RU1787051C - Способ производства высокоточных несимметричных полособульбовых профилей - Google Patents

Abstract

Использование: при прокатке специальных несимметричных профилей. Сущность изобретени : прокатку ведут в две стадии. На первой стадии сдвоенные заготовки прокатывают в общем калибре в профили клиновидной формы со стыковкой их утолщенными боковыми гран ми. Из состыкованных таким образом заготовок на второй стадии прокатки профилируют бульбовые элементы из утолщенных частей заготовок в средней части чистового калибра. При этом обжати  бульбовых элементов и боковых кромок профил  составл ют 5-20% от максимальных их значений по сечению профил . Достигаетс  самоцентрирование заготовок при прокатке, повышаютс  производительность и качество проката,2 ил,

Description

Изобретение относитс -к обработке металлов давлением, а именно к способам производства высокоточных полособульбовых профилей, в том числе малого поперечного сечени , и может быть использовано при изготовлении малотоннажных партий профилей на машиностроительных предпри ти х .

Известен способ производства несимметричных полособульбовых профилей в сдвоенном виде с расположением элементов калибра, формирующих бульбы по кра1-  м общего калибра. При сдваивании симметричных относительно горизонтальной оси полоеобульбовых профилей сдвоенный профиль становитс  аналогичным по форме двутавровой балке, а при сдваивании

несимметричных полособульбовых профилей - в виде швеллера. В результате этого обжати  полосы в равноудаленных от вертикальной оси симметрии калибра сечени х равны между собой, а следовательно, исключаетс  серпение полосы и обеспечиваютс  стабильные услови  ее формоизменени . А это, в свою очередь, позвол ет реализовать способ дл  производства высокоточных несимметричных полособульбовых профилей малого поперечного сечени  путем деформации исходной заготовки исключительно в холодном состо нии с включением, при необходимости, в технологический процесс промежуточных тбрмообработок,

Основными недостатками известного технического решени   вл ютс  низкие

XJ

О

ел

шжюЛ

ы

производительность и качество готового проката.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и качество проката .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе производства высокоточных несимметричных полособульбовых профилей, включающем одновременную прокатку двух профилей в общих калибрах с последующим их разделением, предварительно формируют идентичные заготовки в профили клиновидной формы, состыкованные на выходе из калибра утолщенными боковыми гран ми с уклонами в стороны наружных боковых гра- ней, а в чистовом калибре из состыкованных таким образом заготовок формируют буль- бовые элементы профилей из утолщенных частей заготовок в средней части калибра, ширина которого превышает суммарную ширину заготовки, причем, максимальные величины абсолютных обжатий бульбовых элементов и боковых кромок профилей составл ют 5-20% от максимальных величин обжатий, по стенкам профил  в местах их сопр жени  с бульбовыми.элементами.

Предварительное формирование идентичных заготовок в профили клиновидной формы, состыкованных на выходе из калибра утолщенными боковыми гран ми с укло- нами в стороны наружных боковых граней, и чистовое формирование -из состыкованных таким образом заготовок бульбовых элементов профилей из утолщенных частей заготовок в средней части калибра, ширина которого превышает суммарную ширину заготовок , в сочетании с выполнением заданного характера распределени  абсолютных обжатий по ширине калибра, позвол ет существенно повысить производительность,-и точность, а следовательно и качество прэка- танных высокоточных, несимметричных, полособульбовых профилей, в том числе малого поперечного сечени ,

Дл  по снени  этого утверждени  вы- полним сравнительный анализ известного и предлагаемого изобретений.

Начало холодной деформации сдвоенной заготовки (момент захвата полосы валками ) в общем калибре, по кра м которого расположены элементы дл  формировани  бульб в принципе возможно при любом положении сдвоенной заготовки относительно оси симметрии общего калибра. При этом осевое положение сдвоенной заготовки в момент захвата определ етс  точностью установки привалковой арматуры, конфигурацией торцов, кривизной передних концов и т. п. Отсюда веро тность осевой фиксации сдвоенной заготовки с заданной точностью

при производстве высокоточных, несимметричных , полособульбовых профилей малого поперечного сечени  низка.

