RU2071850C1

RU2071850C1 - Method of making bent shapes with closed and semiclosed cross sections

Info

Publication number: RU2071850C1
Application number: RU94042200A
Authority: RU
Inventors: Виктор Яковлевич Тишков; Валерий Тимофеевич Рябинков; Виталий Михайлович Соколов; Геннадий Ефимович Барабанцев; Степан Матвеевич Михайлов; Александр Николаевич Тюляпин; Владимир Викторович Клепанда; Сергей Владимирович Клепанда; Анатолий Петрович Антипенко
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Северсталь"
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 1997-01-20
Also published as: RU94042200A

Abstract

FIELD: plastic metal working, ferrous metallurgy, transport, tractor and agricultural machine engineering. SUBSTANCE: at least one prefinal technological transition flanges and lateral webs of shape are subjected to free bending and simultaneously additional efforts for bending up lateral webs is applied to bending zones between flanges and lateral webs in direction parallel with shaping plane and passing through centers of said bending zones. EFFECT: enhanced quality of closed and semiclosed bent shapes. 2 dwg

Description

Изобретение относится к механической обработке давлением листового материала с помощью валков специальной формы и предназначено для использования преимущественно в черной металлургии, а также в транспортном, тракторном и сельхозмашиностроении. The invention relates to pressure machining of sheet material using rolls of a special form and is intended for use mainly in the steel industry, as well as in transport, tractor and agricultural machinery.

В качестве одного из аналогов выбран способ формовки профилей с элементами двойной толщины, а также закрытых и полузакрытых, реализованный на профилегибочном стане (см. а.с. N 888554, кл. B 21 D 5/06), на котором, с целью улучшения качества профилей и уменьшения энергозатрат, оси верхних валков в клетях, начиная от клети с калибром максимальной высоты, смещены относительно оси верхних валков предыдущих клетей и вертикальной плоскости на величину, равную высоте этого калибра. As one of the analogues, the method of forming profiles with elements of double thickness, as well as closed and half-closed, implemented on a profile bending mill (see AS N 888554, class B 21 D 5/06), on which, in order to improve quality profiles and reduce energy consumption, the axis of the upper rolls in the stands, starting from the stand with a caliber of maximum height, are shifted relative to the axis of the upper rolls of the previous stands and the vertical plane by an amount equal to the height of this caliber.

К недостаткам приведенного аналога можно отнести увеличение веса комплекта валков за счет увеличения диаметра формующих валков при необходимости смещения осей верхних валков на величину, равную высоте рассматриваемого калибра и приложение усилий к подгибаемым боковым стенкам только со стороны нижнего валка. The disadvantages of this analogue include the increase in the weight of the set of rolls due to the increase in the diameter of the forming rolls, if necessary, the displacement of the axes of the upper rolls by an amount equal to the height of the considered caliber and the application of force to the bending side walls only from the side of the lower roll.

Известен способ изготовления гнутых коробчатых профилей (см.а.с. N 603181, кл. B 21 D 5/06 1981) в соответствии с которым, с целью качественной отформовки мест изгиба, предупреждения потери устойчивости прямолинейных участков профиля и обеспечения стабильного зазора между полками, в последних переходах формообразования профиля его обжимают по наружному контуру, выпрямляют временно изогнутые участки и одновременно сжимают в поперечном направлении кромконаправляющим элементом валка, дополнительно искривляя места изгиба и перемещая на них металл со смежных выпрямляемых участков. A known method of manufacturing bent box-shaped profiles (see.a.s. N 603181, class B 21 D 5/06 1981) in accordance with which, with the aim of high-quality molding of bending places, preventing buckling of straight sections of the profile and ensuring a stable gap between the shelves , in the last transitions of profile shaping, it is squeezed along the outer contour, temporarily curved sections are straightened and simultaneously compressed in the transverse direction by the edge guide element of the roll, additionally bending the bending places and moving metal on them with about adjacent straightened sections.

