RU1779430C - Способ правки длинномерных заготовок с плоскими поверхност ми - Google Patents

Abstract

Использование правка листов, панелей и профилей, имеющих плоские грани в гибочных машинах, станках и прессах Сущность изобретени : правку производ т едва этапа1 первоначальный изгиб заготовки осуществл ют до преобразовани  выправл емой поверхности в цилиндрическую поверхность переменной кривизны одного направлени , при этом осуществл ют контроль изменени  кривизны образующих поверхности , а изгиб ведут до выпр млени  этих образующих в каждом поперечном сечении . Последующий изгиб осуществл ют от середины к кра м заготовки, при этом правку ведут при контактных давлени х. Достигающих предела текучести материала за- готовки. Способ правки позвол ет устранить коробоватость и скрученность заготовки 2 з п ф-лы, 3 ил.

Description

СО

С

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке листов, панелей и профилей, имеющих плоские грани в гибочных машинах , станках и прессах

Известны правильные многороликовые машины, в которых заготовка под действием знакопеременного многократного изгиба выправл етс  между двум  р дами роликов (валков). Этот способ правки наиболее широко распространен во всех отрасл х металлообрабатывающей промышленности .

Однако, примен емые листо- и сортоп- равильные машины имеют ограничени  по размерам, форме и прочности обрабатываемых заготовок. Поэтому дл  правки отдельных заготовок в виде толстых листов и профилей приходитс  примен ть имеемые гибочные прессы и машины При этом кривизна изгиба при правке составл ет согласно общеприн тым данным (см. Мошнин Е. Н. Гибка, обт жка и правка на прессах. М : Машгиз, 1959, с. 221, формула 131) 1 - 1 + 1

R RO Rnep

где Rnep - радиус перегиба определ емый по кривизне пружинени , в зависимости от механических свойств материала (дл  малоуглеродистых и низколегированных сталей Rnep 80-200 высот заготовки),

RO - радиус кривизны выправл емой заготовки .

Искривлени  в прокате неравномерны и достигают величины 25-50 высот заготовки (см. там же, с. 221). В св зи с этим, как это и делаетс  на практике, при гибке на прессах изгиб на прессах соизмер ют с каждым искривлением на листе. Заготовку многократно переворачивают (кантуют). В результате процесс получаетс  длительным, трудоемким и требует высокой квалификаv|

VJ

О

N Сл О

ции гибщиков. Качество правки 3-5 мм на 1 м не отвечает современным требовани м, предъ вл емым к точности деталей. Автоматизировать процесс при таком способе правки практически не удаетс , так как требуютс  сложные системы обратной св зи.

Дл  правки узких листов (полос) часто примен ют специальные гребенчатые штампы, которые позвол ют ускорить процесс правки (см, там же, с. 202-203, фиг. 135 и авт.св.СССР №288521 кл.В21 03/Нопублик. 03.12.70 г). В гребенчатом штампе прав тс  искривлени , обращенные выпуклостью вверх и вниз, поэтому кантовки заготовки не требуетс . Однако, как в первом, так и во втором способе исправлению поддаютс  только искривлени  в виде волнистости, другие искривлени  в виде коробовзтости и скрученности практически не устран ютс . Дл  правки длинномерного профильного проката примен ют упругопластическмй изгиб за один проход заготовки, при этом гиб осуществл ют на мерных участках на линейный размер до образовани  пластического шарнира, определ емого известной формулой прогиба, определ емого по допустимому усилию, рассто нию между опорами и характеристиками изгибаемой заготовки. Кривизна изгиба при этом соответствует выше приведенному выражению (авт. св. №1304957, опублик. БИ № 15, 1987, кл. 821 D3/00.

Однако дл  осуществлени  этого способа необходимы специальные гибочно-пра- вильные машины и прессы, позвол ющие защемл ть заготовку, прикладывать усилие изгиба в направлении как вперед, так и назад , и иметь мерное перемещение заготовки . Кроме того, дл  контрол  процесса необходимо иметь специальные измерительные устройства прогиба. Расчетное определение необходимого прогиба дл  достижени  пластического шарнира дает большие погрешности из-зз разброса механических свойств заготовки (10-20%) и момента ее инерции (еще до 15%).

Известен наиболее близкий к за вл емому и прин тый за прототип способ правки переменной продольной кривизны проката пр моугольных сечений путем знакопеременного упругопластического изгиба , при котором изгиб проката осуществл ют путем первоначального изгиба до преобразовани  исходной переменной по величине и направлению кривизны в посто нную кривизну, а затем изгибают до устранени  остаточной посто нной кривизны , причем радиусы изгиба по крайней мере больше или равны 0,8 R0, где R0 - наименьший радиус кривизны проката перед правкой 1.

