RU2147955C1 - Section bending mill - Google Patents

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely, equipment for making bent sections of sheet material having high rigidity and lengthwise closed periodic corrugations. SUBSTANCE: mill for making high-rigidity sections from strip blank with thickness S includes three successively arranged working stands with upper and lower rolls. One or two first stands are used as shaping stands. Last stand is used for cutting and it is provided with rolls having stepped barrels with two different-diameter portions of the same length arranged mutually opposite and having predetermined value of small diameter. Upper roll of cutting stand has two cylindrical turnings with predetermined geometry arranged symmetrically relative to lengthwise axis of mill. EFFECT: reduced quantity of metal crops due to lowered fluctuation of width of non-symmetrical high-rigidity sections. 2 dwg, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к прокатному оборудованию и может быть использовано при изготовлении листовых гнутых профилей с периодически повторяющимися замкнутыми гофрами жесткости. The present invention relates to rolling equipment and can be used in the manufacture of sheet bent profiles with periodically repeating closed stiff corrugations.

Эти профили, получившие название "профили высокой жесткости" (ПВЖ), изготавливают путем локальной вытяжки (выдавливания) гофров, имеющих обычно полукруглое или трапециевидное поперечное сечение. Если продольные замкнутые гофры расположены несимметрично относительно средней по ширине линии профиля, то это - несимметричные ПВЖ. Профилегибочный стан для производства ПВЖ обладает рядом конструктивных особенностей, которые достаточно подробно описаны, например, в книге С.Ф.Березовского "Производство гнутых профилей", М., "Металлургия", 1985, с. 57-62. Наиболее сложными в изготовлении являются несимметричные ПВЖ. These profiles, dubbed "high rigidity profiles" (DRI), are made by local extrusion (extrusion) of corrugations, which usually have a semicircular or trapezoidal cross section. If the longitudinal closed corrugations are located asymmetrically with respect to the profile line average in width, then these are asymmetric DRIs. A roll forming mill for the production of DRI has a number of design features, which are described in sufficient detail, for example, in the book by S. F. Berezovsky "Production of bent profiles", M., "Metallurgy", 1985, p. 57-62. The most difficult to manufacture are asymmetric DRIs.

Известен стан для изготовления профилей высокой жесткости, у которого верхняя и нижняя плиты вводной проводковой арматуры связаны с штоками силовых цилиндров шарнирно, подпружинены друг к другу и со стороны подачи заготовки выполнены со скругленной заходной частью (а.с. СССР N 1042840, кл. B 21 D 5/06 от 24.05.82). Известна также клеть профилегибочного стана для формовки несимметричных ПВЖ, у которой на участке от края до оси симметрии формующих элементов со стороны конических элементов элементы верхнего валка установлены на постоянном по величине расстоянии от соответствующих элементов нижнего валка, равном номинальному, на участке по другую сторону от оси симметрии формующих элементов расстояние между остальной частью формующих элементов больше номинального на 4...8%, на цилиндрическом участке между формующими и обжимающими элементами расстояние между цилиндрическими элементами на 20...30% больше номинального, а на участке между обжимающими элементами упомянутое расстояние меньше номинального на 2. ..6% (а.с. СССР N 1448477, кл. B 21 D 5/06 от 12.06.85). A known mill for the manufacture of high rigidity profiles, in which the upper and lower plates of the input wire reinforcement are pivotally connected to the rods of the power cylinders, are spring-loaded to each other and, on the supply side of the workpiece, are made with a rounded entry part (AS USSR N 1042840, class B 21 D 5/06 from 05.24.82). Also known is a stand of a roll-forming mill for forming asymmetric DRI, in which, on a section from the edge to the axis of symmetry of the forming elements from the side of the conical elements, the elements of the upper roll are installed at a constant distance from the corresponding elements of the lower roll equal to the nominal, in the section on the other side of the axis symmetry of the forming elements, the distance between the rest of the forming elements is more than the nominal by 4 ... 8%, in the cylindrical section between the forming and compressing elements the distance the distance between the cylindrical elements is 20 ... 30% more than the nominal, and in the section between the compressing elements the mentioned distance is less than the nominal by 2. ..6% (AS USSR N 1448477, class B 21 D 5/06 dated 12.06 .85).