С другой стороны, возможности самоустановки заготовки в процессе заполнени  очага деформации ограничены, так как это св зано с перераспределением объемов металла через вертикальные стенки общего калибра, а использование привалковой арматуры дл  фиксации сдвоенной заготовки от осевых перемещений при холодной деформации св зано с задирами поверхности прокатанных профилей и арматуры.

Отсюда при формировании бульб по известному способу, как правило наблюдаетс  смещение заготовки относительно оси общего калибра, что в свою очередь обуславливает различную степень заполнени  элементов калибра формирующих бульбы и следовательно низкую точность прокатки. Причем компенсаци  отрицательного вли ни  смещени  заготовки при деформации сдвоенного профил , возможна лишь за счет увеличени  размеров исходной заготовки и включени  в технологический процесс дополнительных проходов прокатки, например, в ребровых калибрах, что отрицательно сказываетс -нз производительности процесса.

Кроме того, увеличение ширины сдвоенной заготовки на величину удал емой при разделении профилей перемычки приводит к увеличению энергосиловых параметров процесса прокатки и отрицательно сказываетс  на стойкости валков.

Производство полособульбовых профилей согласно предлагаемому способу сопровождаетс  качественно иным характером взаимодействи  полос и валков. При задаче составной заготовки в валки, например, со смещением относительно оси симметрии общего калибра между одной из вертикальных стенок калибра и соответствующей заготовкой имеетс  зазор и в момент касани  другой заготовки с соответствующей вертикальной стенкой общего калибра заготовки смещаютс  в осевом направлении до осуществлени  контакта заготовок между собой и валком и после чего производитс  захват заготовок валками, То есть направл ющее воздействие валков обеспечивает надежную фиксацию каждой из заготовок в момент их захвата валками в заданном положении относительно оси симметрии общего калибра.

Далее благодар  предварительному формированию поперечного сечени  заготовок в виде профилей клиновидной формы состыкованных на выходе из калибра утолщенными боковыми гран ми с уклонами в стороны наружных боковых граней, распределению обжатий по ширине чистового калибра предлагаемым образам при заполнении очдга деформации обеспечиваетс  преимущественное течение металла к оси симметрии общего калибра. И в результате .того, что лева  и права  части калибра выполнены симметричными друг другу, а поперечные сечени  заготовок идентичны друг другу, процесс деформации заготовок осуществл етс  при неизменном осевом положении заготовок. Иными словами предлагаемое техническое решение обеспечивает самоцентрирование заготовок на прот жении всего процесса деформации высокоточных, несимметричных, полосо- бульбовых профилей, в том числе малого поперечного сечени , что в- свою очередь обуславливает повышение производительности и качества готовой продукции.

Следует также отметить, что выполнение за вленного характера распределени  деформации по ширине состыкованных заготовок  вл етс , как показали опытные прокатки, об зательным условием осуществлени  способа.- Так, исполнение максимальных абсолютных обжатий бульб и боковых кромок профилей менее 5% от максимально абсолютных обжатий стенки профил  приводит к незаполнению бульб и кромок металлом, а выше 20% - к осевому смещению заготовок в процессе деформации . .

На фиг. 1 и 2 показаны схемы осуществлени  способа соответственно в черновом и чистовом калибрах.

Способ осуществл етс  следующим об- разо м.

.Исходные, предварительно калиброванные пр моугольные полосы 1 с отклонени ми размеров поперечного сечени , составл ющими половину пол  допуска на готовые профили и шероховатостью поверхностей на один класс выше, чем на готовом профиле, собирают известным образом в пакет 2 (составную заготовку).

С помощью привалковой арматуры, обеспечивающей беззазорное сопр жение заготовок 1, составную заготовку 2 задают а общий черновой калибр 3. Общий черновой калибр 3 выполнен в виде двух примыкающих утолщенными боковыми гран ми по вертикальной оси калибра незамкнутых идентичных по поперечному сечению многоугольников клиновидной формы с уклонами в сторону соответствующих наружных боковых кромок..

