RU2114712C1

RU2114712C1 - Roll grooved pass system for making trough-shaped bent sections

Info

Publication number: RU2114712C1
Application number: RU97106628A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Антипанов; М.Ф. Сафронов; С.В. Кривоносов; В.Ф. Афанасьев
Original assignee: Акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: rolled stock production, namely manufacture of rather small trough-shaped bent sections. SUBSTANCE: roll grooved pass system includes mounted with gap in pairs upper and lower rolls having mean and edge members being bodies of revolution and having shaping radius portions. Said rolls form successively arranged rough, intermediate and finish grooved passes. Mean members of upper rolls of last rough pass and of all intermediate passes are in the form of two truncated cones joined by their small bases. Inclination angle of cone generatrix relative to its axis consists 20-35 degrees. Edge members of said rolls are in the form of truncated cones turned by their small bases towards mean members. Cone generatrix is inclined relative to cone axis by angle 10-12 degrees. Value of shaping radius of mean members of said rolls consists 0.5-0.8 of shaping radius of edge members. EFFECT: enhanced quality of trough shaped sections, increased wear resistance of rolls. 1 dwg , 1 expd

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении корытных гнутых профилей относительно малых размеров. The invention relates to rolling production and can be used in the manufacture of trough bent profiles of relatively small sizes.

Для изготовления гнутых корытных профилей применяют калибры, образуемые парами верхних и нижних валков, содержащих цилиндрические и конические формирующие элементы и установленных в черновых, промежуточных и чистовых клетях профилегибочного стана. Характерная система калибров (калибровка валков) для корытных профилей описана, например, в [1]. Корытные профили можно изготавливать как на непрерывных станах, так и на станах с поштучным процессом профилирования, причем в последнем случае требуется большее количество формующих клетей. For the manufacture of bent trough profiles, gauges are used, formed by pairs of upper and lower rolls containing cylindrical and conical forming elements and installed in rough, intermediate and finishing stands of a roll forming mill. The characteristic gauge system (roll calibration) for trough profiles is described, for example, in [1]. Trough profiles can be made both on continuous mills and on mills with a single-piece profiling process, and in the latter case, a larger number of forming stands is required.

Известен способ производства гнутых корытных профилей, которые в первых проходах формуют как швеллер, а при достижении полками угла подгибки 45 - 60^o осуществляют их перегиб вниз с образованием горизонтальных отбортовок [2]. Недостаток способа - повышенное число клетей и невозможность применения для профилей большой высоты с удлиненными отбортовками.A known method for the production of bent trough profiles, which in the first passes is molded as a channel, and when the shelves reach a bending angle of 45 - 60 ^o they are bent down to form horizontal flanges [2]. The disadvantage of this method is the increased number of stands and the inability to use for profiles of high height with elongated flanges.

Известен также способ изготовления гнутого корытного профиля, в котором после каждого из трех последних проходов осуществляют центрирование полосы с дополнительным приложением вертикальных усилий к дну профиля, а после чистовых проходов прикладывают дополнительные горизонтальные усилия к нижним участкам стенок [3]. Недостаток этого способа - повышенный расход валков и вертикальных роликов. There is also a method of manufacturing a bent trough profile, in which, after each of the last three passes, the strip is centered with additional vertical forces applied to the bottom of the profile, and after finishing passes additional horizontal forces are applied to the lower sections of the walls [3]. The disadvantage of this method is the increased consumption of rolls and vertical rollers.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является система калибров (калибровка валков) для производства равнополочных корытных профилей, описанная в [4]. The closest analogue to the claimed object is a system of calibers (calibration of rolls) for the production of equal shelf trough profiles, described in [4].

Эта система калибров содержит попарно установленные с зазором верхние и нижние валки со средним и краевыми элементами в форме тел вращения с формующими радиусами, образующими последовательно расположенные черновые, промежуточные и чистовые калибры. This gauge system contains the upper and lower rolls pairwise installed with a gap with the middle and edge elements in the form of bodies of revolution with forming radii forming successive rough, intermediate and finishing calibers.

