Способ производства гнутых коробчатых профилей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству гнутых профилей проката. Основная задача, решаемая изобретением, - улучшение геометрии коробчатых /замкнутых/ профилей без трещинообразования при их формовке. Предлагаемый способ заключается в последовательной подгибке элементов полосовой заготовки с формированием закруглений в местах изгиба валками, установленными с зазором S, в черновых, предчистовых и чистовых проходах, и отличается тем, что в черновых проходах одновременно с подгибкой краевые элементы полосы подвергают зажатию до достижения зазора /0,94. ..0,96/ S, при этом радиусы закругления принимают равными /0,6...0,7/ S.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении гнутых профилей.

Холодногнутые профили проката (в том числе замкнутые или коробчатые) изготавливают путем последовательной подгибки элементов полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана.

Известен способ производства коробчатых профилей [1] При изготовлении таких профилей необходима "свободная" гибка отдельных элементов (без фиксирования их валками с внутренней стороны формуемого сечения).

Известен способ изготовления гнутых профилей коробчатого сечения, в котором боковые стенки профиля при его свободной гибке упруго прогибают наружу, а на последних переходах производят прогиб наружу нижней горизонтальной стенки [2] Известен также способ изготовления гнутых коробчатых профилей с выполнением на заготовке технологических отбортовок и применением на последних переходах поперечного сжатия полок путем воздействия валком на места изгиба [3] Недостатком первого из описанных способов является возможность недопустимого изменения расстояния между смыкающимися элементами (полками) готового профиля, а второго необходимость удаления отбортовок, что увеличивает расход металла и усложняет процесс профилирования.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ изготовления профилей замкнутого и полузамкнутого сечения [4] Этот способ заключается в последовательной подгибке элементов полосовой заготовки с формированием закруглений в местах изгиба валками в черновых, предчистовых со свободной гибкой и чистовых проходах и характеризуется тем, что в предчистовых проходах одновременно с обжатием прямолинейных участков при свободной гибке производят обжатие криволинейных участков.

Недостатком данного способа является возможность трещинообразования в местах изгиба при обжатии криволинейных участков, в особенности при увеличении толщины заготовки и недостаточной ее пластичности.

Технической задачей изобретения является улучшение геометрии коробчатых профилей без трещинообразования при их формовке.

Для решения этой задачи при производстве указанных гнутых профилей в черновых проходах одновременно с подгибкой краевые элементы полосы подвергают зажатию до достижения межвалкового зазора (0,94.0,96) S, при этом радиусы закругления принимают равными (0,6.0,7)S, где S величина номинального межвалкового зазора (и зазора в последующих проходах).

Сущность заявляемого технического решения заключается в стабилизации расстояния ("щели") между смыкающимися элементами (полками) коробчатых профилей путем, во-первых, предотвращения поперечного смещения формуемой полосы в первых проходах и, во-вторых, уменьшения радиусов гиба в этих и последующих проходах.

Одним из основных дефектов при изготовлении гнутых замкнутых профилей, в особенности при поштучном (полунепрерывном) процессе профилирования является нестабильность величины "щели" между полками и превышение ею допуска (допуск не более 5 мм). Это происходит вследствие смещения формуемой полосы в черновых проходах с продольной оси формовки (что вызывается при правильной настройке калибров серповидностью заготовки), а также из-за частичной разгибки вертикальных элементов (стенок) профиля после чистового прохода (явление "пружинения").

Очевидно, что зажатие краевых элементов полосы валками в черновых проходах, предотвращающее ее поперечное смещение, не должно быть чрезмерным, чтобы не вызвать ее раскатку (а следовательно, наклеп и волнистость); а также поломку деталей привода и усиленный износ валков. Величина же радиусов закругления должна гарантировать отсутствие трещинообразования в этих и последующих проходах.

Опытную проверку найденного технического решения производили на профилегибочном стане 2-8 х 100-600 АО "Магнитогорский меткомбинат" при формовке коробчатого профиля 145 х 120 х 8 мм (S 8 мм) из ст. 3 сп. С этой целью при профилировании варьировали величины зазоров, краевых элементов в черновых проходах и радиусов закругления в этих и последующих проходах (где эти закругления формируются валками).

Наилучшие результаты (отсортировка по ширине "щели" не более 0,1% трещинообразование не наблюдалось) получены при вышеуказанных зазорах в черновых проходах Δ 7,5.7,7 мм (или Δ≈ (0,94.0,96)S; зазоры в остальных проходах были равны толщине полосы 8 мм) и радиусах закругления R 4,8.5,6 мм (или (0,6. 0,7)S).

Увеличение как зазоров Δ так и радиусов R привело к большей отсортировке (по ширине "щели" более 5 мм) от 0,4 до 1,5% При уменьшении величин Δ и R наблюдались волнистость по кромкам полок и трещины в местах изгиба на части профилей, а также отмечены случаи выхода из строя шпиндельных муфт привода (вследствие возрастания нагрузки на валки).

Контрольное профилирование по технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога, дало отсортировку в основном по трещинам в местах изгиба, в пределах 0,6% Таким образом опыты подтвердили приемлемость предлагаемого способа для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом.

Заявляемая технология была апробирована с аналогичными результатами при формовке замкнутых профилей 100 х 100 х 5, 175 х x 80 х 3,5 и 240 х 85 х 6 мм.

П р и м е р. Корытный прямоугольный профиль 145 х 120 х 8 мм формуется в 11 клетях, из которых первые четыре черновые; номинальная величина межвалкового зазора S 8 мм.

В черновых клетях величина зазора между элементами валков, подгибающих краевые участки полосы, устанавливается равной Δ 0,95S 0,95 x 8 7,6 мм. Величина формируемых валками радиусов закруглений во всех клетях R 0,65S 0,65 x 8 5,2 мм.

При профилировании обеспечивается требуемое расстояние между смыкающимися полками профиля (не более 5 мм) и отсутствие трещинообразования.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГНУТЫХ КОРОБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ путем последовательной подгибки элементов полосовой заготовки с формированием закруглений в местах изгиба валками, установленными с зазором s, в черновых, предчистовых и чистовых проходах, отличающийся тем, что в черновых проходах одновременно с подгибкой краевые элементы полосы подвергают зажатию до достижения зазора между элементами валков, подгибающих краевые участки полосы (0,94 - 0,96)s, при этом радиусы закругления принимают равными (0,6 - 0,7)s.