Высотные размеры чернового калибра 3 назначаютс  таким образом, чтобы максимальные величины абсолютных обжатий по бульбам и боковым кромкам при прокатке, сформированных в черновом калибре 3 клиновидных заготовок 5 в чистовом калибре 4, 5 по оси симметрии (в средней части) которого расположены элементы дл  формировани  бульб, составл ли 5...20% от максимальной величины абсолютного обжати  по стенкам (места сопр жени  с бульбами) полособуль0 бовых профилей.

После деформации в общем черновом калибре 3 составна  заготовка 2, без изменени  взаимного расположени  составл ющих её клиновидных заготовок 5, поступает

5 в привалковую арматуру, обеспечивающую

беззазорные сопр жени  направл ющего

канала с заготовками 5 и заготовок 5 между

. собой. В случае неодновременного касани 

заготовок 5 с образующими поверхностей

0 чистового калибра 4, ширина В которого превышает общую ширину В составной заготовки 2, передний конец последней смещаетс  в осевом направлении до выборки зазоров между заготовками 5 и образующи5 ми поверхностей чистового калибра 4 и .; только после этого происходит захват валками каждой заготовки. Далее благодар  формированию в черновом калибре 3 поперечного сечени  заготовок 5 в виде клино0 видных профилей с уклонами в стороны наружных боковых кромок и обжати  заго товокб в .чистовом калибре4суменьшекием деформации к наружным боковым кромкам и бульбам при заполнении металлом очага 5 деформации обеспечиваетс  преимущественно течение металла к оси симметрии чистового калибра 4. И в результате того, что лева  и права  части чистового калибра 4 выполнены симметричными друг другу, по- 0 перечные сечени  заготовок 5 идентичны друг другу, процесс деформации заготовок 5 осуществл етс  при их неизменном осевом положении. Иными словами перечис ленные выше услови  осуществлени  5 прокатки в чистовом калибре 4 обеспечивают самоцентрирование заготовок 5 в очаге деформации.

После прокатки составна  заготовка 2 раздел етс  на отдельные профили, кото- 0 рые при необходимости подвергаютс  правке, термообработке м т. п. Дл  определени  оптимальных условий реализации предлагаемого способа производства, например профил  дл  окантовки горных 5 лыж (с размером поперечного сечени : 1 ±0,1 х 2,2-0.1x2,2-о, 1x7,8-0,1 мм, где2,2ч,1- высота и ширина бульбы, 1 ± 0,1 - высота стенки; 7,8-о,1 - ширина профил ) было изготовлено дес ть общих черновых калибров 3,

один общий чистовой калибр 4 с цент-, ральным расположением элементов дл  формировани  бульб и прокатано дес ть типоразмеров калиброванных полос 1, по дес ть пар каждого типоразмера (200 полос ).

Высотные размеры общих черновых калибров 3 назначались так, чтобы максимальные величины абсолютных обжатий по бульбам и боковым кромкам при прокатке сформированных в общем черновом калибре 3 состыкованных многогранных заготовок 5 в общем чистовом калибре 4 составл ли от максимальных величин абсолютных обжатий стенок последовательность чисел в виде 2, 4, 5, 7, 10, 15, 18, 20, 22, 30%. В свою очередь, высоту калиброванных пр моугольных полос каждого типоразмера назначали из известного услови  Но 1,05,..1,15% Hi, где Hi -высота по дну соответствующего общего чернового калибра; Н0 - высота исходной заготовки,,а суммарна  ширина Во составной заготовки определ лась экспериментальными данными по уширению составной заготовки в ромбическом калибре. - .

Технологический процесс прокатки осуществл лс  следующим образом: исходные калиброванные полосы пр моугольного сечени  1 -общий черновой калибр 3- общий чистовой калибр 4 (фиг. 1,2).

После прокатки составной заготовки 2 в чистовом калибре 4 раскаты раздел лись и подвергались контрольным обмерам, а именно измерению размеров поперечного речени  и их пр молинейности..

Результаты выполненных исследований показали, оптимальным сточки зрени  точ-:. ности геометрических размеров готовых профилей и их пр молинейности при реализации предлагаемой технологической схемы ,,  вл етс  вариант распределени  абсолютных обжатий по ширине общего чистового калибра 4, при котором максимальные величины абсолютных обжатий по кромкам и бульбам составл ют 5...20% от максимальных величин абсолютных обжатий стенок в местах их сопр жени  с буль- бами.- ... .