Недостатком известных устройств является повышенный расход металла при производстве несимметричных ПВЖ. Это обусловлено интенсивным переходом металла со стороны узкого плоского участка в зону формирования замкнутого гофра, в результате чего листовой профиль имеет значительные колебания ширины, что и вынуждает увеличивать ширину обрезаемых боковых кромок формуемой полосы. A disadvantage of the known devices is the increased consumption of metal in the production of asymmetric DRI. This is due to the intensive transition of the metal from the side of a narrow flat section into the formation zone of the closed corrugation, as a result of which the sheet profile has significant fluctuations in width, which forces an increase in the width of the cut side edges of the formed strip.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является профилегибочный стан 1-5х300-1650, описанный в книге В.И.Анисимова и др. "Расширение сортамента металлопроката - резерв экономии", Челябинск, Ю.-Урал.кн.изд., 1980, с. 120-125 и рис. 28а. Этот стан для производства ПЖВ из полосовой заготовки содержит три последовательно расположенные рабочие клети с установленными в них верхними и нижними валками и характеризуется наличием дисковых ножниц, установленных за последней клетью стана и предназначенных для обрезки боковых кромок сформированных (гофрированных) полос. Недостатком известного стана также является излишний расход металла на обрезь кромок при производстве несимметричных ПВЖ. The closest analogue to the claimed object is a roll forming mill 1-5x300-1650, described in the book by V.I. Anisimov et al. "Extension of the range of rolled metal - a reserve of savings", Chelyabinsk, Yu.-Ural.kn.izd., 1980, p. . 120-125 and fig. 28a. This mill for the production of PZHV from a strip billet contains three successive work stands with upper and lower rolls installed in them and is characterized by the presence of disc shears installed behind the last stand of the mill and designed to trim the lateral edges of the formed (corrugated) strips. A disadvantage of the known mill is also the excessive consumption of metal for trimming the edges in the production of asymmetric DRI.

Технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение расхода металла в обрезь за счет уменьшения колебаний ширины несимметричных ПВЖ. The technical task of the invention is to reduce the consumption of metal in the edge by reducing the variation in the width of the asymmetric DRI.

Для решения этой задачи у профилегибочного стана для производства ПВЖ из полосовой заготовки толщиной S, содержащего три последовательно расположенные рабочие клети с установленными в них верхними и нижними валками, одну или две первые клети стана используют в качестве формующих, а последующую клеть делают режущей с бочками валков, выполненными ступенчатыми, и каждую бочку - с двумя участками разных диаметров и равной длины, противолежащими друг другу, при этом величину меньшего диаметра выбирают равной d = D - 2 (S + Δ), мм, где

+ 0,85 мм - величина вертикального перекрытия участков бочек большего диаметра D, а на верхнем валке режущей клети выполнены две цилиндрические проточки заданных параметров, расположенные симметрично относительно продольной оси стана.To solve this problem, a roll forming mill for the production of DRI from an S thick strip containing three successive work stands with upper and lower rolls installed in them, one or two first mill stands are used as moldings, and the next stand is made cutting with roll barrels made stepped, and each barrel with two sections of different diameters and equal lengths, opposite each other, while the smaller diameter is chosen equal to d = D - 2 (S + Δ), mm, where

+ 0.85 mm - the value of the vertical overlap of sections of barrels of larger diameter D, and on the upper roll of the cutting stand there are two cylindrical grooves of predetermined parameters located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the mill.

Проведенная математическая зависимость для определения величины Δ получена при обработке опытных данных и является эмпирической. The mathematical dependence for determining the Δ value obtained in the processing of experimental data is empirical.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что профилегибочный стан предназначен для изготовления сначала гофрированной полосы с симметричным (по ее ширине) расположением замкнутых продольных гофров и вблизи продольной средней линии полосы, а затем - для осуществления продольного роспуска этой полосы с образованием двух несимметричных ПВЖ одинаковой ширины. Так как гофры при этом формируются на значительном расстоянии от кромок исходной полосы, то "утяжка" металла в зону деформации практически отсутствует. The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the roll forming mill is designed to first produce a corrugated strip with a symmetrical (in its width) arrangement of closed longitudinal corrugations and near the longitudinal midline of the strip, and then for the longitudinal dissolution of this strip with the formation of two asymmetric DRIs of the same width. Since the corrugations are thus formed at a considerable distance from the edges of the original strip, there is practically no "tightening" of the metal into the deformation zone.

