RU2006314C1

RU2006314C1 - Channeling machine for production of closed shapes

Info

Publication number: RU2006314C1
Authority: RU
Inventors: Н.И. Юдин
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: metal working. SUBSTANCE: channeling machine consists of frame with mounted working drive and non-drive rolls; feed, forming, and size rollers kinematically connected to one another and to the drive. Side non-drive horizontal forming rollers are placed between the forming rollers. Provision is made for a mechanism controlling center distances between the rolls. Support and forming rollers are secured along the forming section axis in the vertical plane between the side horizontal forming rollers. The forming surfaces of the last pair of side horizontal forming rollers are made inclined at an angle to the formed shape axis. The center distances control mechanism is made as two eccentric bushings mounted concentrically on the non-drive working rolls and connected via bevel gear drive to gear shaft. EFFECT: enlarged operating capabilities. 6 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов, в частности к оборудованию для производства гнутых профилей закрытого типа, преимущественно профилей коробчатого типа из штучных заготовок, и может быть использовано в машиностроении при производстве длинномерных профилей из полосового материала. The invention relates to the processing of metals, in particular to equipment for the production of closed bent profiles, mainly box-type profiles from piece blanks, and can be used in mechanical engineering for the production of long profiles from strip material.

Известны профилегибочные станы для изготовления тонкостенных профилей из плоских листовых заготовок стесненным изгибом, содержащие установленные в технологической последовательности и чередующемся порядке приводные формующие клети для предварительного и окончательного формообразования и тянущие клети с роликовыми парами, имеющими замкнутый профилированный зазор и привод через шестеренную передачу с различным числом зубьев шестерен, установленных в подшипниках с расположением шестерен в одной вертикальной плоскости при одинаковом межосевом расстоянии. Один из роликов каждой формующей клети выполнен неприводным. Рабочие валы с другим роликом этих клетей имеют шестерни привода с большим числом зубьев по сравнению с шестернями привода тянущих клетей. Known roll forming mills for the manufacture of thin-walled profiles from flat sheet blanks by constrained bending, containing drive forming stands installed in the technological sequence and alternating order for preliminary and final shaping and pulling stands with roller pairs having a closed shaped gap and a drive through a gear transmission with a different number of teeths gears installed in bearings with gears in the same vertical plane with the same th center distance. One of the rollers of each forming stand is non-driven. The working shafts with another roller of these stands have drive gears with a large number of teeth compared to the drive gears of the pulling stands.

Этот стан не может обеспечить качество профилей изделий коробчатого типа, так как при различных числах зубьев шестерен рабочих формующих клетей по отношению к числу зубьев шестерен привода тянущих клетей происходят большие деформации в обрабатываемом металле из плоских листовых заготовок. В результате этого фальцевый шов получается неровным и увеличенного размера (т. е. зазор между отгибаемыми кромками профиля заготовок). This mill cannot ensure the quality of the profiles of the box-type products, because with different numbers of teeth of the gears of the working forming stands with respect to the number of teeth of the gears of the drive of the pulling stands, large deformations occur in the metal being processed from flat sheet blanks. As a result of this, the folded seam is uneven and of an increased size (i.e., the gap between the bent edges of the workpiece profile).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является профилегибочный стан для изготовления замкнутого профиля из штучных заготовок, состоящий из станины, на которой установлены рабочие клети с подающими, формующими и калибрующими валками, кинематически связанные между собой, размещенными между ними дополнительными горизонтальными формующими роликами, механизма регулировки межцентрового расстояния между валками. Имеется держатель с оправкой. За держателями установлен по ходу профилирования многопарнороликовый приводной стол с поперечными пазами, размещенными в этих пазах ползунами с установленными в них дополнительными горизонтальными формующими валиками, а также шестеренной клетью, связанной с этим столом, смонтированной между рабочими клетями, связанной с этим столом, смонтированной между рабочими клетями, с возможностью их кинематического соединения [1] . The closest technical solution to the invention is a roll forming mill for manufacturing a closed profile from piece blanks, consisting of a bed on which work stands are installed with feeding, forming and calibrating rolls, kinematically connected among themselves, additional horizontal forming rollers placed between them, an intercenter adjustment mechanism distance between rolls. There is a holder with a mandrel. Behind the holders, a multi-pair drive table with transverse grooves, sliders placed in these grooves with additional horizontal forming rollers installed in them, as well as a gear stand connected to this table mounted between work stands connected to this table mounted between workers cages, with the possibility of their kinematic connection [1].

