RU2222402C2 - Method for making symmetrical shapes - Google Patents
Method for making symmetrical shapes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2222402C2 RU2222402C2 RU2002100749/02A RU2002100749A RU2222402C2 RU 2222402 C2 RU2222402 C2 RU 2222402C2 RU 2002100749/02 A RU2002100749/02 A RU 2002100749/02A RU 2002100749 A RU2002100749 A RU 2002100749A RU 2222402 C2 RU2222402 C2 RU 2222402C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bending
- transition
- rift
- flange
- shelf
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при мелкосерийном производстве симметричных широкополочных (с шириной подгибаемых полок более 40 толщин исходной заготовки) гнутых профилей преимущественно с покрытием. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in small-scale production of symmetric wide-shelf (with a width of flexible shelves of more than 40 thicknesses of the initial workpiece) of bent profiles, mainly coated.
Известен способ (авт. св. 1754267 СССР от 15.08.92, БИ 30, кл. В 21 D 5/06. Способ профилирования преимущественно швеллеров.//Антипанов В.Г., Кириллов Р. И. , Пахомов Н.Т. и Кочубеев В.Н.), заключающийся в подгибке элементов профиля по переходам с технологическим перегибом элемента профиля в одном из переходов и последующим его выпрямлением за девять переходов, причем технологический перегиб производят в третьем переходе, а выпрямление - в двух последних. The known method (ed. St. 1754267 USSR of 08.15.92, BI 30, class B 21
Недостатком известного способа является невозможность изготовления широкополочных тонкостенных профилей из-за возникновения кромковой волнистости в условиях ограниченного числа переходов, характерного для применяемого оборудования при мелкосерийном характере производства (в описании данного аналога во всех трех примерах выполнения способа относительная ширина полки не превышала 17 при толщине стенок не менее 5 мм при изготовлении профиля за 9 переходов, а ограничением являлась именно кромковая волнистость). Кроме того, способ не может быть реализован, например, на шестиклетьевых станках семейства ГПС производства ФГУП "Ульяновский НИАТ", предназначенных для мелкосерийного производства профилей, вследствие ограниченности числа переходов. The disadvantage of this method is the impossibility of manufacturing wide-shelf thin-walled profiles due to the occurrence of edge waviness in a limited number of transitions characteristic of the equipment used for small-scale production (in the description of this analogue in all three examples of the method, the relative width of the shelf did not exceed 17 with a wall thickness of not less than 5 mm in the manufacture of the profile in 9 transitions, and the edge waviness was a limitation). In addition, the method cannot be implemented, for example, on six-stand tools of the GPS family of the FSUE Ulyanovsk NIAT, intended for small-scale production of profiles, due to the limited number of transitions.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является "Способ изготовления симметричных профилей" (авт. св. 1719124 СССР от 15.03.92, БИ 10, В 21 D 5/06//Антипанов В.Г., Кириллов Р.И., Гридневский В.И. и Кириллов А.С.), согласно которому изготовление симметричных профилей осуществляют последовательной по переходам подгибкой элементов профиля в валках профилегибочного станка с дополнительной подгибкой полок в межклетьевом пространстве на 3-4o.Closest to the proposed invention is a "Method for the manufacture of symmetrical profiles" (ed. St. 1719124 of the USSR dated 03.15.92, BI 10, B 21
Этот способ принят за прототип. У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки:
1. Подгибку полок осуществляют по переходам в валках профилегичного станка.This method is adopted as a prototype. The prototype and the claimed invention have the following similar essential features:
1. The bending of the shelves is carried out by transitions in rolls of a profiled machine.
2. В пространстве между клетьми производят дополнительную подгибку полок на 3-4o.2. In the space between the stands produce additional folding shelves 3-4 o .
Недостатком этого способа является низкое качество продукции при изготовлении в условиях ограниченного числа переходов широкополочных профилей с толщиной стенок не более 1 мм, обусловленное наличием дефектов типа кромковой волнистости и нарушений покрытия. The disadvantage of this method is the low quality of the products in the manufacture under conditions of a limited number of transitions of wide-shelf profiles with a wall thickness of not more than 1 mm, due to the presence of defects such as edge waviness and violations of the coating.
