Способ изготовления профилей

 

Использование: при изготовлении гнутых профилей, преимущественно с угловым поперечным сечением. Цель: экономия металла при изготовлении профилей с сохранением их жесткости в продольном направлении. Способ изготовления профилей, преимущественно угловых, при котором производят предварительную гибку полосы, образуя плоский участок на середине ширины полосы с двумя переходными криволинейными участками между элементами заготовки, а затем окончательную ее гибку путем приложения нормальных и тангенциальных усилий к элементам заготовки. В процессе предварительной гибки полосы дополнительно образуют прямолинейные участки на краях полосы, параллельные прямолинейному участку, расположенному в середине полосы, с двумя дополнительными переходными криволинейными участками между элементами заготовки, причем по мере приближения к готовому профилю длина прямолинейных параллельных участков уменьшается. Положительный эффект: способ изготовления профилей позволяет экономить в среднем 1,46 кг/м металла при сохранении прочностных характеристик профилей. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на машиностроительных и других предприятиях при изготовлении гнутых профилей преимущественно с угловым поперечным сечением.

Известен способ изготовления углового профиля за несколько переходов [1] заключающийся в последовательном изгибе металлической полосы с прямоугольной формой поперечного сечения. При этом в каждом проходе формируется два прямолинейных участка, расположенных под углом друг к другу. Недостатком этого способа является то, что пластическая деформация изгиба на всех переходах сосредоточена в одном и том же месте поперечного сечения полосы. Это приводит к тому, что на прямолинейных участках готового профиля металл не подвергается упрочнению, имеет низкие прочностные характеристики и, как следствие, профиль имеет низкую жесткость в продольном направлении.

Повысить жесткость гнутых профилей в продольном направлении позволяет способ изготовления профилей [2] согласно которому обеспечивают минимальный радиус между элементами профиля и увеличение толщины материала в этой зоне. Этот способ изготовления профилей наиболее близок к изобретению и выбран в качестве прототипа. Основным недостатком прототипа является то, что профили, изготовленные по способу прототипа, имеют утолщение в зоне изгиба. Последнее приводит к повышенному расходу металла на единицу длины готового гнутого профиля.

Изобретение решает следующую техническую задачу экономия металла при изготовлении профилей с сохранением их жесткости в продольном направлении.

Решение технической задачи достигается тем, что в развитие известного способа изготовления профилей, преимущественно угловых, при котором производят предварительную гибку полосы, с образованием промежуточного профиля с плоским участком и двумя переходными криволинейными участками между элементами профиля, а затем окончательную ее гибку путем приложения нормальных и тангенциальных усилий к элементам профиля, согласно изобретению, в процессе предварительной гибки полосы формуют корытный профиль с двумя дополнительными переходными криволинейными участками между полками и боковыми стенками корытного профиля, а при окончательной гибке производят переформовку профиля с постепенным уменьшением длины прямолинейных параллельных участков.

То, что в данном способе образуют два дополнительных переходных криволинейных участка между элементами заготовки, приводит к тому, что в процессе предварительной гибки пластическая деформация имеет место на четырех участках поперечного сечения профиля. Поскольку в процессе холодной пластической деформации (в том числе при изгибе) происходит упрочнение материала, четыре участка профиля, находящиеся в зоне изгиба, будут иметь повышенные прочностные свойства. Эти участки будут играть роль ребер жесткости, обеспечивая повышенную жесткость профиля в продольном направлении без увеличения толщины исходной заготовки. Благодаря тому, что по мере приближения к готовому профилю длина прямолинейных параллельных участков уменьшается, зоны пластической деформации в различных проходах будут находиться в различных местах поперечного сечения профиля. В связи с этим увеличение количества проходов для получения готового профиля приводит к увеличению объемной доли профиля, получившей упрочнение, и, следовательно, к увеличению жесткости профиля в продольном направлении. Таким образом, готовые профили, полученные по предлагаемому способу, будут иметь упрочненные криволинейные переходные участки и упрочненные продольные объемы на прямолинейных участках поперечного сечения профиля.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как обеспечивает получение результатов (экономия металла при изготовлении профилей с сохранением их жесткости в продольном направлении), достижение которых не предусматривается известными техническими решениями.

На чертеже показана последовательность формоизменения поперечного сечения заготовки при формовке уголка.

Формовка уголкового профиля осуществляется за три прохода. При этом в первом проходе из прямолинейной заготовки 1 формируется корытный профиль 2, имеющий три параллельных прямолинейных участка и четыре криволинейных переходных участка (зоны А и Б). Во втором проходе из корытного профиля 2 формируется корытный профиль 3 с меньшей площадью основания и с четырьмя криволинейными переходными участками (зоны А и В). В третьем проходе из корытного профиля 3 формируется уголковый профиль 4 с одним криволинейным переходным участком (зона Г). Благодаря такой схеме изготовления готового профиля, пластическая деформация в первом проходе сосредоточена в зонах А и Б, во втором проходе в зоне В, а в третьем проходе в зоне Г. В результате этого участки профиля, соответствующие указанным выше зонам, получат деформационное упрочнение (упрочненные участки на чертеже затемнены) и будут иметь повышенные прочностные характеристики, т.е. будут играть роль своеобразных ребер жесткости. Таким образом, готовый уголковый профиль 4 будет иметь на каждом прямолинейном участке по три зоны повышенной прочности, что будет способствовать повышению его жесткости в продольном направлении.

В качестве примера рассмотрим процесс формовки равнополочного уголка с толщиной стенки 4 мм и длиной полки 70 мм из стали 08 КП по схеме, представленной на чертеже. В этом случае на прямолинейных участках профиля в поперечном сечении можно выделить шесть упрочненных зон длиной 6 мм каждая. Кроме того, криволинейный переходный участок также будет представлять собой упрочненную зону. При радиусе закругления криволинейных участков профиля (в том числе и промежуточных) равном 6 мм деформация металла на этих участках, подсчитанная по определенной методике, составляет 30% Сопротивление пластической деформации стали 08 КП на недеформированных участках профиля равно 230 МПа, а на участках профиля, получивших деформацию 30% сопротивление пластической деформации равно 500 МПа. В этом случае усредненное по площади поперечного сечения сопротивление пластической деформации материала профиля будет равно 310 МПа. Чтобы получить равнопрочное сечение по способу прототипа, его площадь должна быть увеличена на 35% что приведет к увеличению расхода металла на 1,46 кг/м гнутого профиля.

Таким образом, данный способ изготовления профилей позволяет экономить в среднем 1,46 кг/м металла при сохранении прочностных характеристик профилей.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ, преимущественно угловых, при котором производят предварительную гибку полосы с образованием промежуточного профиля с плоским участком и двумя переходными криволинейными участками между элементами профиля, а затем окончательную гибку путем приложения нормальных и тангенциальных усилий к элементам профиля, отличающийся тем, что в процессе предварительной гибки формуют корытный профиль с двумя дополнительными переходными криволинейными участками между полками и боковыми стенками корытного профиля, а при окончательной гибке производят переформовку профиля с постепенным уменьшением длины прямолинейных параллельных участков.

РИСУНКИ

Рисунок 1