Недостатками этого стана являются:
невозможность устранения зазора в шве при изготовлении профилей изделий коробчатого типа без фальцевого шва и невозможность получения геометрических размеров с высокой точностью при наличии фальцевого шва, вследствие упругих деформаций в металле, происходящих в процессе формовки изделий;
возможность заклинивания (торможения до остановки) изделий коробчатого типа при изготовлении из штучных заготовок и нанесения рисок на наружных поверхностях изделий из-за проскальзывания роликов во время попыток устранения зазоров в шве или доведения размеров до необходимой точности вследствие возникновения значительных усилий от трения изделия об оправку в процессе окончательного формирования профиля изделия коробчатого типа;
значительные габариты и сложность точной регулировки между валками, вследствие того, что клетьевая конструкция типовых станов не позволяет уменьшить габариты межцентрового расстояния между клетями и повысить точность регулировки;
повышенный расход материала при изготовлении изделий коробчатого типа из-за необходимости удалять начало и конец изделия вследствие прогрессирующего влияния упругих деформаций.The disadvantages of this camp are:
the impossibility of eliminating the gap in the seam in the manufacture of box-shaped products without a seam seam and the inability to obtain geometric dimensions with high accuracy in the presence of a seam seam due to elastic deformations in the metal occurring during the molding of products;
the possibility of jamming (braking to a halt) of box-type products in the manufacture of piece blanks and drawing marks on the outer surfaces of products due to slipping of the rollers during attempts to eliminate gaps in the seam or adjusting the dimensions to the necessary accuracy due to considerable efforts from friction of the product on the mandrel the process of final forming the profile of a box-type product;
significant dimensions and the difficulty of precise adjustment between the rolls, due to the fact that the stand design of standard mills does not allow to reduce the dimensions of the center-to-center distance between the stands and to increase the accuracy of adjustment;
increased consumption of material in the manufacture of box-type products due to the need to remove the beginning and end of the product due to the progressive effect of elastic deformations.

Целью изобретения является повышение качества профилей путем создания отрицательного перегиба профиля изделия, компенсирующего зазор, образующийся в результате упругих деформаций в металле в процессе его формовки, что позволяет создать герметичные конструкции замкнутых профилей без применения фальцевого шва;
сокращение габаритных размеров типовых 10-клетьевых станов и повышение качества регулировки межцентрового расстояния в процессе наладок путем применения в конструкции неприводных валиков двух эксцентричных втулок, вращающихся относительно друг друга с помощью смешанной (эквивалентной) конической зубчатой передачи.The aim of the invention is to improve the quality of profiles by creating a negative inflection of the product profile, compensating for the gap formed as a result of elastic deformations in the metal during molding, which allows you to create a sealed structure of closed profiles without the use of a fold seam;
reducing the overall dimensions of typical 10-stand mills and improving the quality of adjusting the center-to-center distance during adjustment by using two eccentric bushings in the design of non-drive rollers rotating relative to each other using a mixed (equivalent) bevel gear transmission.