Кроме того, очевидно, что величина боковой обрези при продольном роспуске гофрированной полосы будет меньше примерно в два раза (для изготовления двух несимметричных ПВЖ, каждого из одной заготовки, требуется обрезать четыре кромки). In addition, it is obvious that the size of the side trim during the longitudinal dissolution of the corrugated strip will be approximately half that (for the manufacture of two asymmetric DRIs, each of one blank, it is necessary to trim four edges).

Важной отличительной особенностью предлагаемого устройства является также величина вертикального перекрытия режущих элементов валков (см. фиг. 2), зависящая от толщины формуемой полосы, так как правильный выбор этой величины обеспечивает качественную разрезку металла (см. ниже). An important distinguishing feature of the proposed device is also the value of the vertical overlap of the cutting elements of the rolls (see Fig. 2), depending on the thickness of the formed strip, since the correct choice of this value ensures high-quality metal cutting (see below).

На фиг. 1 схематично показан заявляемый профилегибочный стан, а на фиг. 2 - валки режущей клети. In FIG. 1 schematically shows the inventive roll forming mill, and in FIG. 2 - rolls of the cutting stand.

Стан содержит (см. фиг. 1) разматыватель 1 рулонной заготовки, листоправильную машину 2 для устранения рулонной кривизны полос, гильотинные ножницы 3 для обрезки некондиционных концов полос, формующие клети 4, режущую клеть 5, роликоправильную машину 6 для правки гофрированных полос, летучие ножницы 7 для поперечной порезки этих полос на мерные длины и листоукладчик 8. The mill contains (see Fig. 1) an unwinder 1 of a roll blank, a sheet straightening machine 2 for eliminating the roll curvature of the strips, guillotine shears 3 for cutting the non-standard ends of the strips, forming stands 4, a cutting stand 5, a roller straightening machine 6 for straightening corrugated strips, flying scissors 7 for the transverse cutting of these strips into measured lengths and the paver 8.

Режущая клеть содержит верхний 9 и нижний 10 валки, оси которых установлены в подшипниках (не показаны). Бочки валков состоят из участков 11 большего диаметра D и участков 12 с диаметром d < D, причем участки разных диаметров расположены в вертикальной плоскости друг против друга и имеют одинаковую длину b. На верхнем валке выполнены две цилиндрические проточки 13, размеры которых позволяют свободно пропускать через них продольные гофры 14 формуемой полосы 15 толщиной S. Эти проточки расположены симметрично диаметральной плоскости валков yy (т.е. продольной оси стана) и отделены от нее элементами 16 и 17 диаметром, соответственно, D и d, ширина которых равна ширине b_п узких плоских участков 18 готовых профилей. Элементы диаметра D обоих валков установлены с перекрытием по вертикали, величина которого устанавливается равной

+ 0,85 мм. Очевидно, что при такой установке валков d = D-2(S+ Δ).The cutting stand comprises an upper 9 and lower 10 rolls whose axes are mounted in bearings (not shown). Barrel rolls consist of sections 11 of larger diameter D and sections 12 with a diameter of d <D, and sections of different diameters are located in a vertical plane against each other and have the same length b. Two cylindrical grooves 13 are made on the upper roll, the dimensions of which allow longitudinal corrugations 14 to be freely passed through them 14 of the formed strip 15 of thickness S. These grooves are located symmetrically to the diametrical plane of the rolls yy (i.e., the longitudinal axis of the mill) and are separated from it by elements 16 and 17 diameter, respectively, D and d, the width of which is equal to the width b _p narrow flat sections of 18 finished profiles. The diameter elements D of both rolls are installed with vertical overlap, the value of which is set equal to

+ 0.85 mm. Obviously, with such an installation of the rolls, d = D-2 (S + Δ).

Стан работает следующим образом. The mill works as follows.

