых печей и котельных агрегатов, повысить стабильность процесса формовки, снизить энергосиловые параметры и трудоемкость изготовления таких профилей.Способ изготовления гнутых замкнутых профилей с гофрированной стенкой позволяет организовать производство широкого сортамента замкнутых профилей с гофрированной стенкой заданного качества из мало- пластичных сталей,1726092 10 щ и й с я тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров профилей из малопластичных сталей, первоначально формуют гофрированный профиль с углами при вершинах и впадинах, равными угламРежим Формообразования специальногостенкой 438 х 1 мм,Угол подгибки и угол у вершин гофров, град Режим формовки гофрированного профиля, град НомертехнологицескоНомера вершин гофров 4 4еа иа а а иеа .. Г И ) р ..Ю ) го пе- рехода 12 168 25 155 41 139 57 123 73 107 85 95 63 40 117 40 63 40 117140 63 40 117 140 Продолжение таблицы ге е гигиигаи еее иааУгол подгибки и угол у вершин гофров, град Номертехнологического пеи,рехода Номера вершин гофров 4 б) Р=188 -8 63 40 117 140 6340 117 140 а117140 63 40 117 63 140 40 1111111 ЧЧ71Ч 11тт 1111 ХХХ 1Х 11Х 111Х 17ХЧ 11111117771Ч 11Ъ 1111 ХХХ 1Х 11Х 111Х 17ХЧ при впадинах, заданным на готовом профиле, формоизменение в замкнутый контур осуществляют последовательно от периферии к центру, а доформовку осуществляют уменьше 5 нием углов при вершинах гофров до заданных замкнутого профиля с гофрированной1726092 4 5 Составитель Е,Горб Техред М.Морге нта ктор В.Гирняк едактор Н.Швыдк зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1228 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5