Патент на изобретение №2187398

(54) ИНСТРУМЕНТ ПРОФИЛЕГИБОЧНОГО СТАНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением, в частности к инструменту для производства сортовых профилей проката. Инструмент состоит из установленных с зазором верхнего и нижнего валков, рабочие части бочек каждой из которых имеют конические формующие элементы, верхний валок выполнен с формующим закруглением, а нижний имеет реборды, расположенные по краям его бочки, и имеет разделительные вставки, размещенные между коническими элементами нижнего валка и ребордами, ширина которых определяется по приведенной в формуле зависимости. Ширина рабочей части бочки нижнего валка равна 0,5-0,8 ширины исходной заготовки. Сокращается количество переточек валков по износу, снижается вес нижних валков. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве сортовых профилей проката.

Для изготовления холодногнутых профилей (в том числе сортовых – уголковых, швеллерных, корытных и т.п.) применяются профилегибочные станы, основным инструментом которых являются установленные попарно в клетях формующие калиброванные валки (см., например, “Производство и применение гнутых профилей проката” Справочник под ред. Тришевского И.С. -М., Металлургия, 1975, с. 167-172.).

Известен инструмент профилегибочного стана, состоящий из верхнего и нижнего валков, содержащих конические формующие элементы, при этом последние у верхнего валка выполнены шириной равной 0,5-0,6 ширины элементов нижнего валка (см. патент РФ 2039621, кл. В 21 D 5/06, от 18.05.93.).

Недостатком известных конструкций инструментов профилегибочного стана является повышенный расход валков.

Наиболее близким аналогом к изобретению является инструмент (калибр) для производства уголков, состоящий из установленных с зазором верхнего и нижнего валков, рабочие части бочек каждой из которых имеют конические формирующие элементы,верхний валок выполнен с формующим закруглением,а нижний имеет реборды, расположенные по краям его бочки,описанный в книге А.П.Чекмарева и В.Б.Калужского “Гнутые профили проката”. – М.: Металлургия, 1974,с.92.

Недостатком описанного инструмента так же является повышенный расход валков и возможность защемления и раскатки кромок формуемой полосы (особенно при разнотолщинной заготовке и неправильной настройке калибра), что приводит к искажению геометрии профиля и появлению волнистости полок.

Технической задачей изобретения является уменьшение расхода валков при производстве уголковых профилей и повышение их качества.

Поставленная задача решается тем, что инструмент профилегибочного стана снабжен разделительными вставками,размещенными между коническими элементами нижнего валка и ребордами,ширина каждой из которой равна:

где L – ширина разделительной вставки;
В_заг – ширина исходной заготовки;
– угол наклона образующей конических элементов к горизонтали;
R – радиус формирующего закругления верхнего валка;
S – зазор между верхним и нижним валком,
а ширина рабочей части бочки нижнего валка равна В_н=(0,5-0,8)В_заг.

Сущность изобретения состоит в том, что околокромочные участки полосы mn освобождаются (в определенных калибрах) от контакта с валками, и контакт осуществляется только на конических формующих элементах валков вблизи места изгиба профилируемой заготовки. Такая конструкция валков сокращает количество их переточек по износу, снижает вес нижних валков и уменьшает расход валков по сравнению с объектом-прототипом на 5-15%.

Кроме того, освобождение околокромочных участков формуемой полосы исключает их раскатку, что предотвращает появление дефектов на прокате.

Опытную проверку предлагаемого инструмента производили на стане с полунепрерывным процессом профилирования 1-3,5 х 50-520 ЗАО “Выксунский завод легких металлоконструкций”.

С этой целью при профилировании уголка 70 х 70 х 3 мм (Ст.3) в системе калибров из семи клетей, содержащей одну задающую клеть, две черновые клети, имеющие валки заявляемой конструкции, две промежуточные клети и две чистовые клети имеющие конструкцию валков ближайшего аналога, оценивали качество уголков по выходу проката высокой точности (ВТ) и среднечасовое производство при использовании валков с различными величинами L и В_н (см. чертеж).

Наилучшие результаты получены для инструмента предлагаемой конструкции: выход профилей ВТ до 63% ( остальное – обычная точность (ОТ) размеров) при среднечасовом производстве р=14 т/ч.