К недостаткам приведенного аналога можно отнести необходимость выполнения дополнительных технологических операций по прогибу прямолинейных элементов профиля с последующим их выпрямлением, дополнительному искривлению мест изгиба, что приводит к дополнительному наклепу металла профиля (повышению предела прочности, текучести и снижению пластичности) и, следовательно, к увеличению энергозатрат при производстве профилей по предлагаемому способу. The disadvantages of this analogue include the need to perform additional technological operations for the deflection of rectilinear profile elements with their subsequent straightening, additional curvature of the bending points, which leads to additional hardening of the metal profile (increasing tensile strength, yield strength and lower ductility) and, therefore, to increase energy consumption in the production of profiles by the proposed method.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранный в качестве прототипа способ изготовления замкнутых прямоугольных и квадратных профилей по одновременной системе калибровки валков (см. Тришевский И. С. Донец Г.В. Мирошниченко В.И. и др. Производство и применение гнутых профилей проката, М. Металлургия, 1975, с.203 208), по которому последовательно подгибаются смыкающиеся полки и боковые стенки, а затем эти элементы профиля одновременно свободной гибкой подгибаются до углов 90^o.Closest to the technical nature of the claimed is the selected as a prototype method of manufacturing closed rectangular and square profiles using a simultaneous roll calibration system (see Trishevsky I. S. Donets G.V. Miroshnichenko V.I. et al. Production and use of bent profiles rolled products, M. Metallurgy, 1975, p.203 208), according to which the adjoining shelves and side walls are sequentially bent, and then these profile elements are simultaneously bent flexible to angles of 90 ^o .

К недостаткам прототипа можно отнести недостаточно высокое качество замкнутых и полузамкнутых гнутых профилей, производимых по предлагаемому способу, ввиду наличия на боковых стенках большого количества царапин, рисок, вмятин. Эти дефекты обусловлены тем, что подгибку боковых стенок профилей производят только за счет приложения усилий к ним со стороны боковых элементов нижнего валка, что требует значительных усилий и, следовательно, увеличение площадей контактов на поверхности боковых стенок, что повышает возможность появления рисок, царапин, вмятин и повышение энергозатрат при производстве профилей по предлагаемому способу. The disadvantages of the prototype include the insufficiently high quality of closed and semi-closed bent profiles produced by the proposed method, due to the presence on the side walls of a large number of scratches, scratches, dents. These defects are due to the fact that the side walls of the profiles are bent only by applying forces to them from the side of the lower roll side elements, which requires considerable effort and, consequently, an increase in contact areas on the surface of the side walls, which increases the possibility of scratches, dents and dents and increased energy consumption in the production of profiles by the proposed method.

Целью изобретения является повышение качества профилей путем предупреждения рисок, царапин, вмятин и уменьшения энергозатрат. The aim of the invention is to improve the quality of the profiles by preventing scratches, scratches, dents and reduce energy consumption.

Заявленная цель достигается тем, что при многопереходной гибке полосовой заготовки в валках, включающей свободную гибку полок и боковых стенок, по крайней мере в одном предчистовом технологическом переходе одновременно со свободной гибкой полок и боковых стенок к местам изгиба полками и боковыми станками в направлении, параллельном плоскости формовки и проходящем через центры указанных мест изгиба, прикладывают дополнительные подгибающие боковые стенки усилия. The stated goal is achieved by the fact that with multi-junction bending of the strip billet in the rolls, including free bending of the shelves and side walls, at least in one pre-clean technological transition simultaneously with the free flexible shelves and side walls to the places of bending of the shelves and side machines in a direction parallel to the plane molding and passing through the centers of the specified places of bending, apply additional bending side walls of the force.

Приложение дополнительных усилий к местам изгиба между полками и боковыми стенками, проходящими через центры указанных мест изгиба, обеспечивает уменьшение величины давления на боковые стенки профиля со стороны боковых элементов калибра нижних валков и уменьшение величины площади контактов боковых стенок профиля с боковыми элементами калибров нижних валков, что обеспечивает повышение качества профилей путем уменьшения возможности появления рисок, их глубины, царапины, вмятин на боковых стенках и уменьшение энергозатрат за счет более равномерного распределения нагрузок между верхним и нижним рабочими валками. The application of additional efforts to the bending places between the shelves and side walls passing through the centers of the indicated bending places provides a decrease in the pressure on the side walls of the profile from the side of the side elements of the caliber of the lower rolls and a decrease in the contact area of the side walls of the profile with the side elements of the caliber of the lower rolls, which provides quality improvement of profiles by reducing the possibility of occurrence of scratches, their depth, scratches, dents on the side walls and reducing energy costs due to more e uniform distribution of loads between the upper and lower work rolls.

