способ изготовления гнутого корытного профиля

Формула изобретения

1. Способ изготовления гнутого корытного профиля путем последовательной по проходам подгибки элементов полосовой заготовки заданными радиусами изгиба и на заданные углы в валках профилегибочного стана, отличающийся тем, что в I IV проходах боковые стенки профиля подгибают до угла 55° с сохранением горизонтального положения его большой и малой полок, а в V проходе начинают формообразование направленной вниз отбортовки на большой полке, которое заканчивают при вертикальном положении отбортовки в последнем X проходе, при этом формуемую полосовую заготовку разрезают на мерные длины после VII прохода при достижении угла подгибки 78° боковых стенок и перегибке малой полки вниз на 2° от горизонтали с сохранением горизонтального положения большой полки во всех проходах, при этом после порезки полосовой заготовки на мерные длины малую полку разгибают до горизонтального положения, а в предпоследнем проходе боковые стенки перегибают внутрь профиля на 1° с последующей их разгибкой до угла 90° между ними и горизонтальной стенкой готового сечения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после порезки полосовой заготовки на мерные длины все радиусы изгиба делают одинаковыми и равными двойной толщине профиля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве сортовых холодногнутых профилей проката.

Такие профили получают на специализированных профилегибочных станах. Стандартные корытные гнутые профили регламентируются в ГОСТ 8283, а технология их профилирования достаточно подробно описана, например, в книге под ред. И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей (оборудование и технология)», М., «Металлургия», 1982, с.243-250. Известны также специальные корытные профили (см. справочник под ред. И.С.Тришевского «Производство и применение гнутых профилей проката», М., «Металлургия», 1975, с.481-483), поперечное сечение которых, как правило, асимметрично.

Известен способ производства корытного гнутого профиля путем одновременной формовки валками стенки и горизонтальных полок с равными углами подгибки в каждом проходе, при котором формовку осуществляют последовательным подъемом выпуклой стенки при сохранении постоянного уровня горизонтальных стенок, а величины радиусов и углов подгибки в каждом проходе принимают равными их значениям в первом проходе (см. а.с. СССР № 1637901, кл. В21Д 5/06, опубл. в БИ № 12, 1991 г.). Однако этот способ пригоден только для изготовления корытного профиля одной конкретной конфигурации поперечного сечения.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ изготовления гнутого корытного профиля по пат. РФ № 2006315, кл. В21Д 5/06, опубл. в БИ № 2, 1994 г.

Этот способ заключается в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки валками профилегибочного стана и характеризуется конкретными радиусами изгиба и углами подгибки с последовательным перегибом вертикальных стенок в заданных проходах путем приложения усилий к кромкам полок. Этот способ также непригоден для изготовления асимметричного корытного профиля с отбортовкой на большой его полке.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества гнутых профилей за счет улучшения их геометрии, а также сокращение производственных затрат.

Для решения этой задачи в способе изготовления гнутого корытного профиля путем последовательной по проходам подгибки элементов полосовой заготовки заданными радиусами изгиба и на заданные углы в валках профилегибочного стана в I IV проходах боковые стенки профиля подгибают до угла 55° с сохранением горизонтального положения его большой и малой полок, а в V проходе начинают формообразование направленной вниз отбортовки на большой полке, которое заканчивают при вертикальном положении отбортовки в последнем Х проходе, при этом формуемую полосу разрезают на мерные длины после VII прохода при достижении угла подгибки 78° боковых стенок и перегибке малой полки вниз на 2° от горизонтами, сохраняя горизонтальное положение большой полки во всех проходах, и после порезки малую полку разгибают до горизонтального положения, а в предпоследнем проходе боковые стенки перегибают внутрь профиля на 1° с последующей их разгибкой до угла 90° между ними и горизонтальной стенкой готового сечения; после порезки на мерные длины все радиусы изгиба могут быть одинаковыми и равными двойной толщине профиля.

Приведенные параметры способа получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации радиусов изгиба и углов подгибки элементов полосовой заготовки, а также в последовательности отдельных операций формообразования готового корытного сечения. Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом (римские цифры - номера проходов).