Уменьшение ширины L вставок нижнего валка

ухудшило показатели качества (выход профилей ВТ 41-52%) и в ряде случаев вызывало смятие кромок профиля. Увеличение L

также ухудшило показатели качества (выход профилей ВТ 39-54%), причем часть профилей имела повышенное продольное скручивание (более 1^o на 1 м длины) из-за поперечного смещения профилируемой заготовки в калибре.

При увеличении ширины В_н (более 0,8 В_заг) конструкция нижнего валка приближалась к известной с описанными отрицательными последствиями. Уменьшение В_н (менее 0,55 В_заг) привело к снижению выхода профилей ВТ до 57% и в некоторых случаях вызывало появление продольного излома полок уголка (из-за недостаточной величины плеча подгибки).

Схожие результаты были получены и при профилировании уголков 50 х 50 х 3 и 60 х 60 х 3 мм.

При профилировании известным инструментом (взятым в качестве ближайшего аналога) получено профилей ВТ не более 46%, при р=12 т/ч, причем до 1,2% уголков имели волнистость кромок больше допуска (2 мм на 1 м длины по ГОСТ 19771).

На чертеже схематично показана конструкция предлагаемого инструмента профилегибочного стана.

Инструмент состоит из верхнего 1 и нижнего 2 валков, бочки которых состоят из конических формующих элементов 3 и 4. Ширина формующей (рабочей) части бочки нижнего валка равна _н=(0,5-0,8)В_заг, где В_заг – ширина исходной заготовки. Ширина бочки верхнего валка В_В, причем В_В=(0,8-0,9)В_н. Реборды 5 нижнего валка препятствуют поперечному смещению профилируемой полосы 6; между коническиимми элементами нижнего валка и ребордами размещены разделительные вставки 7, ширина которых:

(здесь – угол наклона образующей конических элементов к горизонтали; R – радиус формующего закругления верхнего валка; S – межвалковый зазор, равный толщине формуемой полосы). Элементы валков закреплены на осях с помощью шпонок и стопорных гаек.

Описанный инструмент профилегибочного стана можно использовать и при производстве других гнутых профилей (не уголков), калибры которых имеют конфигурацию, показанную на чертеже.

Примеры конкретного выполнения
1. Инструмент III формующей клети профилегибочного стана для производства уголка 70 х 70 х 3 мм из стальной полосы с шириной В_заг=135 мм и толщиной S=3 мм.

Основные параметры валков (см. чертеж):
= 24^o; R=4 мм; минимальный диаметр конических элементов нижнего валка – 274,7 мм; диаметр вставок нижнего валка равен 160 мм (эти величины одинаковы для всех примеров):
В_н=0,55В_заг=0,55135=74,3 мм; В_в=0,817В_н=0,81773,4=60 мм;

Расход валков уменьшился по сравнению с прототипом на 15%.

2. Инструмент III формующей клети для производства уголка 60 х 60 х 3 мм из стальной полосы с шириной В_заг=115 мм и толщиной S=3 мм.

Основные параметры: В_н=0,646В_заг=0,646115=74,3 мм;
В_в=0,817В_н=0,81773,4=60 мм;

Расход валков уменьшился по сравнению с прототипом на 10%.

3. Инструмент той же клети для производства уголка 50 х 50 х 3 мм из стальной полосы с шириной В_заг=95 мм и толщиной S=3 мм.

Основные параметры: В_н=0,782В_заг=0,78295=74,3 мм;
В_В=0,817В_н=0,81773,4 =60 мм;

Расход валков уменьшился по сравнению с прототипом на 5%.

Формула изобретения

Инструмент профилегибочного стана для формовки уголковых профилей, содержащий установленные с зазором верхний и нижний валки, рабочие части бочек каждой из которых имеют конические формующие элементы, верхний валок выполнен с формующим закруглением, а нижний имеет реборды, расположенные по краям его бочки, отличающийся тем, что он снабжен разделительными вставками, размещенными между коническими элементами нижнего валка и ребордами, ширина каждой из которых равна

где L – ширина разделительной вставки;
В_заг – ширина исходной заготовки;
– угол наклона образующей конических элементов к горизонтали;
R – радиус формующего закругления верхнего валка;
S – зазор между верхним и нижним валками,
а ширина рабочей части бочки нижнего валка равна В_н=(0,5-0,8)В_заг.

РИСУНКИ