Полый профиль замкнутого типа

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству холодногнутых профилей проката замкнутого типа.
Полый профиль замкнутого типа имеет широкую область применения от строительства, сельскохозяйственного машиностроения, до автомобильной и мебельной промышленности. Полые гнутые профили замкнутого типа во многих случаях являются законченными деталями или изделиями, не требующими дальнейшей обработки.
Данный профиль используется в качестве стойки кабины трактора и выполняет две функции - несущей стойки опоры и место крепления каркаса лобового и боковых стекол. В виду такого назначения он должен обладать высокой устойчивостью к нагрузкам и высокой точностью геометрии.
Известен способ изготовления гнутых профилей замкнутого и полузамкнутого сечений характеризующийся тем, что по крайней мере в одном предчистовом технологическом переходе одновременно со свободной гибкой полок и боковых стенок к местам изгиба между полками и боковыми стенками, в направлении параллельном плоскости формовки и проходящем через центры указанных мест изгиба, прикладывают дополнительные усилия, подгибающие боковые стенки [Патент RU 2071850, МПК B21D 5/06, 1997].
Недостаток получаемого данным способом профиля заключается в том, что данный способ не обеспечивает формование внутренних углов профиля с требуемой точностью.
Известен наиболее близкий к предложенной конструкции полый профиль замкнутого типа, изготовленный из металлической ленты и имеющий восемь вогнутых вовнутрь профиля ребер жесткости, расположенных в поперечном сечении на расстоянии 20-21 мм [Патент RU 2632310, МПК B21D 5/06, 2017].
Недостаток данного профиля заключается в том, что форма профиля не имеет достаточной глубины пазов, позволяющих размещение лобовых стекол кабины.
Технический результат полезной модели - расширение технологических возможностей использования профиля за счет его дальнейшего применения при производстве кабин спецтехники, обладающих увеличенной прочностью и герметичностью.
Технический результат достигается тем, что полый профиль замкнутого типа, изготовленный из стальной ленты, согласно изобретению, содержит плоскую поверхность длинной 1-5 толщины стенки профиля и расположенную напротив выгнутую поверхность с радиусом закругления 10-30 толщин стенки профиля, объединенных симметричными S-образными поверхностями, содержащими с каждой стороны по три прямых участка, соединенных двумя криволинейными поверхностями с радиусом закругления 1-2 толщины стенки профиля, при этом с каждой стороны угол между плоской поверхностью и прилегающим прямым участком S-образной поверхности составляет 110-150 градусов, а радиусы криволинейных поверхностей, соединяющих S-образную поверхность с выгнутой поверхностью составляют 1,2-3 толщины стенки профиля.
в
т
Периметр профиля составляет 40-80 толщин его стенки. Профиль изготавливают из стали с пределом прочности σ не менее 380 МПа и пределом текучести σ не менее 275 МПа.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Данный профилеразмер является актуальным для производства кабин по следующим причинам:
- сечение профиля позволяет уменьшить металлоемкость каркаса кабины;
- симметричность профиля позволяет использовать один профилеразмер для разных сторон кабины;
- прочностные характеристики профиля и толщина стенки позволяют сохранить геометрию кабины при длительной эксплуатации техники;
- простота в изготовлении профиля позволяет получать качественные показатели по геометрии и обеспечивать качество поверхности.
Профиль изготавливают следующим образом.
Заявляемый полый профиль замкнутого типа получают из круглой трубы, с периметром как у готового профиля, за счет двухрадиусной подгибки заготовки, ее сварки и охлаждения с последующем формованием профиля сложного поперечного сечения путем постепенной подгибки и выпрямления полок на его боковых поверхностях. При этом в первых трех проходах осуществляют формование внутренних углов на боковой поверхности до величины 150-170 градусов, с четвертого прохода осуществляют формование плоской площадки в верхней части профиля в области расположения сварного шва, на выходе из шестого прохода боковые углы составляют от 110 до 150 градусов, в последующем угол за пять последовательных проходов уменьшается до 90 градусов с радиусом закругления не более 1,1-1,2 толщины заготовки, и на всех полках боковых поверхностях (а также плоской площадки в верхней части профиля), за исключением нижней, последовательно устраняются выпуклости путем их осадки с раздачей металла в направлении углов готового профиля, нижняя поверхность сохраняет радиус кривизны исходной трубы 38-40 мм, закругления на внешних углах при верхней горизонтальной полке равны 1,6-2 толщины заготовки.
Заявленный профиль был произведен в ПАО «Северсталь» в соответствии с проектной документацией, а изготовленные из него каркасы кабин тракторов полностью удовлетворяли всем предъявляемым требованиям, как по геометрическим параметрам, так и по прочностным свойствам.