СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО ГНУТОГО ПРОФИЛЯ
METHOD FOR MANUFACTURING OF SPECIAL BENT SECTION

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении специального холодногнутого профиля для отделки интерьеров жилых помещений и офисов.
Такие профили изготавливают методом профилирования из нержавеющей и оцинкованной полосовой стали, а также из тонких полос с полимерным покрытием. Некоторые особенности производства гнутых профилей из оцинкованной стали и полос с полимерным покрытием описаны, например, в книге С.Ф.Березовского «Производство гнутых профилей», М., «Металлургия», 1985, с.105-107, а специальные гнутые профили различных типов приведены в справочнике под ред. И.С.Тришевского «Производство и применение гнутых профилей проката», М., «Металлургия», 1975, с.511-530.
Известен способ производства гнутых профилей проката, содержащих стенку, боковые стенки и полки, отогнутые наружу, при котором отгибку полок начинают после достижения угла подгибки боковых стенок, равного 45°…60°, а заканчивают после завершения подгибки боковых стенок (см. а.с. СССР №1669613, кл. В21D 5/06, опубл. в БИ №30, 1991 г.). Однако этот способ неприемлем для изготовления сортовых гнутых профилей из стальных полос с полимерным покрытием.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология изготовления профиля «борт железнодорожной платформы», приведенная в книге А.П.Чекмарева и В.Б.Калужского «Гнутые профили проката», М., «Металлургия», 1974, с.256-263.
Эта технология заключается в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки валками профилегибочного стана с заданными углами и радиусами изгиба и характеризуется перегибом образующихся полок навстречу друг другу при одновременном формировании изогнутой стенки и уменьшении всех радиусов закруглений до заданных величин. Известная технология также непригодна для изготовления сортовых гнутых профилей с полимерным покрытием.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества указанных профилей за счет улучшения их геометрии.
Для решения этой задачи в способе изготовления специального гнутого профиля, заключающемся в последовательной по проходам подгибке элементов полосовой заготовки валками профилегибочного стана с заданными углами и радиусами изгиба, при профилировании стальной полосы с полимерным покрытием радиусы изгиба во всех проходах принимают одинаковыми и равными толщине S стальной основы, при этом в I…IV проходах формуют швеллерный профиль с углами подгибки 30°…17° за проход, а в V проходе начинают перегибать нижнюю часть полок швеллера внутрь с углами изгиба между образующимися вертикальными и наклонными элементами от 160° до 90° в предпоследнем проходе, в котором суммарная толщина h' соприкасающихся горизонтальных краевых элементов профиля равна 4,2S, а в последнем IX проходе их обжимают валками до получения h=2,2S.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации последовательности операций формообразования профиля, а также углов и радиусов изгиба, в результате чего достигается необходимая геометрия и точность размеров профиля, что повышает качество проката.
Заявляемый способ иллюстрируется на чертеже (римские цифры - номера проходов).
4
В I проходе начинается подгибка на угол α, краевых элементов 1 полосовой заготовки с образованием полок и стенки 2 швеллерного сечения. Величина углов α уменьшается от I до IV прохода в пределах от 30° до 17°, достигая суммарного угла α=90°. В V проходе начинают перегибать нижнюю часть 3 полок 1 внутрь с углами изгиба β между образующимися вертикальными и наклонными боковыми элементами сечения в пределах β=160°…90°, и в предпоследнем VIII проходе на краях полученного профиля образуются элементы 4, соприкасающиеся между собой, суммарная толщина которых h'=4,2S, где S - толщина стальной основы. В последнем IX проходе краевые элементы 4 сечения обжимают валками до получения h=2,2S.
Готовый профиль имеет размеры (см. чертеж) B, H, в и h.
Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли на одном из профилегибочных станов легкого типа г.Магнитогорска. С этой целью опробовались различные варианты формовки профиля, отличавшиеся последовательностью операций формообразования, углами и радиусами изгиба. Результаты опытов оценивались по выходу проката повышенного качества, т.е. с геометрией и размерами, полностью соответствующими требованиям технических условий (ТУ).
Наилучшие результаты (выход качественных профилей до 99,5%) получены с использованием заявляемого способа. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутый показатель. Например, уменьшение радиусов изгиба до R=(0,7…0,9)S приводило к появлению трещинообразования в местах изгиба, а при R>S часть полученных профилей не имела требуемой несущей способности (жесткости). Формообразование швеллерного сечения за три прохода привело к резкому ухудшению качества проката: требованиям ТУ соответствовало не более 17% профилей. Уменьшение углов подгибки привело к получению промежуточного швеллера за пять проходов, что увеличило общее число проходов и расходов валков.
Для сохранения числа проходов, равного девяти, потребовалось начинать перегиб внутрь полок швеллера именно в V проходе, причем число проходов этого перегиба должно быть равно 4, т.к. в противном случае либо ухудшалась геометрия готовых профилей, либо возрастало общее количество проходов (и расход валков). Предварительно полученная толщина h'=4,2S краевых элементов профиля предотвращала трещинообразование (оно наблюдалось при h'=(3,8…4,l)S в VIII проходе), а при h'>4,2S не удавалось получить конечную толщину h=2,2S в последнем проходе без появления трещин на боковых кромках профилей.
Способ, выбранный в качестве ближайшего аналога, в опытах не проверялся ввиду заведомой его непригодности для профилирования полос с полимерным покрытием. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономические исследования показали, что реализация настоящего изобретения повысит выход качественных профилей данной конфигурации не менее чем на 5%, с соответствующим ростом прибыли от реализации.
Пример конкретного выполнения
Профилируется полосовая заготовка шириной 124 и толщиной 0,55 мм при S=0,5 мм.
Радиусы изгибы во всех проходах R=0,5 мм.
Углы подгибки по проходам:
α=30° → 55° → 73° → 90°; β=160° → 135° → 110° → 90°.
Величина h' в VIII проходе: h'=4,2S=4,2·0,5=2,1 мм, в IX проходе h=2,2S=2,2·0,5=1,1 мм.
Размеры готового профиля: B=77, H=13, в=53 мм.