Недостатком известной системы калибров является возможность защемления и раскатки валками стенки и горизонтальных полок профиля (особенно - при разнотолщинной заготовке и неправильной настройке стана), что ухудшает геометрию проката и повышает износ валков. A disadvantage of the known gauge system is the possibility of pinching and rolling by the rolls of the wall and horizontal shelves of the profile (especially when the workpiece is of different thicknesses and the mill is incorrectly adjusted), which worsens the geometry of the car and increases the wear of the rolls.

Технической задачей изобретения является улучшение качества (геометрии) гнутых корытных профилей и повышение износостойкости валков. An object of the invention is to improve the quality (geometry) of bent trough profiles and increase the wear resistance of the rolls.

Для решения задачи в системе калибров, содержащей попарно установленные с зазором верхние и нижние валки со средним и краевыми элементами в форме тел вращения с формующими радиусами, образующими последовательно расположенные черновые, промежуточные и чистовые калибры, средние элементы верхних валков последнего чернового и всех промежуточных калибров выполнены в виде двух усеченных конусов, сопряженных меньшими основаниями и выполненных с углом наклона образующей к оси, составляющим 20 - 25^o, а краевые элементы этих валков выполнены в виде усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями к средним элементам и выполненных с углом наклона образующей к оси, составляющим 10 - 12^oC, при этом величина формующего радиуса средних элементов упомянутых валков составляет 0,5 - 0,8 от величины формующего радиуса краевых элементов.To solve the problem in a system of calibers containing upper and lower rolls paired with a gap with middle and boundary elements in the form of bodies of revolution with forming radii forming successively arranged draft, intermediate and finishing calibers, the middle elements of the upper rolls of the last draft and all intermediate calibers are made in the form of two truncated cones, paired with smaller bases and made with an angle of inclination of the generatrix to the axis of 20 - 25 ^o , and the edge elements of these rolls are made in de truncated cones, facing smaller bases to the middle elements and made with an inclination angle of the generatrix to the axis of 10 - 12 ^o C, while the value of the forming radius of the middle elements of the said rolls is 0.5 - 0.8 of the value of the forming radius of the edge elements.

Приведенные математические величины получены в результате опытов и являются эмпирическими. The given mathematical values are obtained as a result of experiments and are empirical.

Сущность данного технического решения заключается в максимальном освобождении (в определенных калибрах) горизонтальных элементов формуемого профиля от контакта с верхними валками; контакт металла с инструментом осуществляется, практически, только по формующим участкам (закруглениям). При этом радиусы закреплений различны для кромок профиля и его стенки. The essence of this technical solution is to maximize the release (in certain calibers) of the horizontal elements of the formed profile from contact with the upper rolls; metal contact with the tool is carried out, practically, only on the forming sections (rounding). In this case, the radii of fastenings are different for the edges of the profile and its wall.

В известной же системе калибров в каждом из них все горизонтальные элементы формуемого профиля контактируют с обоими валками, что может привести к зажатию определенных участков полосы и ее раскатке с появлением волнистости, а также ускоренному износу соответствующих элементов валков. In the well-known gauge system in each of them, all horizontal elements of the formed profile are in contact with both rolls, which can lead to pinching of certain sections of the strip and its rolling with the appearance of waviness, as well as accelerated wear of the corresponding elements of the rolls.