Нарушение указанного диапазона, например , в меньшую сторону св зано с некачественным заполнением бульб и боковых кромок, а в большую сторону приводит к осевым смещени м полос при прокатке и непр молинейности профилей иными словами к неисправимому браку.

Сравнительный анализ по производительности известного и предлагаемого решений экспериментальными методами не

проводилс  ввиду очевидности того, что трудозатраты по разделению профилей продольной механической резкой существенно выше чем, например, при осуществлении

двух проходов прокатки при калибровании исходных пр моугольных полос.

Дл  сравнени  точностных показателей предлагаемого и известного решений дополнительно проводилась прокатка одинар0 ной пр моугольной заготовки размерами 2,5 х 20 мм.в общем калибре шириной 21 мм с расположением бульб по кра м сдвоенно- . го профил  при различных вариантах настройки привалковой арматуры и

5 межвалкового зазора.

Сравнение проводилось по характеру заполнени  бульбовых элементов калибра металлом. Отличительнфй особенностью поперечного сечени  прокатанных по извест0 ному способу образцов  вл лось наличие заусенцев на одной из бульб и незаполнение другой, что  вл етс  следствием осевого смещени  полосы при ее деформации, причем величина смещени  измен лась по

5 длине полосы и значительно превышала допуски на ширину бульбы и профил . Попытки исправить указанный недостаток перенастройкой арматуры не увенчалась успехом. Кроме того в последнем случае на0 блюдались задиры арматуры и боковых кромок полосы.

Положительный эффект, достигаемый при использовании изобретени  по сравнению с известным решением, состоит в повы5 шении производительности и качества проката. . . . ..

Повышение производительности обеспечиваетс  исключением операции резки при разделении проката, а повышение каче0 етва (точности) за счет самоцентрировани  состыкованных заготоврк при их деформации . ... ./ .

К достоинствам изобретени  следует отнести также то, что при использовании его

5 дл  производства высокоточных неспммет.- -ричных полособульбовых профилей малого поперечного сечени , в том числе, в услови х заготовительных производств машиностроительных предпри тий отпадает

0 необходимость в средствах нагрева загоТо-. вок, снижаетс  трудоемкость инженерной подготовки к производству, расшир етс  маркопрофилесортамент участка, создаютс  предпосылки дл  унификаций парка вал5 ков, повышаетс  долговечность валков и арматуры «.снижаютс  энергозатраты при пластической деформации, Последние два обсто тельства св заны с тем, что ширина сдвоенного профил  пор прототипу, превышает на величину удал емой перемычки ширину составного профил  по предлагаемому изобретению,.

Предлагаемый способ производства высокоточных несимметричных полосо- бульбовых профилей позвол ет снизить трудозатраты в зависимости от маркопро- филёсортамента и монтажности партий на 15...35% и в конечном итоге.повысить производительность на 4...15%.

Изобретение было использовано при производстве опытной партии профил  дл  окантовки горных лыж. Точность геометрических размеров, шероховатость поверхности и пр молинейности прокатных профилей полностью соответствуют требо- вани м чертежа на профиль.

Claims (1)

1. Формула из обретени 

   Способ производства высокоточных несимметричных полособульбовых профилей, включающий одновременную прокатку двух

   i3

   профилей в общих калибрах с последующим их разделением, отличающийс  тем, что, с целью повышений производительности и качества проката, предварительно формируют идентичные заготовки в профили клиновидной формы, состыкованные на выходе из калибра утолщенными боковыми гран ми с уклонами в стороны наружных боковых граней, а в чистовом калибре из состыкованных таким образом заготовок формируют бульбовые элементы профилей из утолщенных частей заготовок в средней части калибра, ширина которого превышает сумма рную ширину заготовок, причем максимальные величины абсолютных обжатий бульбовых элементов и боковых кромок профилей составл ют 5...20% от максимальных величин обжатий по стенкам профил  в местах их сопр жени  с бульбовыми элементами .