Способ производства гнутых неравнополочных уголков

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству холодногнутых профилей проката. Способ заключается в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки толщиной 0,7... 2,5 мм с образованием равнополочного швеллерного профиля и последующей продольной разрезкой горизонтальной стенки между подгибаемыми краевыми элементами, которую осуществляют валками вдоль по оси симметрии. В предпоследнем проходе эти элементы достигают угла подгибки 83...86°, а в последнем проходе оба горизонтальных элемента дополнительно подгибают вверх на угол 5...8°. Предложенный способ производства гнутых неравнополочных уголков позволит снизить трудозатраты за счет повышения производительности, сокращения простоев и расхода валков. 1 ил.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении неравнополочных уголков на профиленгибочных многоклетевых станах.

Гнутые сортовые профили проката (в том числе, угловые) изготавливают путем последовательной подгибки элементов полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана за несколько проходов. Технология изготовления таких профилей достаточно подробно описана, например, в книге под ред. И.С. Тришевского "Производство гнутых профилей (оборудование и технология)". - М.: Металлургия, 1982, с. 243 - 250. Для изготовления гнутых неравнополочных профилей требуется увеличенное число проходов (по сравнению с формовкой равнополочных уголков) и более тщательная настройка стана, так как при профилировании их наблюдается устойчивая тенденция продольного скручивания профилей в сторону малой полки, что также увеличивает износ отдельных формирующих элементов валков.

Известен способ изготовления несимметричных гнутых профилей (неравнополочных уголков), при котором с целью уменьшения продольного их скручивания место изгиба переформовывают смещением его в сторону большой полки уголка на определенную величину (см. авт. св. СССР B 1238825, B 21 D 5/06, 1986). Известен также способ производства несимметричного углового профиля, при котором в черновых проходах часть большей полки определенной длины подгибают на высоту, равную высоте малой полки в этих проходах, после чего в промежуточных проходах осуществляют подгибку горизонтального участка (см. авт. св. СССР N 1625544, B 21 D 5/06, 1991).

Недостатком известных способов является ускоренный износ отдельных формующих элементов нижних валков, подвергающихся повышенным реактивным усилиям со стороны металла.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является способ изготовления несимметричных гнутых профилей (см. авт. св. СССР N 1315076, B 21 D 5/06, 1987). Этот способ заключается в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки и получении U-образного и зигзагообразного профилей, которые затем с помощью дисковых ножниц разделяются, соответственно на 2 и 3 части с образованием угловых профилей, подвергающихся дополнительной правке в роликоправильной машине. Недостатком этого способа является необходимость в дополнительном оборудовании (дисковые ножницы и правильная машина), что повышает трудозатраты на производство угловых профилей.

Целью предлагаемого изобретения является сокращение трудозатрат при производстве гнутых неравнополочных уголков.

Для достижения этой цели в способе, заключающемся в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки толщиной 0,7...2,5 мм и продольной ее разрезке, разрезку горизонтальной стенки между подгибаемыми краевыми элементами осуществляют валками вдоль по ее средней линии и при достижении этими элементами в предпоследнем проходе угла подгибки 83...86^o, а в последнем проходе оба горизонтальных элемента дополнительно подгибают вверх на угол 5...8^o.

Сущность найденного технического решения заключается в продольной разрезке стенки сформированного швеллерного профиля (с наклоненными к горизонтали под углом 83...86^o полками) в предпоследнем калибре стана с последующей подгибкой в последнем калибре полученных горизонтальных элементов вверх на угол 5...8^o с образованием двух неравнополочных уголков.

Одним из основных дефектов при профилировании неравнополочных уголков является их продольное скручивание, обусловленное неравенством усилий, действующих со стороны нижних валков на полки разной ширины. Так как большое усилие действует на более широкую полку, то скручивание уголка происходит в сторону узкой полки. В результате этого увеличивается износ элементов валков, формующих узкую полку уголка, возрастает нагрузка на вертикальные ролики, расположенные между клетями стана, и затрудняется его настройка. Все это приводит к повышению производственных затрат на профилирование, т.е. к увеличению себестоимости проката.

В предлагаемом же способе сначала осуществляется формообразование равнополочного швеллерного профиля с одинаковой нагрузкой на противолежащие боковые элементы нижних валков, что не вызывает каких-либо затруднений с настройкой калибров на получение требуемой геометрии профиля. Затем после продольной разрезки стенки швеллера в предпоследнем проходе с помощью валков специальной конструкции (см. ниже) полученные узкие полки двух уголков подгибаются вверх в последнем проходе. Таким образом, в результате приложения усилий к этим полкам создаются моменты скручивания, противоположные по направлению моментам от усилия со стороны боковых элементов нижнего валка, что и устраняет продольное скручивание неравнополочных уголков в сторону малых полок.

Предлагаемый способ может реализоваться в 7 - 8 проходах (в зависимости от толщины заготовки), что на один-два превышает число проходов при "однотипном" профилировании неравнополочного уголка, однако увеличение производительности вдвое при реализации найденного технического решения снижает расход валков минимум в полтора раза.