Известно [4] , что на части поверхности валков при профилировании давление металла либо очень мало, либо отсутствует. Так, при формовке корытного профиля "свободна" от давления металла вся средняя цилиндрическая часть верхнего валка, что делает возможным контактирование этого валка с горизонтальной стенкой формуемого профиля только по радиусам изгиба (см. фиг. 1). Так, если при заходе в последующий калибр участки изгиба между вертикальной и горизонтальной полками профиля контактируют, прежде всего с цилиндро-коническими боковыми элементами нижнего валка (их диаметр больше, чем у аналогичных элементов верхнего валка), то для формирования горизонтальных полок достаточен их контакт с верхним валком только по кромкам полосы. It is known [4] that on the part of the surface of the rolls during profiling, the metal pressure is either very small or absent. So, when forming the trough profile, the entire middle cylindrical part of the upper roll is “free” of metal pressure, which makes it possible to contact this roll with the horizontal wall of the formed profile only along bending radii (see Fig. 1). So, if, when entering the subsequent gauge, the bending sections between the vertical and horizontal profile shelves come into contact, first of all, with the cylinder-conical side elements of the lower roll (their diameter is larger than that of similar elements of the upper roll), then contact with top roll only along the edges of the strip.

Система калибров содержит и известные калибры (первые черновые и чистовые), которые за счет достаточно большой площади контакта инструмента с формуемой полосой обеспечивают прохождение ее через калибры без пробуксовки. The gauge system also contains well-known calibers (first draft and finishing), which due to the sufficiently large contact area of the tool with the formed strip ensure its passage through the calibers without slipping.

На чертеже схематично показаны I, IV, VIII калибры. The drawing schematically shows I, IV, VIII calibers.

Система калибров содержит черновые (I - III), промежуточные (IV - VI) и чистовые (VII - VIII) калибры, каждый из которых образован верхним 1 и нижним 2 валками, установленными с заданным зазором S (обычно он равен номинальной толщине полосы). The gauge system contains draft (I - III), intermediate (IV - VI) and finishing (VII - VIII) calibers, each of which is formed by the upper 1 and lower 2 rolls installed with a given clearance S (usually it is equal to the nominal strip thickness).

Валки I, II и VII калибров состоят из цилиндрических 3 и конических 4 элементов, валки VIII (последнего чистового) калибра - только из цилиндрических 3 элементов, а верхние валки III - VI калибров - только из конических 4 элементов. Средние элементы 5 верхних валков III - VI калибров имеют форму усеченного конуса и соединены своими меньшими основаниями d_b < D_b, а их образующие наклонены к осям усеченных конусов под углом α = 20 - 25^o. Краевые элементы 6 этих валков также выполнены в виде усеченных конусов с большим диаметром

на внешних торцах 7 и с наклоном их образующих к осям конусов под углом β = 10 - 12^o. Формующие радиусы 8 средних элементов верхних валков калибров III - VI равны R₁ (в последней клети их величина соответствует заданным радиусам изгиба на готовом профиле), а аналогичные радиусы 9 краевых элементов этих же валков равны R₂, причем R₁ = (0,6 - 0,8)R₂.Rolls I, II and VII of gauges consist of cylindrical 3 and conical 4 elements, rolls of VIII (last finishing) gauge - only of cylindrical 3 elements, and upper rollers III - VI calibers - only of conical 4 elements. The middle elements of the 5 upper rolls of III - VI calibers have the shape of a truncated cone and are connected by their smaller bases d _b <D _b , and their generators are inclined to the axes of the truncated cones at an angle α = 20 - 25 ^o . The edge elements 6 of these rolls are also made in the form of truncated cones with a large diameter

at the outer ends 7 and with the slope of their generatrices to the axes of the cones at an angle β = 10 - 12 ^o . The forming radii of the 8 middle elements of the upper rolls of calibers III - VI are equal to R ₁ (in the last stand, their value corresponds to the specified bending radii on the finished profile), and the similar radii of 9 edge elements of the same rolls are equal to R ₂ , with R ₁ = (0.6 - 0.8) R ₂ .

