RU2085315C1

RU2085315C1 - Method of making bent shape

Info

Publication number: RU2085315C1
Application number: RU95116928A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Антипанов; Г.С. Сеничев; В.Л. Корнилов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely manufacture of shaped cold bent rolled bars. SUBSTANCE: method of making bent shape with mutually normal flanges and concave web comprises steps of successively bending up edges of initial strip blank in roll passes of mill for forming flanges to be further bent one opposite to another at simultaneously forming web and lowering all rounding radiuses until predetermined values. Novelty is realization of contact of convex surface of web with upper roll in all roughing and intermediate roll passes in point of mean vertical line of said roll pass. In last intermediate roll pass and in finishing roll pass rolled piece is fixed against cross motion by means of beads of lower roll. Interroll gaps δ of three last roll passes are increased from d₁=(1.2-1.3)S up to δ₃=(2.8-3.0)S, where S - nominal value of blank thickness. EFFECT: lowered roll wear, enhanced quality of ready shaped bar due to decreased surface flaws. 5 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении фасонных гнутых профилей. The invention relates to rolling production and can be used in the manufacture of shaped bent profiles.

Указанные профили изготавливают путем последовательного формирования полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана. Технология производства фасонных (сортовых) гнутых профилей описана в [1] в которых радиусы изгибов сортовых профилей обычно уменьшают от прохода к проходу (в черновых, промежуточных и чистовых калибрах) до заданных конечных величин. These profiles are made by sequentially forming a strip blank in calibers of a roll forming mill. The production technology of shaped (high-quality) bent profiles is described in [1] in which the bending radii of high-quality profiles are usually reduced from aisle to aisle (in rough, intermediate and finishing calibers) to specified final values.

Известен способ изготовления гнутых профилей проката, при котором перед подгибкой на заготовке создают излишек металла в виде утолщения на смежных с местами изгиба участках, а в процессе подгибки утолщения обжимают по высоте [2]
Недостаток способа повышенный износ валков в процессе обжатия.A known method of manufacturing bent profiles of rolled products, in which before bending on the workpiece create an excess of metal in the form of thickening in adjacent to the bending sites, and in the process of bending thickening is pressed in height [2]
The disadvantage of this method is increased wear of the rolls during the compression process.

Известен также способ изготовления гнутых профилей, в котором подгибку элементов профиля производят с образованием зауженных участков мест изгиба, которые обжимают по толщине на последних переходах [3]
Недостаток этого способа возможность трещинообразования при обжатии мест изгиба, а также повышенный износ валков.There is also a known method of manufacturing bent profiles, in which the bending of the profile elements is carried out with the formation of narrowed sections of the bending points, which are compressed in thickness at the last transitions [3]
The disadvantage of this method is the possibility of cracking during compression of the places of bending, as well as increased wear of the rolls.

Наиболее близкой к предлагаемой является технология изготовления специального профиля "борт железнодорожной платформы" 500х50х32х3 мм [4] заключающаяся в последовательной подгибке кромок исходной полосовой заготовки в калибрах профилегибочного стана с образованием полок и характеризуется последующим их перегибом навстречу друг другу при одновременном формировании изогнутой стенки и уменьшении всех радиусов закруглений до заданных величин. Closest to the proposed technology is the manufacturing of a special profile “rail platform side” 500x50x32x3 mm [4] consisting in sequentially bending the edges of the initial strip billet in calibers of a roll forming mill with the formation of shelves and is characterized by their subsequent bending towards each other while forming a curved wall and reducing all curvature radii to specified values.

Недостаток описанной технологии необходимость значительного числа (14) формующих клетей, а также постоянный контакт изогнутой стенки по всей ее ширине с верхним валком, что увеличивает износ валков и травмирует поверхность средней части сечения профиля. The disadvantage of the described technology is the need for a significant number (14) of forming stands, as well as the constant contact of the curved wall along its entire width with the upper roll, which increases the wear of the rolls and injures the surface of the middle part of the profile section.

Цель изобретения уменьшение расходов валков и повышение качества готовых профилей за счет исключения рисок, царапин, трещин и т.п. дефектов. The purpose of the invention is the reduction of roll costs and improving the quality of finished profiles by eliminating scratches, scratches, cracks, etc. defects.

Цель достигается тем, что в способе изготовления гнутого профиля с взаимно перпендикулярными полками и вогнутой стенкой, заключающемся в последовательной подгибке кромок полосовой заготовки в калибрах стана с образованием полок и последующим перегибом их навстречу друг другу при одновременном формировании стенки и уменьшении всех радиусов закруглений, во всех черновых и промежуточных калибрах контакт выпуклой поверхности стенки профиля с верхним валком осуществляют в точке, находящейся на средней вертикальной линии калибра, при этом в последнем промежуточном и чистовом калибрах профиль фиксируют от перечисленного смещения ребордами нижнего валка, а межвалковый зазор δ в трех последних калибрах увеличивают от

где S номинальная толщина заготовки.The goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing a bent profile with mutually perpendicular shelves and a concave wall, which consists in sequentially bending the edges of the strip billet in the mill calibers with the formation of shelves and their subsequent bending towards each other while simultaneously forming the wall and reducing all rounding radii, in all draft and intermediate gauges, the contact of the convex surface of the profile wall with the upper roll is carried out at a point located on the mid-vertical line of the caliber, m in the last intermediate and final calibers, the profile is fixed from the displacement indicated by the flanges of the lower roll, and the roll gap δ in the last three calibers is increased from

where S is the nominal thickness of the workpiece.