Это достигается тем, что в известном профилегибочном стане для изготовления замкнутых профилей из штучных заготовок, содержащем станину, в которой установлены рабочие приводные и неприводные валки с подающими, формующими и калибрующими роликами, кинематически связанные между собой и приводом, размещенными между формующими роликами боковыми неприводными горизонтальными формующими роликами и механизм регулировки межцентрового расстояния между валками, согласно изобретению между боковыми горизонтальными формующими роликами по оси формообразующего профиля закреплены в вертикальной плоскости поддерживающий и опорный ролики с зазором между ними для прохода заготовок, причем в последней паре боковых неприводных горизонтальных формующих роликов их формующие поверхности выполнены с углом наклона в сторону оси формообразующего профиля стана для обеспечения в процессе дальнейшего формообразования сжимающих упругих деформаций профиля изделия, а механизм регулировки межцентрового расстояния снабжен двумя эксцентриковыми втулками, расположенными концентрично относительно друг друга и установленными на неприводных валках, при этом каждая эксцентриковая втулка связана при помощи конических зубчатых колес с приводным валом-шестерней для регулирования межцентрового расстояния. This is achieved by the fact that in the well-known roll forming mill for the manufacture of closed profiles from piece blanks containing a bed, in which working drive and non-drive rolls are installed with feed, forming and calibrating rollers, kinematically connected between themselves and the drive, horizontal non-drive horizontal laterally placed between the forming rollers forming rollers and the mechanism for adjusting the center-to-center distance between the rollers, according to the invention, between lateral horizontal forming rollers along the f axis the supporting and supporting rollers are fixed in the vertical plane with a gap between them for the passage of the workpieces, and in the last pair of lateral non-driven horizontal forming rollers, their forming surfaces are made with an angle of inclination towards the axis of the forming profile of the mill to ensure compressive elastic deformations of the profile during further shaping products, and the mechanism for adjusting the center distance is equipped with two eccentric bushings located concentrically relative to tion to each other and mounted on the non-driven rollers, each eccentric sleeve is connected by means of bevel gears to the drive gear shaft for adjusting the center distance.

На фиг. 1 дан стан, общий вид; на фиг. 2 - то же, план; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - механизм регулировки межцентрового расстояния; на фиг. 6 - схема переходов формообразования профиля при технологических операциях (всего переходов обозначено 10, от I до Х). In FIG. 1 dan camp, general view; in FIG. 2 - the same plan; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 3; in FIG. 5 - a mechanism for adjusting the center distance; in FIG. 6 is a diagram of transitions of profile shaping during technological operations (a total of 10 transitions are indicated, from I to X).

Описываемый профилегибочный стан содержит станину 1, в которой размещены приводные 2 и неприводные 3 рабочие валки с установленными на них подающими роликами 4, формующими 5, 6 и калибрующими 7 роликами. Приводные валки кинематически связаны с электроприводом 8. The described roll-forming mill comprises a frame 1, in which drive 2 and non-drive 3 work rolls are installed with feed rollers 4 mounted on them, forming 5, 6 and calibrating 7 rollers. Drive rolls are kinematically connected to the electric drive 8.

Между формующими валками 5 и 6 размещен стол 9 с опорными роликами 10, боковыми неприводными горизонтальными формующими роликами 11 и кронштейном 12 с поддерживающим роликом 13, установленным на оси 14 в подшипниках качения. В последней паре боковых горизонтальных формующих роликов 11 формующие поверхности выполнены с углом α наклона к оси формообразующего профиля, обеспечивающего перегиб в пределах величины упругих деформаций и обеспечивающего при окончательном формообразовании роликом 6 и калибрующими роликами 7 постоянный поджим кромок профиля друг к другу (см. фиг. 6, VII и VIII позиции). Between the forming rollers 5 and 6 there is a table 9 with support rollers 10, lateral non-drive horizontal forming rollers 11 and an arm 12 with a support roller 13 mounted on an axis 14 in the rolling bearings. In the last pair of lateral horizontal forming rollers 11, the forming surfaces are made with an angle of inclination α to the axis of the shaping profile, which provides bending within the elastic deformations and ensures that the edges of the profile are constantly pressed against each other during final shaping by roller 6 and calibrating rollers 7 (see Fig. 6, VII and VIII positions).

Наличие опорных роликов 10 и поддерживающих роликов 13 предохраняет нижнюю часть профиля изделия 14 от деформации в процессе формообразования боковыми горизонтальными роликами 11 и исключает применение жесткой формообразующей оправки, которая связана с трением скольжения. The presence of support rollers 10 and supporting rollers 13 protects the lower part of the product profile 14 from deformation during shaping by the horizontal horizontal rollers 11 and eliminates the use of a rigid forming mandrel, which is associated with sliding friction.

