Инструмент профилегибочного стана

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а конкретно - к оборудованию, применяемому при производстве гнутых профилей проката и может быть использовано в валках рабочих клетей профилегибочного стана. Цель изобретения - улучшение качества профилей за счет предупреждения поверхностных дефектов, а также снижения энергозатрат на формовку путем уменьшения потерь на трение. Инструмент профилегибочного стана содержит сопряженные по калибру охватывающий и охватываемый валки. Каждый валок выполнен с плоскими торцовыми и цилиндрическими рабочими поверхностями. На торцовой поверхности охватывающего валка соосно его цилиндрической рабочей поверхности выполнена кольцевая полость, стенка которой наклонена к торцовой плоскости под углом 1...3°. Глубина полости увеличивается в направлении от периферии валка к его оси и достигает максимума на уровне цилиндрической рабочей поверхности охватывающего валка. Ширина полости составляет 0,8...1,1 высоты рабочей части калибра. На участке калибра на торцовой поверхности охватываемого валка соосно его цилиндрической поверхности выполнена кольцевая полость с углом наклона стенки 2..5° и переменной глубиной. Инструмент позволяет изготавливать профили с защитным покрытием. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1480921 A 2 (59 4 В 21 D 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1176996 (21) 4320978/23-27 (22) 17.08.87 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) М. Е. Докторов (53) 621.981.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1176996, кл. В 21 D5/06,,30.12.83. (54) ИНСТРУМЕНТ ПРОФИЛЕГИБОЧНОГО СТАНА (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а конкретно к оборудованию, применяемому при производстве гнутых профилей проката, может быть использовано в валках рабочих клетей профилегибочного стана. Цель изобретения — улучшение качества профилей за счет предупреждения поверхностных дефектов, а также снижения энергозатрат на формовку путем уменьшения потерь на

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно к оборудованию, применяемому при производстве гнутых профилей проката, может быть использовано в валках рабочих клетей профилегибочного стана и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1176996.

Целью изобретения является улучшение качества профилей за счет предупреждения поверхностных дефектов, а также снижение энергозатрат на формовку за счет уменьшения потерь на трение.

На фиг. 1 показана схема спаренных по калибру валков с плоскими торцовыми и цилиндрическими рабочими поверхностями; на фиг. 2 — спаренные по калибру валки, вид сверху; на фиг. 3 — то же, вид сбоку; на фиг. 4 — схема валков для фортрение. Инструмент профилегибочного стана содержит сопряженные по калибру охватывающий и охватываемый валки. Каждый валок выполнен с плоскими торцовыми и цилиндрическими рабочими поверхностями.

На торцовой поверхности охватывающего валка соосно его цилиндрической рабочей поверхности выполнена кольцевая полость, стенка которой наклонена к торцовой плоскости под углом 1...3 . Глубина полости увеличивается в направлении от периферии валка к его оси и достигает максимума на уровне цилиндрической рабочей поверхности охватывающего валка. Ширина полости составляет 0,8...1,1 высоты рабочей части калибра. На участке калибра на торцовой поверхности охватываемого валка соосно его цилиндрической поверхности выполнена кольцевая полость с углом наклона стенки 2...5 и переменной глубиной. Инструмент позволяет изготавливать профили с защитным покрытием. 1 з п. ф лы, 4 ил., 2 табл. мовки профилей с горизонтальными участками, примыкающими к вертикальным стенкам.

В инструменте сопряженные по калибру охватывающий (нижний) и охватываемый (верхний) валки имеют плоские торцовые и цилиндрические рабочие поверхности.

На валу 1 охватывающего (нижнего) валка установлены профильные дисковые элементы 2 с торцовыми рабочими поверхностями 3 для подгибки элементов профиля и профильный элемент с цилиндрической рабочей поверхностью 4. На торцовых рабочих поверхностях 3 охватывающего валка соосно его цилиндрической рабочей поверхности 4 выполнены кольцевые полости 5 с наклоненной к торцовой плоскости 3 стенкой под углом Л,=З . При этом глубина

1480921

1О

25 полости увеличивается в направлении от периферии валка к его оси и достигает максимума на уровне цилиндрической рабочей поверхности 4. Ширина кольцевой полости Н, охватывающего валка в калибре составляет

1,1 от высоты рабочей части калибра Н«.

На валу 6 охватываемого (верхнего) валка установлен профильный дисковый элемент 7 с торцовыми рабочими поверхностями 8, в сторону которых производится подгибка боковой стенки (полки) профиля, и цилиндрической поверхностью 9, сопряженной с торцовой поверхностью пояском ! 0 с тороидальной поверхностью. На торцовых рабочих поверхностях 8 охватываемого валка соосно его цилиндрической рабочей поверхности 9 выполнены кольцевые полости 11, стенки которых наклонены к торцовым плоскостям под углом ЛЬ=5 .

