Способ изготовления гнутых зетовых профилей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству сортовых гнутых профилей проката. Основная задача, решаемая изобретением, - повышение качества зетовых профилей путем улучшения их геометрии. Способ заключается в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки с образованием стенки и полок профиля. При подгибке во всех проходах кромки полок формуемого сечения сохраняют на уровне формовки, а точку пересечения средней по толщине линии стенки с уровнем формовки сохраняют на продольной оси профилирования. 1 ил.

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

Холодногнутые профили проката относительно простой конфигурации сечения (в том числе, сортовые: уголковые, швеллерные, зетовые и др.) изготавливают путем последовательной подгибки элементов полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана.

Известна технология производства зетовых профилей [1] Один из основных дефектов гнутых зетовых профилей их продольное скручивание и искривление, что может быть обусловлено неправильно выбранными углами подгибки по проходам (в особенности для неравнополочных профилей) и расположением формуемого сечения относительно уровня формовки и продольной оси профилирования.

Известен способ изготовления гнутых несимметричных профилей (например, зетовых), в котором равенство изгибающих моментов, прикладываемых к формуемой полосе с противоположных сторон, обеспечивают путем отгибки на меньшей полке технологической отбортовки в сторону подгибки этой полки [2] Недостаток способа необходимость удаления отбортовки, что повышает трудозатраты и расход металла.

Наиболее близким аналогом к изобретению является способ изготовления (калибровка валков) гнутого эетового профиля, который заключается в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки с образованием стенки и полок профиля и характеризуется тем, что в черновых проходах профиль формуют как неравнополочный уголок, а положение зетового сечения в калибре чистовой клети находят из условия равенства горизонтальных кромок подгибаемых элементов в каждый момент формообразования.

Недостатком известного способа является возможность повышенного продольного скручивания и искривления готовых профилей, в особенности с полками малой ширины и высокой стенкой, а также излишнее количество проходов.

Технической задачей изобретения является повышение уровня качества зетовых гнутых профилей путем устранения вышеуказанных дефектов геометрии и сокращение трудозатрат за счет уменьшения числа проходов.

Для решения этой задачи в способе, заключающемся в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки с образованием стенки и полок зетового профиля, при подгибке во всех проходах кромки полок формуемого сечения сохраняют на одной горизонтали, совпадающей с уровнем формовки, и сохраняют на продольной оси профилирования положение точки пересечения средней по толщине линии стенки с упомянутой горизонталью.

Сущность найденного технического решения заключается в том, что кромки полок формуемого сечения сохраняются на уровне формовки во всех проходах при неизменном положении точки пересечения средней линии стенки с этим уровнем.

Так как уровень формовки прямая, равноудаленная от оси нижних валков, а продольная ось профилирования проходит в каждом проходе через точку, не меняющую своего положения, то углы наклона стенки β любого зетового профиля (в том числе разнополочного) и его полок α к горизонтали (т.е. к уровню формовки хх) несложно определить по готовому сечению в последнем проходе (см. фиг.1): β_к= arctg α_к= 90°-β_к, или же α arcsin где b₁ и b₂ ширина, соответственно меньшей и большей полок; h высота стенки профиля, причем последняя формула для угла α применима в любом проходе.

В известном же способе при больших величинах отношения (т.е. при малых полках и большой стенке зетового профиля) и, следовательно, больших величинах α, требуется увеличение числа черновых проходов, что является недостатком известного способа. Кроме того, как показали опыты, формовка в этих проходах неравнополочного уголка с большой разницей длин его полок вызывает устойчивую тенденцию к скручиванию.

На чертеже показана схема реализации способа, последовательно, по проходам.

Подгибка полосовой заготовки 1 осуществляется во всех проходах с формированием малой 2 и большой 3 полок профиля и его стенки 4. Углы подгибки обеих полок в каждом проходе одинаковы и последовательно возрастают от α₁ до α_к= arcsin где β_к угол подгибки стенки относительно горизонтали в последнем проходе, равный β_к= arctg Кромки А и В формируемых полок во всех проходах располагаются на уровне формовки хх, а точка О пересечения средней линии по толщине S стенки (и профиля) с продольной линией (осью) профилирования уу сохраняет свое положение неизменным также во всех проходах.

Расчет калибровки зетового профиля начинают с определения углов β_к и α_к и местоположения т.О, которая для неравнополочного профиля делит стенку 4 в отношении CO: OD AC:DB b₂/b₁ (так как CO b₂h/(b₁ + b₂) и OD b₁h/(b₁ + b₂). При этом большую высоту формовки CE следует располагать над линией хх, если диаметр верхних валков стана больше, чем нижних.

Опытную проверку найденного технического решения производили на станах 1-4 х 50-300 и 2-8 х 100-600 АО Магнитогорский меткомбинат при формовке в 6-7 клетях различных зетовых профилей (в том числе равнополочных) с фиксированием выхода проката высокой (ВТ), повышенной (ПТ) и обычной (ОТ) точности размеров. Количество профилей категории ВТ было в пределах 42-67% а категории ПТ 28-50% (остальное категория ОТ).

Профилирование по способу, взятому в количестве ближайшего аналога, дало следующие результаты: выход зетовых профилей категории ВТ не более 40% ПТ до 47% остальное профили категории ОТ. Количество формующих клетей от 8 до 11.

П р и м е р. Зетовый неравнополочный профиль 265 х 50 х 20 х 3 мм (h 265, b₂ 50, b₁ 20 и S 3 мм) формуется в шести клетях по заявляемой технологии.

Величины углов подгибки (по проходам): β_к (проход VI) arctg arctg 15° 90^о 90^о-15^о 75^о. β₁ 2^о; α₁= arcsin arcsin 8° β₂= 5°; α₂= arcsin 19° β₃= 8°; α₃= arcsin 32°
β₄= 12°; α₄= arcsin 52°
β₅= 14,5°; α₅= arcsin 71,5°
Линия уу (см. фиг.1) проходит через точку О, делящую стенку на отрезки: CO b₂h/(b₁ + + b₂) 189 мм и OD 265 189 76 мм.

Максимальная глубина вреза калибра в верхний валок (VI проход): H_b · cosα_к=
cos75^o ≈ 49 мм; в ниж- ний валок: Н_н · cosα_к= сos75^o ≈ 20 мм.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ ЗЕТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, заключающийся в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки с образованием стенки и полок профиля, отличающийся тем, что при подгибке во всех проходах кромки полок формуемого сечения сохраняют на уровне формовки, а точку пересечения средней по толщине линии стенки с уровнем формовки сохраняют на продольной оси профилирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1