Заявляемый способ производства гнутых неравнополочных уголков иллюстрируется чертежом, на котором показаны два прохода (II и V) при формообразовании равнополочного швеллера, а также предпоследний (VII) проход, в котором осуществляется продольная разрезка швеллера, и последний (VIII), в котором окончательно формируются неравнополочные уголки.

Полосовая заготовка 1 задается в калибр первой формующей клети стана, где начинается подгибка краевых ее элементов 2 на углы α симметрично осевой плоскости калибров yy; при этом также образуется стенка 3 швеллерного промежуточного профиля. В предпоследнем проходе, при достижении краевыми элементами 2 подгибаемой полосы угла α₇= 83°...86° (чем меньше толщина S заготовки, тем меньше величина α₇) стенка 3 профиля разрезается верхним и нижним валками этого калибра вдоль с образованием элементов 4 одинаковой ширины "в". В последнем проходе элементы 4 подгибаются вверх на угол β = 5°...8° так, чтобы α₇+ β = 91° (некоторый перегиб полок неравнополочного уголка делается для компенсации пружинения подогнутых элементов, в результате чего величина угла γ между большой и малой полками готового уголка будет близка к 90^o с отклонением от этой величины в пределах допуска). Большие же полки 5 уголков шириной B в этом проходе не подгибаются, т.е. реактивное усилие от боковых элементов нижнего валка равно нулю, а продольное скручивание весьма мало или отсутствует.

Опытную проверку найденного технического решения производили на профилегибочном непрерывном агрегате 1 - 4х50 - 300 АО "Магнитогорский меткомбинат" при изготовлении неравнополочных уголков 40·25·2 и 50·36·2,5 мм из ст.3 по ГОСТ 19772, а также на профилегибочном стане легкого типа 0,3 - 1,5х20 - 90 ММК при изготовлении уголков 25·20·1.5 мм (ГОСТ 19772) и 20·15·0,7 мм из ст. 08 кп. На стане "1 - 4" уголки производились за 8 проходов, а на стане "0,3 - 1,5" - за семь.

Валки предпоследних клетей обоих станов были изготовлены повышенной твердости и ступенчатыми с высотой "ступеньки" (разницей диаметров бочки на ее середине): для стана "1 - 4" - 5 мм, для стана "0,3 - 1,5" - 4 мм. С целью предотвращения поперечного смещения разрезаемых швеллеров и улучшения тем самым качества реза предчистовые калибры на станах были выполнены с закрытием ребордами нижних валков. На стане "1 - 4" неравнополочные уголки получали из швеллеров соответственно 50·40·2 и 72·50·2, 5 мм (они формировались по режиму: 0°→ 8°→ 18°→ 30°→ 45°→ 65°→ 80°→ 85°...86°), а на стане "0,3 - 1,5" - из швеллеров 40·25·1,5 и 30·20·0,7 мм (формовка по режиму: ₀°_{→ 10}°_{→ 20}°_{→ 36}°_{→ 56}°_{→ 74}°_{→ 83}°_...84°.

В последних клетях станов малые полки полученных уголков подгибались на угол 6^o...5^o (стан "1 - 4") и 8^o...7^o (стан "0,3 - 1,5").

Все размеры готовых неравнополочных уголков соответствовали допускаемым величинам, а продольное скручивание не превышало 1^o на 1 м длины (норма ГОСТ 19772).

Была также проведена проверка технологии производства неравнополочных уголков с продольной разрезкой промежуточного профиля (как по пат. ГДР N 35279), но без дополнительной подгибки горизонтальных элементов полосы и без правки уголков после стана. Величина продольного скручивания готовых уголков при этом достигала 2^o на 1 м длины.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого объекта для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом.

По данным центральной лаборатории АО "ММК" использование настоящего изобретения при производстве гнутых неравнополочных уголков снижает трудозатраты (за счет повышения производительности и сокращения простоев и расхода валков) не менее чем в 1,8 раза, а по сравнению с известным способом, взятым в качестве ближайшего аналога, примерно в 1,5 раза.

Пример конкретного выполнения. Гнутый неравнополочный уголок 40·32·2 мм изготавливается за восемь проходов путем продольной разрезки валками стенки промежуточного швеллерного профиля 64·40·2 мм, формируемого в семи клетях с углами подгиба α краевых элементов (см. фиг. 1) ₀°_{→ 8}°_{→ 18}°_{→ 30}°_{→ 45}°_{→ 65}°_{→ 80}°_{→ 85}°_. В последнем (чистовом) проходе горизонтальные элементы разрезанного профиля подгибаются вверх на угол β = 6° с образованием двух неравнополочных уголков требуемой геометрии.

Величина угла γ = 90°...90°30', что соответствует требованиям ГОСТ 19772.

Формула изобретения

Способ производства гнутых неравнополочных уголков, включающий последовательную по проходам подгибку элементов полосовой заготовки с образованием равнополочного швеллерного профиля и продольную разрезку его горизонтальной стенки по оси симметрии, отличающийся тем, что при производстве гнутых неравнополочных уголков из заготовки толщиной 0,7 - 2,5 мм разрезку горизонтальной стенки равнополочного швеллерного профиля осуществляют валками при достижении в предпоследнем проходе углов подгибки 83 - 86^o, а в последнем проходе горизонтальные элементы полученных неравнополочных уголков дополнительно подгибают вверх на угол 5 - 8^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1