Кольцевые полости 5 и 11 выполнены для освобождения элемента 12 профиля от стеснения по толщине в калибре валков.

Инструмент профилегибочного стана работает следующим образом.

От привода стана вращение передается валу 1 нижнего охватывающего валка, валу 6 верхнего охватываемого валка и установленным на валах профильным дисковым элементам 2 (охватывающего) валка и элементу 7 (охватываемого) валка. В калибре, образованном верхним и нижним валками, размещен формуемый профиль. При этом его подгибаемый элемент 12 подгибается торцовыми рабочими поверхностями 3 и 8 дисковых элементов 2 нижнего валка на угол и, а стенка профиля зажата между цилиндрическими рабочими поверхностями 4 нижнего валка и 9 верхнего валка.

Выполнение на торцовой поверхности 3 охватывающего (нижнего) валка соосно его цилиндрической рабочей поверхности 4 кольцевой полости 5, стенка которой наклонена к торцовой плоскости 3 под углом Л,=З, позволяет освободить подгибаемый элемент

12 профиля от стеснения по толщине в калибре валков и за счет удаления от места изгиба профиля прикладываемых для подгибки усилий, уменьшить их величину, энергозатраты на формовку, трение в калибре валков, устранить поверхностные дефекты »а профиле в виде рисок, царапин.

Выполненные на торцовой поверхности 8 верхнего валка соосно его цилиндрической рабочей поверхности 9 кольцевые конусные полости 11 позволяют за осевой плоскостью валков подгибаемым элементам (полкам) профиля перегибаться (например, на угол ЛЬ) вследствие продолжающейся подгибки (на угол больше номинального, соответствующего перпендикулярному расположению подгибаемого элемента по отношению к оси вращения валка, находящегося в контакте с внутренней стороны места изгиба подгибаемого элемента).

4

Благодаря выполнению на торцовых рабочих поверхностях профильного элемента верхнего охватываемого валка конусных кольцевых полостей становится возможным дополнительно освободить подгибаемый элемент профиля от стеснения (зажатия) по толщине и устранить поверхностные дефекты в виде царапин и задиров, уменьшить энергозатраты на формовку за счет снижения потерь на трение в калибре валков. При этом места изгиба профиля в калибре валков контактируют с валком по всему внутреннему контуру сечения, что обеспечивает качественную их отформовку.

По мере удаления подогнутых в калибре участков профиля от осевой плоскости валков первоначально расстояние между кромками подгибаемых элементов профиля уменьшается (угол подгибки увеличивается), а затем в связи с пружинением увеличивается (угол подгибки уменьшается). На выходе профиля из валков подгибаемый элемент выходит из конусной полости 1 верхнего валка и с помощью элемента 10 с тороидальной поверхностью, предназначенного для отформовки места изгиба, фиксируется в заданном положении.

Формообразование профиля производится последовательно по клетям стана путем подгибки элементов профиля, например полок, за счет приложения к ним усилий со стороны дисковых элементов (инструмента валков при зажатии в калибре стенки профиля. По достижении подгибаемым элементом положения, перпендикулярного оси вращения валка (90 ), подгибаемый элемент 12 в калибре валков контактирует наружной стороной у кромок с торцовой рабочей поверхностью нижнего валка, имеющей кольцевую полость 5; с внутренней стороны благодаря кольцевой полости 11 на торцовой поверхности верхнего валка контактакт не создается.

Следует отметить, что кромки подгибаемых элементов строго фиксируются на ширине профиля охватывающим (нижним валком) непосредственно в калибре, когда ширина кольцевой полости 11 составляет не более высоты рабочей части калибра, и вне калибра (до и после осевой плоскости валков), когда ширина кольцевой полости 11 составляет более высоты рабочей части калибра.

При изготовлении профиля с вертикальными боковыми стенками и примыкающими к упомянутым стенкам отбортовкам инструмент выполняют с шириной кольцевой полости Н, охватывающего валка 0,8...1 от высоты рабочей части калибра Н..

Как показывают расчеты и исследования, при изготовлении швеллера 50Х50Х

)<2 мм по режиму 0 — 20 — 40 — 60 — 75 — 90 в валках-с кольцевыми полостями на торцо. вых рабочих поверхностях в последней кле1480921

Формула изобретения

50 ти энергопараметры (усилие формовки и крутящие моменты) при увеличении угла наклона образующей поверхности указанной полости (табл. 1) на охватывающем валке уменьшаются на 10 — ЗОЯ вначале интенсивно, а затем практически не изменяются, т.е. остаются меньшими на IO — 30 /О по сравнению с энергопараметрами в валках, на торцовых поверхностях которых не выполнены кольцевые конические полости.

При этом точность профилей вначале соответствует заданой, а затем уменьшается вследствие недоформовки полок на 1 — 2Я.