В условиях мелкосерийного производства (при частой смене объектов производства) экономически целесообразно использовать компактное оборудование и технологию производства длинномерных широкополочных профилей с минимальным числом переходов, предусматривающую сравнительно большие углы подгибки за переход. Однако известно (Тришевский И.С., Докторов М.Е. Теоретические основы профилирования. - М.: Металлургия. - 1980. - 288 с., стр. 76), что при изготовлении широкополочных профилей в роликах при больших углах подгибки возникает кромковая волнистость из-за больших деформаций периферийных участков подгибаемых полок, являющаяся практически неустранимым дефектом профиля. Известно также, что распределение нормальных контактных напряжений по ширине подгибаемой полки в калибре со стороны охватывающего ролика имеет вид вогнутой кривой, свидетельствующей о неравномерности распределения действующих сил и напряжений в контактной области (Тришевский И.С., Докторов М.Е. Теоретические основы профилирования. - М.: Металлургия. - 1980. - 288 с., стр. 221, рис. 122-а). Из-за различия линейных скоростей на поверхности конических участков роликов возникает скольжение между роликом и заготовкой, приводящее (при больших контактных силах) к нарушению целостности покрытия заготовки или рискам, что также ухудшает качество профиля. In conditions of small-scale production (with frequent changes in production facilities) it is economically feasible to use compact equipment and the production technology of long-length wide-shelf profiles with a minimum number of transitions, providing for relatively large bending angles per transition. However, it is known (IS Trishevsky, ME Doctors. Theoretical Foundations of Profiling. - M .: Metallurgy. - 1980. - 288 p., P. 76) that in the manufacture of wide-shelf profiles in rollers at large bending angles waviness due to large deformations of the peripheral sections of the foldable shelves, which is a practically unrecoverable profile defect. It is also known that the distribution of normal contact stresses along the width of the foldable shelf in caliber from the side of the enclosing roller has the form of a concave curve indicating the uneven distribution of the acting forces and stresses in the contact area (Trishevsky I.S., Doctors M.E. Theoretical basis for profiling. - M.: Metallurgy. - 1980. - 288 p., P. 221, Fig. 122-a). Due to the difference in linear velocities on the surface of the conical sections of the rollers, a slip occurs between the roller and the workpiece, which leads (with high contact forces) to a violation of the integrity of the coating of the workpiece or risks, which also affects the quality of the profile.
Техническая задача, решаемая данным изобретением, заключается в улучшении качества профиля за счет уменьшения неплоскостности полок из-за кромковой волнистости и нарушений целостности покрытия, а также уменьшении числа переходов за счет повышения жесткости подгибаемых элементов при сохранении точности линейных размеров профиля. The technical problem solved by this invention is to improve the quality of the profile by reducing the flatness of the shelves due to edge waviness and violation of the integrity of the coating, as well as reducing the number of transitions by increasing the rigidity of the bent elements while maintaining the accuracy of the linear dimensions of the profile.
Эта задача решается совокупностью уже существующих и новых существенных признаков. This problem is solved by a combination of existing and new significant features.
В известном способе улучшение качества профиля, в частности, точность линейных размеров обеспечивается тем, что изготовление профиля осуществляют последовательной по переходам подгибкой элементов профиля в валках профилегибочного станка с дополнительной подгибкой полок в межклетьевом пространстве на 3-4o.In the known method, improving the quality of the profile, in particular, the accuracy of the linear dimensions is ensured by the fact that the production of the profile is carried out by sequentially bending the bending of the profile elements in the rolls of the bending machine with additional bending of the shelves in the interstand space by 3-4 o .
