UA4816U - Спосіб поділу гнутих профілів - Google Patents

Abstract

Спосіб поділу гнутих профілів прокату, що включає попереднє надрізування зсувом неспрофільованої стрічки, що рухається, на глибину, меншу за глибину тріщиноутворювання, спрямлення її в напрямку, протилежному напрямку попереднього надрізування, і профілювання стрічки у профіль потрібного перерізу з наступним остаточним відділенням профілю по площині попереднього надрізу. Одночасно з надрізуванням виконують прорізання частини заготовки, яка знаходиться між надрізаними ділянками на ножах із відповідною криволінійною формою, зумовленою видом профілю, що розрізають.

Description

Корисна модель належить до галузі обробки металів тиском і може бути використаний для поділу гнутих профілів прокату, переважно в лініях безперервних станів (профілезгинальних, трубоелектрозварювальних).

Технічною проблемою в області розподілу гнутих профілів прокату, що рухаються, є безвідходне розподілення без порушення геометричних розмірів поперечного перерізу профілів довільної форми та без обмеження швидкості профілювання.

Відомі способи поділу профілів, що рухаються, у лініях різних станів, які містять спільні ознаки зі способом, що заявляється: переміщення профілю у вісьовому напрямку й остаточне відділення з відходом на прорізний шар мірної заготовки (11.

При цьому для різки профілю, що рухається, застосовують один з відомих "летючих" відрізних пристроїв: "летючі" пили, штампи й таке ін., які не тільки викривляють поперечний переріз профілю (зминання, завальцювання, задирки), але й обмежують максимально можливу швидкість профілювання, тобто продуктивність стану, через необхідність зворотно-поступального переміщення разом з профілем, якій розрізають, вузла, що ріже, котрий має значну масу.

Відомий спосіб поділу, який складається з попереднього надрізування профілю зсувом на величину, меншу за глибину тріщиноутворення, пересування профілю у вісьовому напрямку на величину довжини заготовки, що відрізається, фіксації його, а потім попередньої надрізки наступної заготовки з одночасною остаточною відрізкою попередньої заготовки по площині попереднього надрізу у напрямку, протилежному напрямку попереднього надрізу (21.

Проте, надрізування зсувом готового профілю, особливо закритого типу, обов'язково приведе до сильного зминання поперечного перерізу, а переміщення у вісьовому напрямку на величину заготовки, що відрізається, та наступна фіксація надрізаного профілю виключає можливість остаточного відділення мірної заготовки у процесі переміщення профілю у лінії безперервного стану.

Найбільш близьким рішенням до способу, що заявляється, за технічною сутністю та результатом, що досягають, є спосіб поділу гнутих профілів прокату за джерелом |ЗЇ, прийнятий за прототип, який містить попереднє надрізування зсувом на глибину, меншу за глибину тріщиноутворення, спрямлення стрічки в напрямку, який протилежний напрямку попереднього надрізування, профілювання стрічки у профіль потрібного перерізу з остаточним відділенням профілю. При цьому остаточний поділ гнутого профілю виконують із застосуванням знакоперемінного навантаження, що ламає, або розігрівом місця надрізу і застосуванням розтягувального навантаження (ЗІ.

Причиною, яка обмежує технологічні можливості способу, є те, що зі зменшенням товщини стрічки, що профілюють, зростають труднощі настроювання надрізного пристрою на необхідну висоту надрізки, тому що ця висота складає певну частину від початкової товщини та залежить від механічних властивостей матеріалу заготовки, котрі змінюються у достатньо широкому діапазоні (через наявність анізотропії властивостей для катаної штаби по ширині й довжині). Крім цього, через малу висоту надрізу штаби, проблематичним стає визначення необхідної міцності на розрив залишкової ненадрізаної ділянки переріза, який надрізають, відповідно з епюрою розтягуючих напружень, що обумовлено натягом стрічки у процесі профілювання і формою поперечного перерізу профілю.

В основу корисної моделі поставлена задача створення способу поділу гнутих профілів, в якому нові операції та послідовність їх виконання дозволять забезпечити й прогнозувати міцність надрізаної ділянки відповідно з епюрою розтягуючих напружень при профілюванні та формою поперечного перерізу профілю, що дозволить підвищити якість поділу й продуктивність процесу при розширенні технологічних можливостей.

Для рішення поставленої задачі у способі поділу гнутих профілів прокату, який містить попереднє надрізування зсувом неспрофільованої стрічки, що рухається, на глибину, меншу за глибину тріщиноутворювання, спрямлення її в напрямку, протилежному напрямку попереднього надрізування, профілювання стрічки у профіль потрібного перерізу з наступним остаточним відділенням (завдяки розтягувальному із розігрівом або знакоперемінному навантаженню) профілю по площині попереднього надрізу, відповідно з корисною моделлю, одночасно з надрізуванням виконують прорізання частини заготовки, яка знаходиться між надрізаними ділянками на ножах, один з яких має відповідну криволінійною формою, зумовлену видом профілю, що розрізають.