Указанные математические соотношения получены при обработке результатов опытов и являются эмпирическими. These mathematical relationships are obtained by processing the results of experiments and are empirical.

Сущность изобретения заключается в освобождении выпуклой поверхности изогнутой стенки от контакта с верхним валком (это уменьшает взаимное проскальзывание инструмента и полосы и, следовательно, их износ), в фиксации профиля от поперечного смещения (путем фиксирования верхнего валка) в конце профилирования (это исключает "переформовку" мест изгиба частично наклепанного металла, что также уменьшает износ валков и предотвращает трещинообразование) и в увеличении межвалкового зазора в последних проходах (что исключает зажатие мест изгиба, уменьшая тем самым износ инструмента и улучшая геометрию профиля). The essence of the invention is to free the convex surface of the curved wall from contact with the upper roll (this reduces the mutual slipping of the tool and the strip and, therefore, their wear), to fix the profile from lateral displacement (by fixing the upper roll) at the end of the profiling (this eliminates the "re-forming "bending places of partially riveted metal, which also reduces roll wear and prevents cracking) and in increasing the roll gap in the last passes (which eliminates the clamping of bending places, thereby reducing tool wear and improving profile geometry).

На фиг.1-5 показаны один черновой (II) и три последних калибра: последний промежуточный (VI), предчистовой (VII) и чистовой (VIII). Figure 1-5 shows one draft (II) and the last three calibers: the last intermediate (VI), pre-finishing (VII) and finishing (VIII).

В черновых калибрах, где формируемая полоса фиксируется от поперечного (относительно оси y-y) смещения ребордами 1 нижнего валка 2, происходит подгибка кромок полосы 3 на углы α с образованием полок при одновременном формировании изогнутой по радиусу R стенки 4; контакт выпуклой поверхности стенки с горизонтальным участком 5 верхнего валка 6 только в точке, находящейся на средней линии y-y калибра (место изгиба между полками 3 и стенкой 4, как обычно, контактируют с формующими закруглениями 7, с выполненными радиусами r). In draft calibers, where the formed strip is fixed from the lateral (relative to the y-y axis) displacement by the flanges 1 of the lower roll 2, the edges of the strip 3 are bent at angles α with the formation of shelves while the wall 4 is bent along the radius R; the contact of the convex surface of the wall with the horizontal section 5 of the upper roll 6 only at a point located on the midline of the y-y gauge (the bend between the shelves 3 and the wall 4, as usual, is in contact with the forming roundings 7 with radiuses r made).

В промежуточных калибрах (в последних из них -VI) начинается перегиб полок 3 навстречу друг другу (т.е. в направлении вертикали yy) и заканчивается формообразование вогнутой стенки 4; контакт выпуклой поверхности стенки с верхним валком только в точке, лежащей на линии y-y; формуемая полоса фиксируется от поперечного смещения (путем верхнего валка) также ребордами нижнего валка только в VI калибре. In intermediate gauges (in the last of them -VI), the bending of the shelves 3 begins towards each other (i.e., in the vertical direction yy) and the formation of the concave wall 4 ends; contact of the convex wall surface with the upper roll only at a point lying on the y-y line; the formed strip is fixed from lateral displacement (by way of the upper roll) also by the flanges of the lower roll only in gauge VI.

Требуемое поперечное сечение профиля формируется в последнем чистовом калибре VIII. При этом величина межвалкового зазора в трех последних калибрах (VI-VIII) возрастает от d₁= (1,2...1,3)S до δ₃= (2,8...3,0)S, причем δ₃ > δ₂ > δ₁ > δ_o (δ_o величина межвалкового зазора, равная номинальной толщине S полосы); фиксация полосы от поперечного смещения в VIII калибре (аналогично VI калибру).The required cross-section of the profile is formed in the last finishing gauge VIII. Moreover, the roll gap in the last three calibers (VI-VIII) increases from d ₁ = (1.2 ... 1.3) S to δ ₃ = (2.8 ... 3.0) S, and δ ₃ > δ ₂ > δ ₁ > δ _o (δ _{o the} roll gap equal to the nominal thickness S of the strip); fixation of the strip from lateral displacement in gauge VIII (similar to caliber VI).

Все радиусы изгиба (R и r) последовательно уменьшаются от максимальных до заданных величин. All bending radii (R and r) sequentially decrease from maximum to preset values.