Особенность предлагаемого способа заключается в том, что на первом переходе в средней части подгибаемой полки формуют устраняемый рифт выпуклостью наружу с постоянными радиусами сопряжения; на втором переходе производят подгибку полки со спрямлением рифта, а в межклетьевом пространстве между по крайней мере двумя из последующих переходов одновременно с дополнительной подгибкой полки производят ее поперечный изгиб выпуклостью наружу и последующее спрямление в очередном переходе в закрытом роликовом калибре, причем, высоту устраняемого рифта определяют по формуле:
где - относительная высота рифта ;
- относительный радиус сопряжения элементов рифта ;
- относительная ширина полки ;
S0 - толщина заготовки.A feature of the proposed method is that at the first transition in the middle part of the foldable shelf, the removable rift is formed by convexity outward with constant mating radii; at the second transition, the shelf is bent with straightening of the rift, and in the interstand space between at least two of the subsequent transitions, simultaneously with the additional folding of the shelf, it is transversely bent outward and then straightened in the next transition in a closed roller gauge, and the height of the rift to be removed is determined according to the formula:
Where - relative height of the rift ;
- relative radius of conjugation of rift elements ;
- relative width of the shelf ;
S 0 - the thickness of the workpiece.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что при подгибке полки во втором переходе на угол 25-40o жесткость полки увеличивают за счет рифта, уменьшая склонность ее к потере устойчивости в виде кромковой волнистости. Этим достигается возможность увеличения углов подгибки по сравнению с известными способами. Малая жесткость поперечного сечения всего профиля в межклетьевом пространстве между первым и вторым переходом (по сравнению с последующими) допускает продольный прогиб и выпучивание донной части, смягчая режим формовки. При этом, за счет спрямления рифта во втором переходе распределение нормальных контактных сил по ширине полки становится более равномерным, что позволяет предотвратить нарушение покрытия. В последующих переходах с целью уменьшения деформации полки за счет эффекта "наматывания" подгибаемой полки на ролик (которая существенно зависит от размеров контактной зоны), производят дополнительную подгибку полки в межклетьевом пространстве, с одновременным изгибом ее в поперечном направлении, например, с помощью вертикальных роликовых или жестких проводок, повышая, с одной стороны, жесткость подгибаемой полки в текущем межклетьевом пространстве с целью предотвращения кромковой волнистости, а с другой, создавая условия для более равномерного распределения контактных сил по ширине полке в следующем калибре для исключения повреждения покрытия. При этом точность линейных размеров сечения профиля по сравнению с известными способами не ухудшается: наличие дополнительной подгибки и применение замкнутых калибров гарантируют сохранение точности, тем более, что при мелкосерийном характере производства износ валков обычно незначителен.The essence of the proposed method consists in the fact that when bending the shelf in the second transition to an angle of 25-40 o, the rigidity of the shelf is increased due to the rift, reducing its tendency to lose stability in the form of edge waviness. This makes it possible to increase the bending angles in comparison with known methods. The low stiffness of the cross section of the entire profile in the interstand space between the first and second transitions (in comparison with the subsequent ones) allows longitudinal deflection and buckling of the bottom, softening the molding mode. Moreover, due to the straightening of the rift in the second transition, the distribution of normal contact forces along the width of the shelf becomes more uniform, which helps to prevent coating damage. In subsequent transitions, in order to reduce the deformation of the shelf due to the effect of "winding up" of the flexible shelf on the roller (which substantially depends on the size of the contact zone), additional folding of the shelf is made in the interstand space, while bending it in the transverse direction, for example, using vertical roller or rigid wiring, increasing, on the one hand, the rigidity of the foldable shelf in the current inter-stand space to prevent edge waviness, and on the other, creating conditions for more vnomernogo distribution of contact forces on the shelf width in this caliber in order to avoid damage to the coating. Moreover, the accuracy of the linear dimensions of the cross-section of the profile in comparison with the known methods does not deteriorate: the presence of additional bending and the use of closed gauges guarantee the preservation of accuracy, especially since with small-scale production, the wear of the rolls is usually negligible.
В качестве дополнительных эффектов можно указать также расширение технологических возможностей за счет увеличения номенклатуры профилей, в том числе малой толщины и широкими полками с покрытием; снижение производственных затрат, связанных с изготовлением, отладкой и сменой технологического оснащения; применением компактного оборудования, его эксплуатацией и т.д. As additional effects, one can also indicate the expansion of technological capabilities by increasing the range of profiles, including small thicknesses and wide shelves with a coating; reduction of production costs associated with the manufacture, debugging and change of technological equipment; the use of compact equipment, its operation, etc.
На фиг. 1 представлена схема формообразования швеллерного профиля; на фиг. 2 изображены эпюры нормальных контактных напряжений в прототипе и в предлагаемом способе; на фиг.3 приведены геометрические параметры рифта; на фиг. 4 дана схема реализации угла догибки и применяемой межклетьевой проводки. In FIG. 1 is a diagram of the shaping of the channel profile; in FIG. 2 shows plots of normal contact stresses in the prototype and in the proposed method; figure 3 shows the geometric parameters of the rift; in FIG. 4 shows a diagram of the implementation of the angle of folding and the applicable interstand wiring.