Недостатком этого способа  вл етс  увеличенна  энергоемкость процесса правки , т.к. первоначально надо заготовку изогнуть по всей длине на посто нную довольно значительную кривизну, а затем обратным изгибом ее выправить. Кроме того , в процессе правки трудно достигнуть

0 посто нной кривизны и осуществить ее контроль из-за начальной переменной кривизны и пружинени . Кроме того, в процессе невозможно использовать широко распространенные гибочные прессы и машины, т.к.

5 после первоначального изгиба на посто нную кривизну, заготовку необходимо пере- контовать и в согнутом состо нии ее обычным путем от конца заготовки невозможно подать о рабочую зону гибочной ма0 шины или пресса.

Целью насто щего изобретени   вл етс  снижение энергоемкости и повышени  качества правки с возможностью использовани  обычных гибочных (а не специальных

5 правильных) машин и прессов.

Дл  достижени  указанной цели исходную кривизну в выправл емой заготовке путем первоначального изгиба с одной стороны преобразуют в цилиндрическую

0 поверхность переменной кривизны, большую в местах коробоватости и скрученности и нулевую при их отсутствии. При этом в процессе правки производ т контроль изменени  кривизны образующих плоскостей

5 этой цилиндрической поверхности, а изгиб оедут до выпр млени  образующих этих плоскостей в каждом поперечном сечении заготовки. Дл  использовани  на правке гибочных машин и прессов первоначальный

0 изгиб осуществл ют в одну сторону до получени  цилиндрической кривизны одного направлени , а последующий изгиб ведут с обратной стороны от середины к кра м заготовки . Дл  повышени  качества правки

5 правку ведут при воздействии на заготовку контактных напр жений, достигающих предела текучести материала заготовки.

Существенность отличий, т.е. наличие у за вл емого решени  свойств, не совпада0 ющих со свойствами известных решений, состоит в следующем: исходную кривизну путем первоначального изгиба преобразуют в цилиндрическую поверхность переменной кривизны, а не посто нную кривизну,

5 как в прототипе. При этом большую кривизну придают в местах коробоватости и скрученности заготовки, а при их отсутствии достаточно придать заготовке нулевую кривизну , Достаточным условием исключени  коробоватости и скрученности  вл етс 

спр мление образующих по всем поперечным сечени м заготовки. Учитыва , что ко- робоватость и скрученность имеетс  не по всей длине заготовки, то нет необходимости преобразовывать исходную кривизну начальным изгибом, как в прототипе в посто нную кривизну, довольно значительную (Л R0).

Тем самым в предлагаемом способе энергоемкость процесса снижаетс . Также упрощаетс  контроль, т.к. не надо по всей длине заготовки контролировать радиус изгиба , например, шаблоном, а необходимо лишь контролировать пр молинейность образующих , что может быть выполнено визуально или обычной линейкой.

Выправление предварительно изогнутой заготовки необходимо начинать не с кра  заготовки, как это делают обычно, а от ее центра. Тем самым решаютс  две задачи: равномерный вывод кривизны к кра м, что позволит повысить качество правки и, кроме того, применить дл  правки гибочные машины и прессы, так как заведение в них заготовок от кра  невозможно ввиду большой стрелки прогиба от первоначального изгиба: 1-2 м, а высота рабочих поверхностей гибочных прессов 0,3-0,8 м. Заготовку после изгиба посередине можно перемещать через зону гибки в любую сторону, так как заготовка не будет упиратьс  в станину машины или плиту пресса. Спр мление образующих происходит от действи  аксиальных напр жений (см. Мошнин Е. Н. там же. с. 10-15). Аксиальные напр жени  увеличиваютс  от контактных напр жений (см. Кук- лин О. С. и др. Технологи  и оборудование дл  изготовлени  корпусных деталей из алюминиевых сплавов. Л.: ЦНИИ Румб, 1983, с. 75, формула 5.44, Sz).

Контактные напр жени , в свою очередь пр мопропорциональны изгибающему усилию, которое прежде всего при прочих равных услови х увеличиваютс  от уменьшени  рассто ни  между опорами или при применении гибки в упор на, так называемых, глухих матрицах (см. там же, с. 69, Ok).