Приложение дополнительного усилия в направлении, проходящем не через центры мест изгиба (эксцентричное приложение усилия), являющиеся одновременно и центрами кривизны, может вызывать уменьшение кривизны (разгиб) мест изгиба или дополнительное продольное сжатие боковых стенок со стороны верхнего валка, что нарушает оптимальный режим формовки профиля путем свободной подгибки элементов профиля, а также по условиях энергозатрат процесса формовки профилей. The application of additional force in a direction not passing through the centers of the bending places (eccentric application of force), which are also the centers of curvature, can cause a decrease in the curvature (bending) of the bending places or additional longitudinal compression of the side walls from the side of the upper roll, which violates the optimal profile forming mode by free bending of profile elements, as well as by the conditions of energy consumption of the process of forming profiles.

По имеющимся у заявителя данным, в известных решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые отличают от прототипа заявляемое техническое решение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательный уровень". According to the information available to the applicant, in the known solutions there are no features similar to those that distinguish the claimed technical solution from the prototype, which allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

Приложение дополнительных усилий, подгибающих боковые стенки, осуществляется крайними элементами калибра верхнего валка, вертикальные плоскости которых располагаются на расстоянии R_н от центров мест изгиба "0". При этом наружные диаметры этих крайних элементов D_p должны быть больше расчетных диаметров центров мест изгиба между боковыми стенками и полками D_o на величину не менее толщины профилируемой полосы (S), т.е.The application of additional efforts, bending the side walls, is carried out by the extreme elements of the caliber of the upper roll, the vertical planes of which are located at a distance R _n from the centers of the bend "0". Moreover, the outer diameters of these extreme elements D _p must be greater than the calculated diameters of the centers of the bending places between the side walls and the shelves D _o by an amount not less than the thickness of the profiled strip (S), i.e.

D_p≥D_o + S
Проведенный анализ заявляемого способа свидетельствует, что положительный эффект при осуществлении изобретения будет получен благодаря обеспечению более равномерного распределения усилия по высоте подгибаемых боковых стенок формуемого профиля.D _p ≥D _o + S
The analysis of the proposed method indicates that a positive effect during the implementation of the invention will be obtained by ensuring a more uniform distribution of effort along the height of the bent side walls of the formed profile.

На фиг. 1 изображена схема формовки замкнутого профиля согласно заявляемому способу; на фиг. 2 схема приложения дополнительного усилия к месту изгиба между полкой и боковой стенкой. In FIG. 1 shows a diagram of the formation of a closed profile according to the claimed method; in FIG. 2 is a diagram of the application of additional force to the place of bending between the shelf and the side wall.

При изготовлении гнутых профилей замкнутого сечения по заявляемому способу путем переходной гибки полосовой заготовки 1 в валках, включающий свободную гибку полок 2 и боковых стенок 3, по крайней мере в одном из предчистовых технологических переходах к местам изгиба между полками и боковыми стенками 4 в направлении 0₁ O₁, параллельном плоскости формовки 0₂ O₂ и проходящем через центры указанных мест изгиба "0", прикладывают дополнительные подгибающие боковые стенки усилия Р со стороны крайних элементов верхнего валка 5.In the manufacture of bent profiles of closed cross section according to the claimed method by transitional bending of a strip billet 1 in rolls, including free bending of shelves 2 and side walls 3, in at least one of the prefabricated technological transitions to the places of bending between the shelves and side walls 4 in the direction 0 ₁ O ₁ parallel to the molding plane 0 ₂ O ₂ and passing through the centers of the indicated bending points “0”, additional bending side walls of the force P are applied from the side of the extreme elements of the upper roll 5.

Приложение дополнительных усилия Р со стороны верхнего валка 5 к местам изгиба между полками и боковыми стенками 4 и проходящими через центры указанных мест изгиба обеспечивает более равномерное распределение усилий со стороны формующих калибров и, соответственно, уменьшение величины давления на боковые стенки профиля со стороны элементов калибра нижнего валка 6, так как в свободной гибке боковых стенок профиля одновременно с нижним валком участвует и верхний валок. The application of additional forces P from the side of the upper roll 5 to the places of bending between the shelves and side walls 4 and passing through the centers of these places of bending provides a more uniform distribution of forces from the forming gauges and, accordingly, reducing the pressure on the side walls of the profile from the side of the lower gauge elements roll 6, since the upper roll is involved in the free bending of the side walls of the profile simultaneously with the lower roll.