Предлагаемый способ реализуется на профилегибочном шестиклетьевом станке ГПС-350М6, содержащем также направляющее и правильное устройства, следующим образом. Заготовка подается в направляющее устройство, а затем в роликовый калибр первого перехода (фиг.1), где выполняются рифты с расположением их центров симметрии по середине будущей полки с параметрами, определенными в формуле изобретения. Радиусы сопряжения элементов рифта R выбирают из условий перехода заготовки в пластическое состояние при изгибе (при R/S0≈5, где s - толщина заготовки, радиальное напряжение составляет порядка 10% от предела текучести, а из условия пластичности σρ-σθ = -σs следует, что -σθ = -σs. Здесь σρ, σθ - радиальное и тангенциальное напряжения; σs - предел текучести материала). Это означает, что вытяжка полки в широтном направлении практически отсутствует. Из рассмотрения фиг. 3 следует система уравнений (Горбунов М. Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. М.: Машиностроение, 1981. - 224с., с.51):
h = 2•R(1-cosξ)
где ξ - внутренний угол, соответствующий элементу рифта в обозначениях фиг. 3.The proposed method is implemented on a six-gang roll forming machine GPS-350M6, which also contains a guide and a correct device, as follows. The workpiece is fed into the guiding device, and then into the roller gauge of the first transition (Fig. 1), where rifts are performed with their symmetry centers located in the middle of the future shelf with the parameters defined in the claims. The radii of conjugation of the rift elements R are selected from the conditions of the transition of the workpiece to the plastic state during bending (at R / S 0 ≈5, where s is the thickness of the workpiece, the radial stress is about 10% of the yield strength, and σ ρ -σ θ = from the plasticity condition −σ s implies that −σ θ = −σ s . Here σ ρ , σ θ are the radial and tangential stresses; σ s is the yield strength of the material). This means that the shelf hood in the latitudinal direction is practically absent. From consideration of FIG. 3 follows a system of equations (Gorbunov M.N. Procurement and stamping technology in aircraft manufacturing. M: Mashinostroenie, 1981. - 224 p., P. 51):
h = 2 • R (1-cosξ)
where ξ is the internal angle corresponding to the element of the rift in the notation of FIG. 3.
Из вышеприведенной системы исключением ξ легко получить выражение для определения высоты рифта, используемое в формуле изобретения. Задействованную ширину полки 1/3•b берут, исходя из соображений соответствия изогнутого участка эпюре напряжений. Так, при ширине заготовки под рифт более b/3 высота рифта становится слишком большой, что затрудняет заход профиля в роликовый калибр и переформовку профиля, а при малой ширине - высота рифта мала и не достигается пластическое состояние заготовки в калибре: имеет место значительное пружинение. By eliminating ξ from the above system, it is easy to obtain an expression for determining the height of the rift used in the claims. The involved
Во втором переходе происходит осадка рифта (выпрямление полки), причем, контактные напряжения выравниваются по величине в соответствии с фиг.2, а в межклетьевом пространстве после второго перехода в промежуточной клети производят поперечный изгиб профиля с одновременной догибкой полки на 3-4o с помощью межклетьевой проводки (см. фиг.4).In the second transition, the rift settles (straightening of the shelf), moreover, the contact stresses are aligned in magnitude in accordance with FIG. 2, and in the interstand space after the second transition in the intermediate stand transverse profile bending is performed with simultaneous bending of the shelf by 3-4 o using inter-stand wiring (see figure 4).
Межклетьевая проводка (см. фиг.4) применяется для догибки полки профиля 1 с помощью роликов 7, установленных на осях, жестко укрепленных на ползуне 5. Ползун 5 имеет возможность позиционирования вдоль направляющей 6, шарнирно соединенной со стойкой 8, с помощью винта 3, замкнутого на направляющую 6 через поперечину 2. В свою очередь поперечина 2 шарнирно соединена с натяжкой 4, имеющей возможность поворота и фиксации в дисковой головке с широким пазом стойки 8. Регулировку стойки по высоте по отношению к поверхности рабочего стола станка осуществляют через прокладки. Стойка крепится к рабочему столу станка двумя винтами через отверстия в основании стойки межклетьевой проводки. Inter-stand wiring (see Fig. 4) is used to bend the
Радиус изгиба подгибаемой полки после второго перехода назначают таким, чтобы величина стрелы прогиба полки не превышала величины рифта на первом переходе из соображений нормального захода профиля в роликовый калибр (практически следует брать то же значение h). Величина угла догибки лимитируется значениями в 5-6o, поскольку при большом поперечном прогибе полки возможен излом натянутой кромки профиля. На последующих переходах процедура может быть повторена при необходимости. Шестой переход является калибрующим, а выходящий из него профиль переходит в правильное устройство, которое создает благоприятные условия для калибровки с целью уравновешивания напряжений.After the second transition, the bending radius of the foldable flange after the second transition is set so that the magnitude of the deflection of the flange does not exceed the rift value at the first transition for reasons of normal profile entry into the roller gauge (practically the same value of h should be taken). The magnitude of the angle of folding is limited by values of 5-6 o , since with a large transverse deflection of the shelf, a break in the stretched edge of the profile is possible. In subsequent transitions, the procedure can be repeated if necessary. The sixth transition is calibrating, and the profile emerging from it passes into the correct device, which creates favorable conditions for calibration in order to balance the stresses.