Аксиальные напр жени , действующие в поперечном-сечении заготовки перпендикул рно основным изгибающим напр жени м , выравнивают образующие заготовки, благодар  чему и исправл ютс  все виды искривлений, встречающиес  в металлических заготовках: волнистость, коробова- тость, скрученность, винтообразность и др. С другой стороны контактные напр жени  не должны превышать предела текучести материала заготовки, иначе на поверхности заготовки образуютс  локальные вм тины,

неблагопри тно вли ющие на качество и работоспособность конструкций.

Следовательно, новыми  вл ютс  как признаки.так и свойства, обуславливаемые ими, что говорит о существенности отличий за вл емого изобретени .

На фиг. 1 показано сечение искривленной заготовки; на фиг. 2 - заготовка после начального изгиба; на фиг. 3 - изгиб перво- начально согнутой заготовки.

Заготовки, подлежащие правке (фиг. 1), имеют как правило знакопеременные разновеликие искривлени  с различными радиусами и искривлени ми: на участках Н и Ц искривлени  равны нулю, на участке 2 имеетс  волнистость, на участке з - коробова- тость.

После первоначального изгиба в заготовке на участках h. hz и Ц (фиг. 2) достаточно иметь нулевую кривизну, а на участке з - кривизну, контролируемую спр млением образующих по поперечным сечени м заготовки .

На фиг. 3 заготовка 1 после первона- чального изгиба заведена в гибочную установку с нижними 2 и верхними 3 опорами. Причем изгиб начинаетс  от центра 4 заготовки по направлению к кра м.

Усилие Р. необходимое дл  возникнове- ни  в изгибаемой заготовке контактных напр жений ок От, может быть определено по известной формуле Герца

0 « -Mb

35

Р Jab От,

5

где От - предел текучести материала заготовки;

а - полуширина площадки контакта, оп- 0 редел ема , например, по формуле Н. М. Бел ева;

b - ширина заготовки. В нашей работе (см. Куклин О. С. и др. Технологи  и оборудование дл  изготовле- 5 ни  корпусных деталей из алюминиевых сплавов. Л.: ЦНИИ Румб. 1983, с. 70)определен относительный радиус изгибающего пуансона Rn, при котором Ok От

Б - т 0

Rn

affor

где Е - модуль упругости материала заготовки;

I - относительное рассто ние между опорами;

m и Оа - посто нные, завис щие от материала заготовки.

Пример использовани  изобретени .

Проводилась опытна  правка толстолистовой заготовки из высокопрочной стали

размером 70 2000 8000 мм, используемой л  реек опор самоподьемных буровых усановок на трехвалковой листогибочной машине Ничимен 50/16000 усилием 5000 тс. Заготовка, имевша  начальные искривле- 5 ни  с радиусом (50-100)5 (фиг. 1), где S - толщина листа, предварительно была изогнута в зоне коробоватости до радиуса 80S, что соответствовало общей стрелке прогиба 1000-1200 мм. Затем заготовку пе- 10 реворачивали на 180° и.начина от середины,вы- поавл ли,прокатыва  в валках в одну и другую сторону. Отклонени  от плоскостности после правки не превышали 2-3 мм на 1 м, что соответствует качеству правки в современ- 15 ных многовалковых листоправильных машинах . В случае правки по прототипу первоначальный изгиб составл л по стрелке прогиба 1500-2500 мм. Завести лист в машину после такого прогиба (после кантовки 20 выпуклостью вверх) не представилось возможным . Расчет энергоемкости показал, что расход электроэнергии в предложенном способе сократилс  в 2,5- 3 раза по сравнению со способом, известным из прототипа. 25 Необходимый радиус пуансона дл  достижени  на поверхности заготовки контакг- ных напр жений (IK (h составл ет дл  данного случа  при ,2 х Ю5 МПа и (г 500МПа, Оа-0,7; ГГР 130

.

t

Claims (3)

1.Способ правки длинномерных заготовок с плоскими поверхност ми знакопеременным упругопластическим изгибом, включающий первоначальный изгиб заготовки до преобразовани  исходной переменной по величине и направлению кривизны в кривизну одного направлени  и последующий изгиб в противоположном направлении до устранени  кривизны, отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергоемкости и повышени  качества правки , первоначальный изгиб осуществл ют до преобразовани  выправл емой поверхности заготовки в цилиндрическую поверхность переменной кривизны, при этом в процессе правки производ т контроль изменени  кривизны образующих поверхности заготовки, а изгиб ведут до выпр млени  этих образующих в каждом ее поперечном сечении.

2.Способ по п. 1.отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей, последующий изгиб ведут от середины к кра м заготовки.

3.Способ по п. 1.отличающийс  тем. что правку ведут при воздействии на заготовку контактных напр жений, достигающих предела текучести материала заготовки .