Кроме того, приложение дополнительных усилий к местам изгиба между полками и боковыми стенками, обеспечивая более равномерное распределение усилий по высоте подгибаемых боковых стенок и уменьшение их абсолютных величин за счет перераспределения усилий между верхним и нижним валком, приводит к уменьшению местных удельных контактных давлений и площади контакта валков с поверхностью боковых стенок профилей, что уменьшает количество и глубину наносимых валком рисок, царапин, глубину вмятин и, соответственно, обеспечивает уменьшение энергозатрат при профилировании замкнутых и полузамкнутых профилей. Так, например, для производства сварного замкнутого профиля 50 • 35 • 2,5 мм путем многопереходной гибки полосовой заготовки со свободной гибкой полок и боковых стенок в предчистовых переходах калибровкой валков предусмотрено получение профиля в 13 формующих клетях. Режим подгибки боковых стенок принят следующий: 0^o-0^o-5^o-10^o-20^o-35^o-50^o-60^o-66^o -72^o-80^o-85^o-90^o. В соответствии с предлагаемым техническим решением в 9.12 формующих предчистовых технологических переходах одновременно со свободной гибкой полок и боковых стенок к местам изгиба между полками и боковыми стенками в направлении, параллельном плоскости формовки и проходящих через центры указанных мест изгиба 0₁0₁ прикладываются дополнительные усилия со стороны крайних элементов верхних валков при подгибке боковых стенок. При этом наружные диаметры крайних элементов D_p принимались на 3 мм больше D₀ и составляли соответственно по клетям 427,87; 426,9; 426,02 и 426,09 мм. Это обеспечило повышение качества готового профиля за счет практически отсутствия рисок, царапин, вмятин на боковых стенках профиля.In addition, the application of additional forces to the places of bending between the shelves and side walls, providing a more uniform distribution of efforts along the height of the bent side walls and a decrease in their absolute values due to the redistribution of forces between the upper and lower rolls, leads to a decrease in local specific contact pressures and contact area rolls with the surface of the side walls of the profiles, which reduces the number and depth of the scribbles, scratches, dents, and dents, and, accordingly, reduces energy cost in profiling closed and semi-closed profiles. So, for example, for the production of a welded closed profile of 50 • 35 • 2.5 mm by multi-junction bending of a strip billet with free flexible shelves and side walls in the finishing transitions, calibration of the rolls provides for a profile in 13 forming stands. The bending mode of the side walls is adopted as follows: 0 ^o -0 ^o -5 ^o -10 ^o -20 ^o -35 ^o -50 ^o -60 ^o -66 ^o -72 ^o -80 ^o -85 ^o -90 ^o . In accordance with the proposed technical solution in 9.12 forming pre-finishing technological transitions simultaneously with free flexible shelves and side walls to the bending points between the shelves and side walls in the direction parallel to the molding plane and passing through the centers of these bending places 0 ₁ 0 ₁ additional forces are applied from the side extreme elements of the upper rolls when bending the side walls. In this case, the outer diameters of the extreme elements D _{p were} taken 3 mm larger than D ₀ and amounted to 427.87 respectively in stands; 426.9; 426.02 and 426.09 mm. This ensured an increase in the quality of the finished profile due to the almost absence of scratches, scratches, dents on the side walls of the profile.

Согласно данным приведенных опробований по профилегибочных стенках в полупромышленных и промышленных условиях заявляемое изобретение в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами; повышается качество замкнутых и полузамкнутых профилей за счет практически отсутствия на боковых стенках рисок, царапин, а при появлении единичных царапин, рисок значительно меньше их глубина; отсутствуют вмятины на боковых полках; повышается эксплуатационная и коррозионная стойкость профиля за счет уменьшения количества царапин, рисок и их глубины; повышается срок службы валков за счет отсутствия дефектов на подгибаемых боковых стенках, что обеспечивает повышенный износ валков. According to the data of the tests on the roll forming walls in semi-industrial and industrial conditions, the claimed invention in comparison with the prototype has the following advantages; the quality of closed and semi-closed profiles is improved due to the practically absence of scratches and scratches on the side walls, and with the appearance of single scratches, scratches are much less their depth; there are no dents on the side shelves; increases the operational and corrosion resistance of the profile by reducing the number of scratches, scratches and their depth; the service life of the rolls is increased due to the absence of defects on the bendable side walls, which provides increased wear of the rolls.

Claims

A method of manufacturing bent profiles of closed and semi-closed sections by multi-junction bending of a strip billet in rolls, including free bending of shelves and side walls in pre-finishing technological transitions, characterized in that in at least one pre-finishing technological transition simultaneously with free flexible shelves and side walls to places additional bending between the shelves and side walls in a direction parallel to the molding plane and passing through the centers of the specified places of bending, apply additional efforts bending the side walls.