Рабочие валки 2, 3 с подающими 4, формующими 5, 6 и калибрующими 7 роликами имеют механизм регулировки межцентрового расстояния. Он состоит из двух эксцентриковых втулок 15, 16, расположенных концентрично относительно друг друга в станине 1 стана, причем эксцентриковая втулка 16 установлена в станине, а эксцентриковая втулка 15 - внутри эксцентриковой втулки 16, и подшипников качения 17, на которых вращаются неприводные рабочие валки 3. Work rolls 2, 3 with feed 4, forming 5, 6 and calibrating 7 rollers have a mechanism for adjusting the center distance. It consists of two eccentric bushings 15, 16 located concentrically relative to each other in the bed 1 of the mill, with the eccentric sleeve 16 installed in the bed, and the eccentric sleeve 15 inside the eccentric sleeve 16, and rolling bearings 17, on which the non-driven work rolls 3 rotate .

Эксцентриковые втулки, кинематически связанные через смешанную (эквивалентную) коническую зубчатую передачу, состоящую из конических зубчатых колес 18, 19, и вал-шестерни 20, установленной в подшипнике 21 скольжения, которая вращается через шестигранник 22, осуществляют регулировку межцентрового расстояния. Eccentric bushings, kinematically connected through a mixed (equivalent) bevel gear, consisting of bevel gears 18, 19, and a pinion shaft 20 mounted in a sliding bearing 21, which rotates through the hexagon 22, adjust the center distance.

На другом конце рабочего валка 3 сидит сферический подшипник 23, установленный в опоре 24, на резьбовой части которой навернута специальная гайка 25, вставленная в пазу опоры 26 приводного вала 2 и фиксирующая отрегулированное межцентровое расстояние, точность регулировки обеспечивается шкалой деления 27, нанесенной на наружную поверхность эксцентриковой втулки 16. At the other end of the work roll 3 sits a spherical bearing 23 mounted in the support 24, on the threaded part of which a special nut 25 is screwed in, inserted into the groove of the support 26 of the drive shaft 2 and fixing the adjusted center distance, the adjustment accuracy is ensured by a graduation scale 27 applied to the outer surface eccentric bush 16.

Описываемый профилегибочный стан работает следующим образом. The described roll forming mill operates as follows.

Включением электропривода 8 крутящий момент по кинематической цепи передается приводным валкам 2 с закрепленными на них подающими 4, формующими 5, 6 и калибрующими роликами 7. При этом штучная заготовка или рулонная лента, поочередно, начиная от подающих роликов 4, проходит формующие ролики 5, боковые неприводные горизонтальные формующие ролики 11, формующие ролики 6 и калибрующие ролики 7, причем штучная заготовка 14, проходя через подающие ролики 4, надежно сцепляется с рабочей поверхностью роликов, задающих ей перемещение, далее тяговое усилие создается сцеплением с формующими 5, 6 и калибрующими 7 роликами в последовательности, показанной на фиг. 6. (I-Х переходов). By turning on the electric drive 8, the torque is transmitted along the kinematic chain to the drive rolls 2 with feed rollers 4, forming 5, 6 and calibrating rollers fixed to them 7. In this case, the piece blank or roll tape, alternately starting from the feed rollers 4, passes forming rollers 5, side non-driven horizontal forming rollers 11, forming rollers 6 and calibrating rollers 7, and the piece blank 14, passing through the feed rollers 4, reliably engages with the working surface of the rollers, setting it to move, then traction created engagement with the molds 5, 6 and 7, the metering roller in the sequence shown in FIG. 6. (IX transitions).

В боковых горизонтальных формующих роликах 11 заготовка формуется с углом наклона α к оси формообразующего профиля, обеспечивая отрицательный перегиб профиля в пределах упругих деформаций металла, а опорные ролики 10 и поддерживающие ролики 13 обеспечивают жесткость нижней части профиля заготовки с минимальными потерями от действия трения. Угол α равен углу упругости и составляет 5-10^о (см. переход VII-I, VII-2 фиг. 6).In the lateral horizontal forming rollers 11, the workpiece is formed with an angle of inclination α to the axis of the forming profile, providing a negative inflection of the profile within the elastic deformations of the metal, and the support rollers 10 and supporting rollers 13 provide rigidity to the lower part of the workpiece profile with minimal friction losses. The angle α is equal to the angle of elasticity and is 5-10 ^about (see transition VII-I, VII-2 of Fig. 6).