Меньшая величина формующих радиусов R₁ обусловлена тем, что в связи с большими величинами давлений металла на участки радиусов 8 валков они изнашиваются (что проявляется в увеличении радиусов R₁) быстрее, чем участки радиусов 9. Таким образом, при правильно выбранном соотношении между величинами R₁ и R₂ все радиусы "подойдут" к своей предельно допустимой величине практически одновременно, т.е. ремонт (переточка с восстановлением заданных величин радиусов) всех элементов валков будет осуществляться в одно время.The smaller value of the forming radii R ₁ is due to the fact that, due to the large metal pressures on the sections of the radii 8 of the rolls, they wear out (which manifests itself in an increase in the radii R ₁ ) faster than the sections of the radii 9. Thus, with the right ratio between the values of R ₁ and R ₂ all radii “fit” to their maximum permissible value almost simultaneously, i.e. repair (regrinding with restoration of the given radius values) of all elements of the rolls will be carried out at the same time.

Опытную проверку заявляемой системы калибров производили на профилегибочных станах 0,3-1,5 • 20-90 и 1-4 • 50-300 АО "ММК". С этой целью опробовались два варианта калибров: изготовленный по известной схеме [1, 4] и по предлагаемой. An experimental verification of the inventive system of calibres was performed on roll forming mills 0.3-1.5 • 20-90 and 1-4 • 50-300 of MMK JSC. For this purpose, two versions of calibers were tested: manufactured according to the known scheme [1, 4] and according to the proposed one.

В ходе опытов сравнивалось качество (геометрия) получаемых равнополочных корытных профилей толщиной 1 - 3 мм с пределом прочности σ_в≤ 470 МПа.During the experiments, the quality (geometry) of the obtained equal-shelf trough profiles 1–3 mm thick with a tensile strength σ _of ≤ 470 MPa was compared.

Опыты показали, что уровень качества профилей, изготовленных с применением предлагаемой системы калибров, был выше. Так, выход профилей высокой точности (по ГОСТ 8263) возрос в среднем на 10%, а повышенной точности - на 8%. Расход валков при этом был меньше почти на 25%. The experiments showed that the quality level of the profiles made using the proposed system of calibers was higher. Thus, the yield of high accuracy profiles (according to GOST 8263) increased by an average of 10%, and increased accuracy by 8%. In this case, the roll consumption was almost 25% less.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Система калибров для производства гнутого корытного профиля из заготовки толщиной 2 мм содержит семь пар формующих валков. Средние элементы валков последнего чернового (III) и всех промежуточных (IV, V и VI) калибров выполнены в виде двух усеченных конусов, соединенных торцевыми поверхностями меньших диаметров и с наклоном образующих к осям конусов под углом 22^o, а краевые элементы этих валков выполнены также коническими с большими диаметрами на внешних торцах и с наклоном образующих к осям конусов под углом 11^o, при этом формующие радиусы средних элементов R₁ = 0,65 • R₂ = 0,65 • 2 = 1,3 мм (R₂ - формующие радиусы крайних элементов).The gauge system for the production of a bent trough profile from a 2 mm thick blank contains seven pairs of forming rolls. The middle elements of the rolls of the last draft (III) and all intermediate (IV, V and VI) calibres are made in the form of two truncated cones connected by end surfaces of smaller diameters and tilted to form the cones axes at an angle of 22 ^o , and the edge elements of these rolls are also made conical with large diameters at the outer ends and with a slope of the cones forming to the axes at an angle of 11 ^o , while the forming radii of the middle elements are R ₁ = 0.65 • R ₂ = 0.65 • 2 = 1.3 mm (R ₂ - forming radii of extreme elements).

Claims

A gauge system for the production of bent trough profiles, comprising upper and lower rolls pairwise mounted with a gap with middle and edge elements in the form of bodies of revolution with forming radii forming successively arranged draft, intermediate and finishing calibers, characterized in that the middle elements of the upper rolls of the last draft and all intermediate gauges are made in the form of two truncated cones, paired with smaller bases and made with an angle of inclination of the generatrix to the axis, comprising 20 - 25 ^o , and the edge elements of these rolls are made in the form of truncated cones facing with smaller bases to the middle elements and made with an inclination angle of the generatrix to the axis of 10-12 ^o , while the value of the forming radius of the middle elements of the above rolls is 0.5 - 0.8 from the value of the forming radius of the edge elements.