Опытную проверку предлагаемого способа производили на профилегибочном стане 0,3-1,5х20-80 АО "Магнитогорский меткомбинат" при профилировании фасонного гнутого профиля 20х20х0,8 мм с наклонными внутрь валками и изогнутой стенкой ("штабик" фиг.1). С этой целью были использованы несколько вариантов профилирования (в том числе способ, взятый в качестве ближайшего аналога). Во всех случаях оценивали качество поверхности готовых профилей и степень износа валков отдельных калибров. An experimental verification of the proposed method was carried out on a roll forming mill 0.3-1.5x20-80 of JSC Magnitogorsk Iron and Steel Works when profiling a shaped bent profile 20x20x0.8 mm with rolls inclined inward and a curved wall ("stand" of figure 1). For this purpose, several profiling options were used (including the method taken as the closest analogue). In all cases, the surface quality of the finished profiles and the degree of wear of the rolls of individual calibers were evaluated.

Наилучшие результаты (отсортировка по дефектам поверхности около 0,3% при минимальном износе валков) получены при профилировании по предлагаемому способу. При других вариантах профилирования (например, наличие контакта выпуклой поверхности стенки с верхним валком в черновых калибрах, отсутствие фиксации профиля от поперечного смещения в чистовом калибре, постоянная и равная номинальная величина межвалкового зазора в последних калибрах и др.) отсортировка по поверхностным дефектам составляла 0,8-3,5% при увеличении износа валков (снижение длительности их рабочей кампании) в 1,2-1,8 раза. Профилирование по известной технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога, дало отсортировку 2,4% с увеличением износа валков в 1,5 раза, причем общий расход валков (за счет профилирования не в восьми, а в десяти клетях) возрос почти в 2 раза. The best results (sorting by surface defects of about 0.3% with minimal wear on the rolls) were obtained by profiling according to the proposed method. With other profiling options (for example, the contact of a convex wall surface with the upper roll in draft calibers, the absence of a profile fixation from lateral displacement in the finishing gauge, a constant and equal nominal roll gap in the last calibers, etc.), sorting by surface defects was 0, 8-3.5% with increasing wear of the rolls (reducing the duration of their working campaign) 1.2-1.8 times. Profiling according to the known technology, selected as the closest analogue, gave a sorting of 2.4% with an increase in roll wear by 1.5 times, and the total consumption of rolls (due to profiling not in eight, but in ten stands) increased almost 2 times.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого объекта для решения поставленной задачи. Технико-экономическое преимущество его по сравнению с известным объектом заключается в увеличении выхода качественного проката примерно на 2% и уменьшении расхода валков не менее, чем в 1,5 раза. Thus, the experiments confirmed the acceptability of the claimed object to solve the problem. Its technical and economic advantage compared to the known object is to increase the yield of high-quality rolled products by about 2% and reduce the consumption of rolls by at least 1.5 times.

Пример. Гнутый профиль 20х20х0,8 мм (b 20, R 13, S 0,8 мм) (фиг.1) формируется в 8 калибрах, из которых I, II, VI к VIII выполнены с ребрами на нижних валках с целью поперечной фиксации формуемой полосы. В черновых (I-III) и промежуточных (IV-VI) калибрах контакт выпуклой поверхности изогнутой стенки профиля с верхним валком осуществляется только в точке, лежащей на средней вертикальной линии y-y каждого калибра. Величина межвалкового зазора δ в I-V калибрах 0,8 мм, в VI-VIII, соответственно

Углы подгибки α (по проходам):

(полки взаимно перпендикулярны).Example. A bent profile of 20x20x0.8 mm (b 20, R 13, S 0.8 mm) (Fig. 1) is formed in 8 calibers, of which I, II, VI to VIII are made with ribs on the lower rolls with the aim of lateral fixation of the formed strip . In draft (I-III) and intermediate (IV-VI) gauges, the convex surface of the curved profile wall is contacted with the upper roll only at a point lying on the middle vertical line yy of each gauge. The value of the roll gap δ in IV calibers is 0.8 mm, in VI-VIII, respectively

Bending angles α (along the aisles):

(shelves are mutually perpendicular).

Радиусы изгиба (закругления по проходам, мм): R₁ 80, r₁ 11; R₂ 34, r₃ 4,5; R₃ 20; r₃ 2,5; R₄ 14; r₄ 1,7; R₅.R₈ 13; R₅ 1,5; далее свободная гибка с получением r' ≈ 1,0 мм.Bending radii (rounding along the aisles, mm): R ₁ 80, r ₁ 11; R ₂ 34, r ₃ 4.5; R ₃ 20; r ₃ 2.5; R ₄ 14; r ₄ 1.7; R ₅ .R ₈ 13; R ₅ 1.5; then free bending to obtain r '≈ 1.0 mm

Claims

A method of manufacturing a bent profile with mutually perpendicular shelves and a concave wall, which consists in sequentially bending the edges of the original strip billet in calibers of a roll forming mill with the formation of shelves and their subsequent bending towards each other while simultaneously forming the wall and reducing all rounding radii to predetermined values, characterized in that that in all draft and intermediate gauges, the contact of the convex surface of the profile wall with the upper roll is carried out at a point located on days vertical line gauge in the latter intermediate and finishing caliber profile fixed on the transverse displacement of the lower flanges of the roll, and the roll gap δ in three recent increase of calibers δ ₁ = (1,2 ... 1,3) S to δ ₃ = (2.8 ... 3.0) S,
where S is the nominal thickness of the workpiece.