Пример конкретного исполнения. По предлагаемому способу за шесть переходов получен швеллерный профиль размером сечения 110•60•0,7 мм из оцинкованной стали при отсутствии кромковой волнистости. Депланации полок не превышали 0,6 мм/м, что соответствует условиям на поставку профилей. Нарушений покрытия не обнаружено. Применение традиционной схемы и схемы прототипа приводят к кромковой волнистости с шагом 51-72 мм и амплитудой до 4 мм при задействовании всех шести клетей профилегибочного станка. Кроме того, на поверхности полок наблюдались темные полосы с относительно регулярным шагом под углом примерно 45o к линии профилирования. Из опыта профилирования в ФГУП "Ульяновский НИАТ" следует, что для изготовления этого профиля по схеме прототипа потребовалось бы не менее 8-9 переходов.An example of a specific implementation. According to the proposed method, for six transitions, a channel profile with a section size of 110 • 60 • 0.7 mm is obtained from galvanized steel in the absence of edge waviness. Deplanation of the shelves did not exceed 0.6 mm / m, which corresponds to the conditions for the supply of profiles. No coating disturbances were found. The application of the traditional scheme and the prototype scheme lead to edge waviness with a pitch of 51-72 mm and an amplitude of up to 4 mm when all six stands of the profile bending machine are activated. In addition, on the surface of the shelves were observed dark stripes with a relatively regular pitch at an angle of about 45 o to the line of profiling. From the profiling experience at FSUE Ulyanovsk NIAT it follows that at least 8-9 transitions would be required to produce this profile according to the prototype scheme.
Заявляемое изобретение не оказывает отрицательных воздействий на состояние окружающей среды. The claimed invention does not adversely affect the state of the environment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002100749/02A RU2222402C2 (en) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | Method for making symmetrical shapes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002100749/02A RU2222402C2 (en) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | Method for making symmetrical shapes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002100749A RU2002100749A (en) | 2003-08-27 |
RU2222402C2 true RU2222402C2 (en) | 2004-01-27 |
Family
ID=32090613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002100749/02A RU2222402C2 (en) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | Method for making symmetrical shapes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2222402C2 (en) |
-
2002
- 2002-01-08 RU RU2002100749/02A patent/RU2222402C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2377628B1 (en) | Methods and apparatus for monitoring and conditioning strip metal | |
EP2018911B1 (en) | Method for correcting pipe and method for producing pipe by using that correction method | |
AU5943400A (en) | Universal roll crossing system | |
CN113877987B (en) | Method for presetting working parameters of roller type straightening machine | |
RU2222402C2 (en) | Method for making symmetrical shapes | |
JPS59229213A (en) | Method for changing distribution of thickness in width direction of metallic strip | |
KR100216299B1 (en) | Six-stage rolling mill | |
RU2339475C2 (en) | Method of pipe blank manufacture in pipe electric welding line | |
JP3197661B2 (en) | Method for manufacturing square tube with excellent shape characteristics | |
RU2764911C1 (en) | Method for rolling railway rails with double slopes of the inner faces of the flanges of the base | |
RU2302916C1 (en) | Reinforcing wire production method | |
JP2007196278A (en) | Universal rolling mill and universal rolling method of shape | |
RU2036037C1 (en) | Bending shape production method | |
RU2071848C1 (en) | Method of making roll-formed different-flange angles | |
RU2784711C1 (en) | Method for levelling steel rolled stock | |
RU2148449C1 (en) | Method for profiling equal-flange angles | |
RU2136421C1 (en) | Method for straightening rolled piece and roller-type straightening machine for performing the same | |
RU2063822C1 (en) | Method of welded pipes and bent welded shapes with longitudinal welding seam production | |
RU2307334C1 (en) | Method of testing steel | |
RU2071850C1 (en) | Method of making bent shapes with closed and semiclosed cross sections | |
CN117171904A (en) | Roller system structure design method of stretch bending straightener based on elastic deformation of roller system | |
RU2014165C1 (en) | Method for manufacturing longitudinally welded pipes | |
RU2255825C1 (en) | Steel strip straightening method | |
SU919779A1 (en) | Bent section producing method | |
Belskiy et al. | Analysis of geometrical parameters of hot-rolled rolling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060109 |