В I проходе начинается подгибка краевых элементов полосы 1 толщиной S на угол

₁ с образованием горизонтальных полок 2 и 3 с шириной, соответственно, в₁ и в₂, причем в₂>в₁, a радиусы изгиба R₁ и R₂ имеют максимальную величину (R₁=R ₂ - как и во всех последующих проходах); с I по VII проходы величины R₁ и R₂ последовательно уменьшаются. Образуемая при подгибке горизонтальная стенка 4 имеет заданную ширину B₁. В V проходе на полке 3 начинается формообразование отбортовки 5 путем подгибки вниз кромки этой полки на угол ₁.

В VII проходе угол подгибки боковых стенок 6 ₇=78°, а малую полку 2 профиля перегибают вниз на 2°, т.е. угол =92°. После этого прохода формуемая полоса разрезается летучими ножницами на мерные длины с сохранением горизонтального положения большой полки 3. В IX проходе малую полку разгибают вверх до горизонтального положения и в этом же (предпоследнем проходе) боковые стенки 6 перегибают внутрь профиля на 1°, а все радиусы изгиба R₁ R₃ - минимальной величины, как и на готовом профиле.

В последнем X проходе боковые стенки разгибают с достижением угла ₁₀=90° и угла ₆=90° (т.е. отбортовка 5 - вертикальна). После порезки на мерные длины (после VII прохода) все радиусы изгиба можно сделать одинаковой величины R, равной 2 S.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на профилегибочном стане 1-2×50-300 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при формовке специального корытного профиля 75×88×30×25×3 мм варьировали углы и радиусы подгибки, а также последовательность отдельных операций формообразования, оценивая результаты по качеству (геометрии) готовых профилей.

Наилучшие результаты (выход качественных профилей до 99,7%) получены с использованием заявляемого способа. Другие варианты профилирования привели к ухудшению достигнутого показателя. Так, например, формовка без предварительной порезки на мерные длины после VII прохода не только ухудшила геометрию профилей, но и привела к появлению отдельных рисок и царапин (особенно в местах изгиба) на готовом прокате вследствие взаимного проскальзывания элементов профиля и валков из-за рассогласования окружной скорости инструмента в отдельных проходах. Уменьшение суммарного угла подгибки ( ₄<55°) в IV проходе вызывало необходимость дополнительного XI прохода, что увеличило расход валков и привело к повышению производственных затрат, а при ₄>55° на боковых стенках профилей отмечено появление рисок, а также ухудшало качество реза после VII прохода, где ₇>78°. Ухудшение реза (заусенцы на торцах и смятие) отмечено и при отсутствии перегиба вниз в этом проходе полки (на 2°). Отсутствие перегиба боковых стенок в IX проходе приводило к невыполнению угла =90° на части готовых профилей. Величина R=2 S оказалась оптимальной в аспекте износостойкости валков.

Способ, выбранный в качестве ближайшего аналога, в опытах не проверялся ввиду заведомой его непригодности для получения вышеописанного корытного профиля. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

По данным технико-экономических исследований внедрение настоящего изобретения на станах, аналогичных профилегибочному стану «1-4» ОАО «ММК», позволит повысить выход корытных профилей типа 75×88×30×25×3 мм с улучшенной геометрией не менее чем на 4% с одновременным снижением производственных затрат почти на 10%.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Несимметричный корытный профиль 75×88×30×25×3 мм (см. фиг.1) формируется за 10 проходов на стане 1-4×50-300. Исходная полосовая заготовка - 283×3 мм.

Параметры формообразования:

=0° 10° 25° 40° 55° 67° 78° 78° 91° 91° 90° (проходы I X);

=30° 55° 75° 85° 87° 90° (проходы V X);

=92° (VII и VIII);

R₁=R ₂=60 24 14 10 8 7 6 6 6 6 мм (I X);

R₃=19,5 10 7 6 6 6 мм (V X).

Размеры готового профиля (его поперечного сечения): H=88, B₁=74, B₂=123 и он симметричен относительно оси уу.