При формовке профилей в инструменте, охватываемый валок которого выполнен с кольцевыми конусными полостями на торцовых рабочих поверхностях, в последней клети для угла наклона образующей в диапазоне 2 — 5 наблюдалось уменьшение энергопараметров (усилие формовки и крутящие моменты на валках) при улучшении качества профилей.

В табл. 1 приведены результаты испытания инструмента при Лв=З, Но=Нк.

В табл. 2 приведены результаты испытания инструмента при Л,=2, Н,=Н..

При увеличении угла наклона образующей поверхности указанной полости на верхнем валке (табл. 2) энергопараметры уменьшаются вначале интенсивно (на 10 — 20Я), а затем незначительно. При этом точность профилей вначале повышается (до угла 4 ), а затем уменьшается вследствие превышения угла подгибки полок на — 2 .

Ширину кольцевой полости охватывающего валка целесообразно выполнять равной 0,8...1,1 от высоты рабочей части калибра. Для валков. имеющих направляющие бурты, ширина кольцевой полости может быть выполнена и большей ширины, чем высота рабочей полости, т.е. равной

1,1 Н.. При увеличении ширины кольцевой полости свыше 1,1 Н. наблюдается недоформовка профилей. При уменьшении ширины кольцевой полости меньше 0,8 Н наблюдается стеснение полок в калибре у кромок.

Как показывают лабораторные испытания, предлагаемый инстругмент профилегибочного стана в сравнении с известным обеспечивает улучшение качества профилей за счет повышения точности профилей (максимальные отклонения ширины профиля у кромок до г-0,5 мм), без поверхностных дефектов в виде задиров, рисок, царапин, даже при формовке профилей из заготовки с защитным покрытием (пленочным и цинковым), обеспечивает снижение

30 энергозатрат на формовку на 10 — ЗОЯ за счет уменьшения потерь на трение и увеличение скорости профилирования на 3 — 5Я.

При изготовлении ряда профилей, в том числе швеллеров корытных, гофрированных и других с вертикальными стенками, с помощью известного инструмента наблюдалось искажение формы поперечного сечения профилей, невыполнение заданных углов между

его элементами (отклонение углов подгибки от заданных на 2 — 5, отклонения ширины элементов профиля до 3 — 5 мм), поверхностные дефекты в виде рисок, царапин, задиров. При использовании предлагаемого инструмента расширяется сортамент изготавливаемых профилей за счет профилей с защитными покрытиями, улучшается их качество путем повышения точности н устранения поверхностных дефектов в виде рисок, царапин, задиров.

Использование изобретения при изготовлении профилей позволит организовать промышленное производство гнутых профилей из заготовки с защитным покрытием, в том числе из металлопласта и оцинкованной заготовки, для электромонтажных изделий и строительства.

Экономический эффект от применения предлагаемого инструмента профилегибочного стана обеспечивается за счет снижения эксплуатационных расходов при использовании гнутых профилей нового сортамента, снижения металлоемкости на 10—

ЗОО и повышения нх долговечности в 2 — 3 раза.

1. Инструмент профилегибочного стана по авт. св. № 1 76996, от.гичающийся тем, что, с целью улучшения качества профилей за счет предупреждения поверхностных дефектов, а также снижения энергозатрат на формовку за счет уменьшения потерь на трение, на торцовой рабочей поверхности охватывающего валка соосно его цилиндрической рабочей поверхности выполнена кольцевая полость, стенка которой наклонена к торцовой плоскости под углом 1...3, при этом глубина полости увеличивается в направлении от периферии валка к его оси и достигает максимума на уровне цилиндрической рабочей поверхности охватывающего валка.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что ширина кольцевой полости охватывающего валка в калибре составляет

0,8... !,1 высоты рабочей части калибра.

1480921

Таблица 1

Суммарный угол подгибки, град

Крутящий момент, Нм

,, град

Nq и/п на нижнем на верхнем валке валке

Т а блица 2

Суммарный угол подгибки, град

Крутящий момент, Нм

Яо п/и, град

6 на нижнем на верхнем валке валке

1 0

2 1

3 2

4 3

5 4

6 5

7 6

Усилие формовки кН

15,0

10,8

10,0

9,5

9,3

9,2

9,1

Усилие формовки, кН

11,1

10,6

10,2

10,0

9,8

9,5

9,3

8,1

6,8

6,0

5,9

5,9

5,8

5,8

6,6

6,4

6,2

6,0

5,9

5,8

5,8

15,9

12,1

11,8

11,7

11,7

11,7

11,6

12,8

12,6

12,2

11,8

11,3

11,2

11,1

90,3

90,1

90,0

89,0

88,5

88,0

87,0

87,0

87,8

89,0

90,0

90,0

90,8

92,0

1480921

148092l

Составитель Л. Самохвалова

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 2570/8 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101