Полосовая рулонная заготовка с обрезанными на заданную ширину боковыми кромками устанавливается в разматыватель 1 и подается через листоправильную машину 2 к гильотинным ножницам 3, где (при необходимости) обрезается передний конец полосы. Затем полоса поступает в первую формовочную клеть 4, где формируются замкнутые гофры (формовка высоких гофров обычно осуществляется в двух клетях) калиброванными валками, установленными с зазором S. Сформированная полоса задается в режущую клеть 5, валки которой с помощью нажимного устройства (не показано) также установлены с межвалковым зазором S и с перекрытием Δ их участков большего диаметра. A strip roll blank with side edges cut to a predetermined width is installed in the unwinder 1 and fed through a sheet straightening machine 2 to the guillotine shears 3, where (if necessary) the front end of the strip is cut. Then the strip enters the first molding stand 4, where closed corrugations are formed (high corrugations are usually formed in two stands) with calibrated rolls installed with a gap S. The formed strip is set in the cutting stand 5, the rolls of which are also pressed using a pressure device (not shown) also installed with a roll gap S and with overlapping Δ of their sections of larger diameter.

При надлежащем центрировании гофрированной полосы (например, вертикальными роликами) она разрезается вдоль (по линии yy) на две более узких полосы, гофры 14 которых пропускаются через проточки 13. Обе полосы, имеющие ширину готовых профилей, проходят роликоправильную машину 6 с калиброванными (для гофр) роликами, после чего летучими ножницами 7 производится их поперечная порезка на профили заданной длины; готовые несимметричные ПВЖ с помощью листоукладчика 8 собираются в пачки и упаковываются. With proper centering of the corrugated strip (for example, vertical rollers), it is cut along (along the yy line) into two narrower stripes, the corrugations 14 of which are passed through the grooves 13. Both strips having the width of the finished profiles pass the roller straightening machine 6 with calibrated ones (for corrugations ) rollers, after which the flying scissors 7 make their transverse cutting into profiles of a given length; ready-made asymmetric DRI with the help of the paver 8 are collected in packs and packaged.

Опытную проверку заявляемого объекта производили на частично переоборудованном профилегибочном трехклетевом стане 1-5•300-1650 ЗАО "Прокат-гнутый профиль" ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат". A pilot test of the claimed facility was carried out on a partially converted bending three-stand mill 1-5 • 300-1650 of CJSC Rolled-Bent Profile of OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works.

С этой целью последняя клеть стана была выполнена режущей с валками, показанными на фиг. 2. Формовка полосовой заготовки толщиной 2,5...4,5 мм и шириной 1200...1700 мм (с обрезными кромками) из сталей с пределом прочности до 640 МПа осуществлялась а зависимости от высоты гофров в одной или двух клетях стана. Бочки обоих валков режущей клети, выполненные из ст. 45, имели по одному элементу 16 и 19 с диаметром D (см. фиг. 2), изготовленному из стали марки 5ХВС с твердостью после термообработки 60...65 HR_c; эти элементы осуществляли непосредственную разрезку металла, выполняя функцию дисковых ножей.To this end, the last mill stand was made cutting with the rolls shown in FIG. 2. Forming of a strip billet with a thickness of 2.5 ... 4.5 mm and a width of 1200 ... 1700 mm (with cut edges) from steels with a tensile strength of up to 640 MPa was carried out depending on the height of the corrugations in one or two mill stands. Barrels of both rolls of the cutting stand, made of art. 45, each had one element 16 and 19 with a diameter D (see Fig. 2) made of steel grade 5XBC with a hardness after heat treatment of 60 ... 65 HR _c ; these elements carried out direct metal cutting, performing the function of circular knives.

В опытах варьировали величину перекрытия Δ, фиксируя качество порезки полос. При величинах Δ, определенных по вышеприведенной формуле, каких-либо дефектов (волнистости, рванин, сколов и др.) не наблюдалось. Полученные же несимметричные ПВЖ с одним гофром по ширине, равной 600...850 мм, и с шириной узкого плоского участка b_п = 60...130 мм, полностью соответствовали требованиям потребителей.In the experiments, the overlap Δ was varied, fixing the quality of the strip cutting. At Δ values determined by the above formula, no defects (waviness, flaws, chips, etc.) were observed. The resulting asymmetric DRI with one corrugation with a width equal to 600 ... 850 mm, and with a narrow flat section width b _p = 60 ... 130 mm, fully met the requirements of consumers.

