Способ изготовления профиля D-образной формы из плоской металлической полосы
METHOD OF FABRICATION OF A D-SHAPED SECTION FROM A FLAT METAL STRIP

Изобретение относится к области обработки давлением листовых заготовок и может быть использовано для изготовления полого замкнутого профиля D-образной формы с двумя продольным сварными швами, герметично замыкающими две полости. Данный профиль используется для изготовления осредняющей напорной трубки Пито (ОНТ Пито) в качестве зонда для счетчика-расходомера (патент RU 207837 опубл. 18.11.2021).
Уровень техники
1
2
1
2
1
2
Известен способ производства С-образного гнутого профиля (RU 2118213, B21D 5/06, оп. 27.08.1998), включающий последовательную подгибку полосовой заготовки на заданные радиусы изгиба R между отбортовкой и полкой и R между спинкой и полкой. При подгибке сохраняются заданное расстояние между центрами окружностей радиусами R и R и величины радиусов R и R постоянными во всех проходах за счет перехода металла в зону изгиба с краевых участков полосы. Данный способ рассматривает способ изготовление профиля сложной формы, включающего округлую часть, но с иными геометрическими характеристиками, неподходящими под форму профиля D-образной формы с двумя продольным сварными швами.
Известен способ изготовления полого профиля из листового металла (DE 4442434, B21D 51/02, приоритет 29.11.1994). Данный способ рассматривает изготовление профиля сложной формы с подачей листового металла, прокатывание листовой металлической полосы в полый профиль, сваривание кромок, расположенных непосредственно в кромке полого профиля. Данный способ не решает задачу изготовления профиля с поверхностью округлой формы, так как рассматривается изготовление прямоугольного полого профиля.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат, на который направлено предлагаемое изобретение заключается в обеспечении высокой точности геометрических размеров при изготовлении профиля D-образной формы по всей длине, повторяемости геометрических параметров, повышении технологичности процесса, качественной формовкой элементов профиля в рабочем процессе, а также в соблюдении геометрии округлой части профиля, обеспечивающей правильность обтекания потоком текучей среды зонда при эксплуатации расходомера. Сечение D-образной части профиля является кривой, полученной сопряжением окружностей, имеющих соотношение радиусов
Технический результат изобретения обеспечивается тем, что способ изготовления замкнутого полого профиля D-образной формы из плоской металлической полосы, криволинейная поверхность которого в перпендикулярном сечении профиля представляет собой кривую, полученную сопряжением окружностей, имеющих соотношение радиусов
включает формовку базовой П-образной канавки, затем формовку роликами двойного изгиба, загиб листа на 90 градусов относительно первоначального положения листовой заготовки, подгибку края заготовки и роликами радиусами d и D, размеры которых определяются неравенством (1) затем последовательно формируют D-образную поверхность, сечение которой определяется кривой, полученной сопряжением окружностей, имеющих соотношение радиусов согласно неравенству (1), затем осуществляют подгиб D-образной поверхности профиля до замыкания с двойным изгибом для формирования D-образного замкнутого контура А, осуществляют лазерную сварку для герметизации канала В, затем осуществляют подгиб прямолинейного участка заготовки с П-образной канавкой для замыкания в замкнутый прямоугольный контур Б, осуществляют лазерную сварку для герметизации канала Г. Окончательно четырьмя роликами калибруют форму профиля приложением нормальных усилий к криволинейной поверхности большого радиуса D, поверхностям радиусов d и прямолинейного участка прямоугольного контура Б.
Технический результат изобретения обеспечивается также тем, что формовку прямоугольного контура Б профиля осуществляют с учетом соотношения геометрических размеров профиля L и Н в соответствии с неравенством:
Сущность изобретения иллюстрируется графически.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Общий вид профиля зонда D-образной формы из патента RU 207837.
Фиг. 2. Полоса в подающих валках и ограничительных роликах.
Фиг. 3. Формование базовой П-образной канавки.
Фиг. 4. Формовка двойного изгиба роликами.
Фиг. 5. Загиб части листа под углом 90°.
Фиг. 6. Первый этап подгиба листа.
Фиг. 7. Окончательный подгиб края листа с малым радиусом.
Фиг. 8. Формовка закругления листа большим радиусом.
Фиг. 9. Закругление листа малым радиусом.
Фиг. 10. Предварительный подгиб листа для замыкания в D-образный закругленный контур А.
Фиг. 11. Замыкание листа в D-образный закругленный контур А.
Фиг. 12. Замыкание D-образного замкнутого контура А в герметичный продольный канал В лазерной сваркой.
Фиг. 13. Предварительный подгиб листа в прямоугольный контур Б.
Фиг. 14. Окончательный подгиб листа в прямоугольный контур Б с замыканием его в герметичный продольный канал Г лазерной сваркой.
Фиг. 15. Окончательная калибровка получаемого профиля D-образной формы.