Формующие ролики 6 окончательно формируют профиль заготовки, воздействуя на верхнюю часть профиля и кромками раздвигая профиль, устраняют отрицательный перегиб, причем силы упругости деформации будут действовать во внутрь профиля, обеспечивая беззазорное соединение кромок вследствие наличия остаточных сжимающих упругих напряжений в профиле. The forming rollers 6 finally form the workpiece profile, acting on the upper part of the profile and pushing the profile apart with the edges, eliminate the negative kink, and the deformation elastic forces will act inside the profile, providing a gap-free connection of the edges due to the presence of residual compressive elastic stresses in the profile.

Регулировка межцентрового расстояния производится следующим образом: вручную (ключом) через шестигранник 22 вращение передается на вал-шестерню 20, которая через конические зубчатые колеса 19, 18 поворачивает эксцентриковые втулки 15, 16 противоположно друг другу. В результате происходит регулировка межцентрового расстояния между приводными 2 и неприводными 3 рабочими валками. После этого выставляется специальная гайка 25 на опоре 26 неприводного валка 3 и устанавливается на станине 1 опоры 26 приводного валка 2. Шкала делений 27, нанесенная на эксцентриковую втулку 16, позволяет при величине регулировки межцентрового расстояния до 20 мм производить регулировки с точностью до 0,005 мм. The center-to-center distance is adjusted as follows: manually (with a key) through the hexagon 22, the rotation is transmitted to the pinion shaft 20, which, through the bevel gears 19, 18, turns the eccentric bushings 15, 16 opposite to each other. As a result, the center-to-center distance between the drive 2 and non-drive 3 work rolls is adjusted. After that, a special nut 25 is set on the support 26 of the non-drive roll 3 and is installed on the frame 1 of the support 26 of the drive roll 2. The scale of divisions 27, applied to the eccentric sleeve 16, allows adjustments to an accuracy of 0.005 mm for an intercenter distance of up to 20 mm.

Применение механизма регулировки межцентрового расстояния с использованием двух эксцентриковых втулок с приводом от смешанной конической зубчатой передачи позволяет сократить габариты стана в сравнении с типовой многоклетьевой конструкцией стана не менее чем в 3 раза. The use of the mechanism for adjusting the center distance using two eccentric bushings driven by a mixed bevel gear allows reducing the dimensions of the mill in comparison with the typical multi-stand construction of the mill by at least 3 times.

Установка между боковыми формующими валками поддерживающего и опорного роликов, выполнение на боковых формующих поверхностях роликов угла наклона, а также окончательная установка (устранение погрешности) межцентрового расстояния между валками обеспечивает высокое качество профилей. (56) Авторское свидетельство СССР N 1123761, кл. В 21 D 5/06, 1984. The installation between the side forming rolls of the supporting and supporting rollers, the execution of the angle of inclination on the side forming surfaces of the rollers, as well as the final installation (elimination of the error) of the center-to-center distance between the rolls ensures high quality profiles. (56) Copyright certificate of the USSR N 1123761, cl. In 21 D 5/06, 1984.

Claims

PROFILE BENDING MACHINE FOR MAKING CLOSED PROFILES, containing working drive and non-drive rolls installed on the bed and kinematically connected with each other and the drive with feed, forming and calibrating rollers, lateral non-driving horizontal forming rollers located between the forming rollers, a mechanism for adjusting the center-to-center distance between the rollers, different that between the lateral non-driven horizontal forming rollers along the axis of the formed profile are fixed in a vertical plane supporting and supporting rollers, forming surfaces of the last pair of lateral non-driven horizontal forming rollers are made with an angle of inclination α to the axis of the profile being formed, and the center-to-center distance adjustment mechanism is made in the form of two eccentric bushings concentrically mounted on non-driven working rolls kinematically connected using a mixed bevel gear gears with an output gear shaft.