Істотність розробленого у корисній моделі прорізання частини заготовки полягає у можливості визначення міцності ділянки на розрив, відповідно з епюрою розтягуючих напруг і формою поперечного перерізу стрічки, яка рухається у процесі профілювання, що підвищує якість поділу (завдяки виключенню завертання країв стрічки через відповідність розподілу міцності епюрі розтягуючих напруг по перерізу стрічки) та продуктивність процесу.

Стрічку, що рухається, прорізають верхнім рухливим ножем з плоскою кромкою, яка ріже, на опуклому нижньому ножі, залишаючи нерозрізаними ділянки стрічки в необхідних місцях. Прорізані ділянки, які спираються на опуклості матриці, подовжуються і радіус опуклостей обирається таким, щоб фактичне подовження металу не перевищувало 7595 І4| відносного подовження, вказаного у стандарті для даної сталі.

Сумарна довжина непрорізаних ділянок стрічки має опір на розрив, відповідний натягу стрічки у процесі профілювання. Змінюючи кількість та довжину непрорізаних ділянок легко досягти оптимального співвідношення між міцністю цих ділянок на розрив та епюрою розтягуючих напруг у поперечному перерізі стрічки, що надрізана, при її натязі у процесі профілювання.

Все це суттєво розширює використання, підвищує якість і створює нові технологічні можливості способу, що заявляється, порівняно із прототипом. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, які відображають:

Фіг.1 - Надрізана стрічка дугообразним ножем (фронтальний вид), де 5 - товщина стрічки, г- внутрішній радіус дути ділянки після зсуву з прорізкою,

Н - висота вигину штаби після зсуву з прорізкою,

І- довжина дуги ділянки після зсуву з прорізкою, є - центральний кут прорізки по дузі ділянки, с - ширина прорізаної ділянки (хорда при центральному куті), 1 - прорізана ділянка, 2 - надрізана ділянка, З - суцільна стрічка,

А-А, Б-Б - поперечні перерізи.

Фіг.2 - Надрізана стрічка дугообразним ножем (вид зверху), де В - ширина стрічки.

Фіг.3 - Поперечний переріз А-А - форма прорізаної ділянки.

Фіг.4 - Поперечний переріз Б-Б - форма прорізаної ділянки.

Оптимізувати величину розтягуючих напруг та деформацію у ділянках, що прилягають до фігурного ножа, можливо також змінюючи форму надрізу, наприклад, з дугоподібної на П-подібну чи якусь іншу. або завдяки сумісному використанню форми ножів верхній-нижній: плоский-дугоподібний, дугоподібний-плоский, дугоподібний-дугоподібний (у протифазі), плоский-П-подібний, П-подібний-плоский, П-подібний-П-подібний (у протифазі), П-подібний-дугоподібний (у протифазі), дугоподібний-П-подібний (у протифазі) і таке ін.

Спосіб здійснюється наступним чином:

На безперервному агрегаті для виробництва П-подібних профілів рулони стрічки поступають на рулонорозмотувач, де виконують відгинання переднього кінця рулону, його розмотку, правку на роликовій листоправильній машині, обрізку переднього й заднього кінців рулону й подачу стрічки до профілезгинальної машини. Раніш, ніж потрапити у формувальний стан, проводять обрізання стрічки з двох боків на дискових ножицях, чим досягається необхідна точність по ширині, яка забезпечує якісну формовку.

Потім, відповідно із запропонованою корисною моделлю, стрічку надрізають зсувом у пристрої, що являє собою, наприклад, "летючий" короткоходовий штамп із індивідуальним приводом, що працює у режимі запуску.

Одночасно з надрізуванням виконують прорізання частини заготовки, яка знаходиться між надрізаними ділянками на ножах, один з котрих має відповідну криволінійну форму, що зумовлена видом профілю, який розрізають.

Стрічку, що надрізана зсувом, при подальшому русі спрямляють валками у процесі її профілювання.

Спрофільований П-подібний профіль направляють у правильну машину, де у процесі правки до нього прикладають знакоперемінне навантаження, під дією якого надрізаний П-подібний профіль проходить правку, а в місцях надрізу зсувом мікротріщини концентратора напруг розвиваються у макротріщини, та відбувається остаточне розподілення профілю по площині попереднього надрізу.

Після поділу профіль поступає по обвідному грату на рольганг, який транспортує його до навантажувача.

Приклад конкретного виконання способу.

Для стрічки з поперечним перерізом 2х200мм з сталі Ст Зпс ГОСТ 380-71 зусилля надрізки зсувом Р до початку тріщиноутворювання паралельними ріжучими кромками буде:

Р-125.5.Ї бортах -125:2:200.400 - - 200000 , де Ссвтах -400МПа | айбільша границя міцності на зріз для сталі Ст Зпс ГОСТ 380-71 (Ссртіп 7330 МПа). 125. коефіцієнт запасу по зусиллю для обліку випадкових факторів: анізотропії механічних властивостей матеріалу, притуплення ріжучих кромок ножів і таке саме.

