СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТОГО КОРЫТНОГО ПРОФИЛЯ
METHOD FOR MANUFACTURING OF BENT CHANNEL

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве сортовых холодногнутых профилей проката.
Такие профили получают на специализированных профилегибочных станах. Стандартные корытные гнутые профили регламентируются в ГОСТ 8283, а технология их профилирования достаточно подробно описана, например, в книге под ред. И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей (оборудование и технология)», М., «Металлургия», 1982, с.243-250. Известны также специальные корытные профили (см. справочник под ред. И.С.Тришевского «Производство и применение гнутых профилей проката», М., «Металлургия», 1975, с.481-483), поперечное сечение которых, как правило, асимметрично.
Известен способ производства корытного гнутого профиля путем одновременной формовки валками стенки и горизонтальных полок с равными углами подгибки в каждом проходе, при котором формовку осуществляют последовательным подъемом выпуклой стенки при сохранении постоянного уровня горизонтальных стенок, а величины радиусов и углов подгибки в каждом проходе принимают равными их значениям в первом проходе (см. а.с. СССР №1637901, кл. В21Д 5/06, опубл. в БИ №12, 1991 г.). Однако этот способ пригоден только для изготовления корытного профиля одной конкретной конфигурации поперечного сечения.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ изготовления гнутого корытного профиля по пат. РФ №2006315, кл. В21Д 5/06, опубл. в БИ №2, 1994 г.
Этот способ заключается в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки валками профилегибочного стана и характеризуется конкретными радиусами изгиба и углами подгибки с последовательным перегибом вертикальных стенок в заданных проходах путем приложения усилий к кромкам полок. Этот способ также непригоден для изготовления асимметричного корытного профиля с отбортовкой на большой его полке.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества гнутых профилей за счет улучшения их геометрии, а также сокращение производственных затрат.
Для решения этой задачи в способе изготовления гнутого корытного профиля путем последовательной по проходам подгибки элементов полосовой заготовки заданными радиусами изгиба и на заданные углы в валках профилегибочного стана в I…IV проходах боковые стенки профиля подгибают до угла 55° с сохранением горизонтального положения его большой и малой полок, а в V проходе начинают формообразование направленной вниз отбортовки на большой полке, которое заканчивают при вертикальном положении отбортовки в последнем Х проходе, при этом формуемую полосу разрезают на мерные длины после VII прохода при достижении угла подгибки 78° боковых стенок и перегибке малой полки вниз на 2° от горизонтами, сохраняя горизонтальное положение большой полки во всех проходах, и после порезки малую полку разгибают до горизонтального положения, а в предпоследнем проходе боковые стенки перегибают внутрь профиля на 1° с последующей их разгибкой до угла 90° между ними и горизонтальной стенкой готового сечения; после порезки на мерные длины все радиусы изгиба могут быть одинаковыми и равными двойной толщине профиля.
Приведенные параметры способа получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации радиусов изгиба и углов подгибки элементов полосовой заготовки, а также в последовательности отдельных операций формообразования готового корытного сечения. Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом (римские цифры - номера проходов).
В I проходе начинается подгибка краевых элементов полосы 1 толщиной S на угол
1
1
2
2
1
1
2
1
2
1
2
1
1
α с образованием горизонтальных полок 2 и 3 с шириной, соответственно, в и в, причем в>в, a радиусы изгиба R и R имеют максимальную величину (R=R - как и во всех последующих проходах); с I по VII проходы величины R и R последовательно уменьшаются. Образуемая при подгибке горизонтальная стенка 4 имеет заданную ширину B. В V проходе на полке 3 начинается формообразование отбортовки 5 путем подгибки вниз кромки этой полки на угол β.
7
1
3
В VII проходе угол подгибки боковых стенок 6 α=78°, а малую полку 2 профиля перегибают вниз на 2°, т.е. угол γ=92°. После этого прохода формуемая полоса разрезается летучими ножницами на мерные длины с сохранением горизонтального положения большой полки 3. В IX проходе малую полку разгибают вверх до горизонтального положения и в этом же (предпоследнем проходе) боковые стенки 6 перегибают внутрь профиля на 1°, а все радиусы изгиба R…R - минимальной величины, как и на готовом профиле.
10
6
В последнем X проходе боковые стенки разгибают с достижением угла α=90° и угла β=90° (т.е. отбортовка 5 - вертикальна). После порезки на мерные длины (после VII прохода) все радиусы изгиба можно сделать одинаковой величины R, равной 2 S.
Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на профилегибочном стане 1-2×50-300 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при формовке специального корытного профиля 75×88×30×25×3 мм варьировали углы и радиусы подгибки, а также последовательность отдельных операций формообразования, оценивая результаты по качеству (геометрии) готовых профилей.
4
4
7
Наилучшие результаты (выход качественных профилей до 99,7%) получены с использованием заявляемого способа. Другие варианты профилирования привели к ухудшению достигнутого показателя. Так, например, формовка без предварительной порезки на мерные длины после VII прохода не только ухудшила геометрию профилей, но и привела к появлению отдельных рисок и царапин (особенно в местах изгиба) на готовом прокате вследствие взаимного проскальзывания элементов профиля и валков из-за рассогласования окружной скорости инструмента в отдельных проходах. Уменьшение суммарного угла подгибки (α<55°) в IV проходе вызывало необходимость дополнительного XI прохода, что увеличило расход валков и привело к повышению производственных затрат, а при α>55° на боковых стенках профилей отмечено появление рисок, а также ухудшало качество реза после VII прохода, где α>78°. Ухудшение реза (заусенцы на торцах и смятие) отмечено и при отсутствии перегиба вниз в этом проходе полки (на 2°). Отсутствие перегиба боковых стенок в IX проходе приводило к невыполнению угла α=90° на части готовых профилей. Величина R=2 S оказалась оптимальной в аспекте износостойкости валков.
Способ, выбранный в качестве ближайшего аналога, в опытах не проверялся ввиду заведомой его непригодности для получения вышеописанного корытного профиля. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
По данным технико-экономических исследований внедрение настоящего изобретения на станах, аналогичных профилегибочному стану «1-4» ОАО «ММК», позволит повысить выход корытных профилей типа 75×88×30×25×3 мм с улучшенной геометрией не менее чем на 4% с одновременным снижением производственных затрат почти на 10%.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Несимметричный корытный профиль 75×88×30×25×3 мм (см. фиг.1) формируется за 10 проходов на стане 1-4×50-300. Исходная полосовая заготовка - 283×3 мм.
Параметры формообразования:
α=0°→10°→25°→40°→55°→67°→78°→78°→91°→91°→90° (проходы I…X);
β=30°→55°→75°→85°→87°→90° (проходы V…X);
γ=92° (VII и VIII);
1
2
R=R=60→24→14→10→8→7→6→6→6→6 мм (I…X);
3
R=19,5→10→7→6→6→6 мм (V…X).
1
2
Размеры готового профиля (его поперечного сечения): H=88, B=74, B=123 и он симметричен относительно оси уу.