Осуществление изобретения
Способ изготовления профиля D-образной формы осуществляют следующим образом.
Плоская металлическая полоса 1 разматывается из рулона и направляется в подающие валки 2 и ограничительные ролики 3, в которых она выставляется для точной подачи на формующие ролики (фиг. 2).
Далее осуществляют формование П-образной канавки подведением ролика 5 на ответном ролике 4. П-образная канавка служит в дальнейшем для точной базировки плоской металлической полосы 1 в процессе изготовления профиля (Фиг. 3). Размер данной канавки формируется исходя из общих габаритных размеров конечного профиля.
После получения окончательной формы П-образной канавки, взамен ролика 5, отформованный профиль прижимается к ролику 4 удерживающим роликом 8, что обеспечивает точность позиционирования на станке. Дальше происходит формовка двойного изгиба роликами 6 и 7 на полосе 1 (Фиг. 4).
Затем происходит фиксация полосы 1 роликами 9 и 11. Пошаговым изменением угла ролика (10) от 0° до 90° вокруг ролика 9 происходит загиб части полосы 1 на угол 90° (Фиг. 5).
После загиба части полосы 1 на угол 90°, для получения округлой части профиля, имеющей в перпендикулярном сечении кривую, полученную сопряжением окружностей, имеющих соотношение радиусов согласно неравенству (1), производят подгибку роликами в следующей последовательности.
Полоса 1 продолжает движение по ролику 14 через базирующие ролики, удерживающие горизонтальную часть полосы, далее подводится ролик 13 до касания, и пошаговым подводом ролика 12 осуществляется первый этап подгиба полосы 1 в требуемый радиус (Фиг. 6). После выхода из зоны ролика 12 пошаговым подводом с поворотом оси ролика 15 происходит окончательный подгиб края полосы 1 вокруг ролика 13 с образованием плоской отбортовки (Фиг. 7). Ролики 12 и 13 имеют скругления рабочей поверхности, отвечающие соотношению радиусов (1).
Далее полоса 1 движется по ролику 17 с дополнительной базировкой роликами вертикальной нижней части полосы до и после ролика 17, подводится ролик 16 до касания и потом пошаговым подводом ролика 18 и обкаткой по ролику 16 осуществляется формовка центрального радиуса D-образного профиля полосы 1 (Фиг. 8). Ролики 16 и 18 имеют скругления рабочей поверхности отвечающие соотношению радиусов согласно формуле (1).
После этого полоса 1 продолжает движение по ролику 19 с дополнительной базировкой вертикальной нижней части полосы до и после ролика 19, подводится ролик 21 до касания и затем пошаговым подводом ролика 20 осуществляется закругление полосы 1 радиусом d вокруг ролика 21 (Фиг. 9).
Полоса 1, продолжая движение по ролику 19 базируется роликами 23 и 24 с дополнительной базировкой вертикальной нижней части полосы до и после ролика 19. Пошаговым подводом ролика 22 осуществляется предварительный подгиб полосы 1 на максимальный угол до гарантированного зазора с роликом 24 (Фиг. 10). Далее взамен роликов 22 и 24, роликом 25 пошаговым изменением угла с 45° до 0° полоса 1 замыкается в контур А, содержащий округлую часть, полученную сопряжением окружностей, имеющих соотношение радиусов согласно неравенству (1) (Фиг. 11).
Ролики 22, 24 и 25 имеют скругления рабочей поверхности, отвечающие соотношению радиусов согласно формуле (1).
На следующем переходе ролик 23 устанавливают ниже верхнего края длинного прямолинейного участка нижнего контура профиля, роликом 25 поджимают сформированный D-образный замкнутый контур А полосы 1, лазерной сваркой замыкают контур А в герметичный продольный канал В (Фиг. 12).
По окончанию сварки полоса 1 удерживается округлой частью и боковинами ролика 27, подводится ролик 28 до касания полосы 1 и далее пошаговым изменением угла ролика 26 от 0° до 45° происходит подгиб полосы 1 до гарантированного зазора с роликом 28 (Фиг. 13). На следующем переходе исключается ролик 28 и изменением угла ролика 26 от 45° до 90° осуществляют подгиб полосы 1 в контур Б прямоугольного сечения. Ролик 26 обеспечивает образование профиля, соответствующего соотношению габаритных размеров (2). Получившийся прямоугольный контур Б замыкается лазерной сваркой в герметичную продольную полость Г (Фиг. 14).
После сварки происходит окончательная калибровка получаемого профиля с помощью роликов 27, 29 и двух роликов 30 (фиг. 15), что обеспечивает высокую точность размеров получаемого профиля.
Окончательно отформованный профиль отрезается по длине запрашиваемой потребителем и может неоднократно изменяться во время протяжки профиля.
Замкнутый гнутый профиль D-образной формы, изготовленный по предлагаемому способу, характеризуются стабильностью геометрических размеров профиля по всей длине и качественной отформовкой элементов профиля.