Етапи й послідовність розрахунку технологічних параметрів та геометрії інструменту такі: 1. Оцінюють величину натягу Рнат стрічки при профілюванні П-подібного профілю для стрічки з перерізом 2х200мм, - Рнат не перевищує 6кН. 2. Ненадрізані ділянки стрічки повинні витримувати зусилля натягу, тобто:

Е.овтіп » Рнат дей - сумарна площа ненадрізаних ділянок,

Е-5-:1д5.К-5.6.2.065-39, . мм, де 5 - кількість ненадрізаних ділянок, 1д-6 - довжина ненадрізаної ділянки,

Кк-0,65 - коефіцієнт заповнення ненадрізаною площиною прямокутника з розмірами їдх5;

Свтіп -З80МПа границя міцності Ст Зпс.

Тоді 39.380 » 6000 Н. тобто 148кН» бкнН що забезпечує стійкість процесу профілювання з ненадрізаними ділянками стрічки, а, таким чином, і потрібне зусилля їх на розрив може бути зменшене до більшої відповідності зусиллю натягу. 3. Подовження ділянок стрічки, що обтягують у процесі надрізки 5 опуклих секцій нижнього ножа, не повинно перевищувати 7595 відносного подовження, вказаного у стандарті на сталь Ст Зпс, тобто 229ю0,75-16,595.

Фактичне відносне подовження б буде:

І- 5--х10095 с де с-42,1мм - хорда при центральному куті опуклості,

І546,6 - довжина дуги (5 - 9 ; радіус "-ЗОмм), 46,6 - 421 5-ЗВЗ-- 10095 -10,795 421 отже, порушення суцільності стрічки на ділянках розтягу не відбудеться. 4. Після профілювання П-подібного профілю і в процесі прикладання знакоперемінного навантаження до профілю при правці у правильній машині, можна упевнено припустити, що відділення мірної довжини профілю по площині попереднього надрізу відбудеться спочатку по вигнутих ділянках профілю де метал став більш крихким, а потім по краям стрічки. 5. Максимум зусилля надрізки при певних конструктивних параметрах нижнього ножа з'явиться при величині робочого ходу, яка дорівнює товщині Ппр-2мм. При цьому о -420. п-Пр-2ммМм, площа 5 сегментів:

Е-5.28,8-144мм", тоді максимальне зусилля надрізки буде:

Рншах-1,25:144.400-72000Н-72КкН-0,072МН, що у 2,8 рази менше, ніж при надрізанні стрічки по всій її ширині паралельними ріжучими кромками. 6. Діаметр двохдіафрагмового приводу для реалізації Ритах - 72 КН визначимо із співвідношення: 1,25.Ритах-0,785.02.2.р-0,785.02.2.0,45-0,7065.02,

П- 125-0072 - 0Збм - ЗбОмм 0,7065

Р -0072 - : Не : : : о де нтах МН, р-0,45 - тиск повітря у цеховій магістралі. Параметри надрізування (г, 1, с, Є, п), при необхідності зменшити відносне подовження, можуть бути змінені: при збільшені г, зменшаться 1, 9, п при с-сопві.

При конструюванні інструменту для надрізування та прорізання стрічки за схемою на кресленні Фіг.1, на нижньому ножі виконують дугоподібний виступ, вісь симетрії якого поєднують з серединою кожної з полиць П- подібного профілю. Нижній ніж проектують змінним для кожного типу профілю. Верхній ніж з плоскою ріжучою кромкою, який встановлено шарнірне, виконують по найбільшій ширині стрічки і використовують для всіх типів профілів.

Таким чином, запропонований винахід дозволяє підвищити якість поділу та швидкість профілювання при виробництві гнутих профілів прокату на безперервних станах.

Перелік посилань 1. Автоматические устройства для резки труб на ходу. - М.: ЦНИЙЧМ, 1964. - сер.7-626. 2. А.б. 1044438 СССР. МПК5 В23Д23/00. 3. Пат. 21171 Україна, МПКЄ В2З3Д23/00. 4. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. - 5206.

ГУ і ' у ит і зі ра й ат ота й її вч дк нення и : я

Ин з ' ! ща | « | ше соя м е

Фіг. 1 ши чи лінія надрізки

Фіг?

А А

Фіг. З

Б-Б дн Е т

Фіг 4

Claims (1)

1. Спосіб поділу гнутих профілів прокату, що включає попереднє надрізування зсувом неспрофільованої стрічки, що рухається, на глибину, меншу за глибину тріщиноутворювання, спрямлення її в напрямку, протилежному напрямку попереднього надрізування і профілювання стрічки у профіль потрібного перерізу з наступним остаточним відділенням профілю по площині попереднього надрізу, який відрізняється тим, що одночасно з надрізуванням виконують прорізання частини заготовки, яка знаходиться між надрізаними ділянками на ножах із відповідною криволінійною формою, зумовленою видом профілю, що розрізають.