Для сравнения расхода металла при производстве несимметричных ПВЖ на известном профилегибочном стане (см. выше) и предлагаемом провели также контрольное профилирование на первом из них. Было установлено, что расход металла в обрезь (с учетом предварительной обрезки кромок рулонных полос) при изготовлении ПВЖ на предлагаемом стане был меньше в среднем в два раза. Уровень качества профилей (их геометрия) в обоих случаях был примерно одинаковым. To compare the metal consumption in the production of asymmetric DRI on the well-known roll forming mill (see above) and the proposed one, control profiling was also carried out on the first of them. It was found that the metal consumption for trimming (taking into account the preliminary trimming of the edges of the rolled strips) in the manufacture of DRI on the proposed mill was on average half as much. The quality level of the profiles (their geometry) was approximately the same in both cases.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость заявляемого объекта для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом. Thus, the experimental verification confirmed the acceptability of the claimed object for solving the task and its advantages over the known object.

Пример конкретного выполнения
Стан для производства несимметричных ПВЖ шириной 700 мм и толщиной S = 3,5 мм с гофрами высотой 40 мм содержит две формующие и одну режущую клеть (последнюю - см. фиг. 1).Concrete example
The mill for the production of asymmetric DRI with a width of 700 mm and a thickness of S = 3.5 mm with corrugations 40 mm high contains two moldings and one cutting stand (the latter - see Fig. 1).

Валки режущей клети имеют ступенчатые бочки валков с диаметрами D и d, которые установлены с вертикальным перекрытием элементов большего диаметра

(см. фиг. 2).The rolls of the cutting stand have stepped roll barrels with diameters D and d, which are installed with vertical overlap of larger diameter elements

(see Fig. 2).

Величины диаметров валков: D = 600 мм, d = D-2(Δ+S) = 600-2•(1,25+3,5) = 590,5 мм. The values of the diameters of the rolls: D = 600 mm, d = D-2 (Δ + S) = 600-2 • (1.25 + 3.5) = 590.5 mm.

Элементы бочек валков, прилежащие к диаметральной их плоскости, выполнены из ст. 5 ХВС с твердостью 62 HR_c и с шириной b_п = 80 мм, соответствующей ширине узких плоских участков готовых профилей.Elements of roll barrels adjacent to their diametrical plane are made of art. 5 HVS with a hardness of 62 HR _c and with a width b _p = 80 mm, corresponding to the width of the narrow flat sections of the finished profiles.

Длина бочек валков 1450 мм (т.е. b = 725 мм). The length of the roll barrels is 1450 mm (i.e. b = 725 mm).

Между всеми клетями установлены вертикальные ролики для центрирования формуемой полосы шириной 1400 мм с обрезными кромками. Between all stands there are vertical rollers for centering the formable strip with a width of 1400 mm with cutting edges.

После продольного роспуска гофрированной полосы обе узкие полосы шириной 700 мм проходят роликоправильную машину, а затем разрезаются на мерные длины; готовые несимметричные ПВЖ поступают в листоукладчик для упаковки в пачки. After the longitudinal dissolution of the corrugated strip, both narrow strips with a width of 700 mm pass the roller straightening machine, and then are cut into measured lengths; ready-made asymmetric DRIs enter the stacker for packing in packs.

Claims (1)

Профилегибочный стан для производства профилей высокой жесткости из полосовой заготовки, содержащий три последовательно расположенные рабочие клети с верхними и нижними валками, отличающийся тем, что первые одна или две рабочие клети использованы в качестве формующих, а последняя - в качестве режущей, бочки валков которой выполнены ступенчатыми, имеющими два противолежащих участка одной длины и разных диаметров, при этом величина меньшего диаметра выбрана равной
d = D-2(S+Δ), мм,
где S - толщина заготовки, мм;
D - больший диаметр, мм;

- величина вертикального перекрытия участков бочек большего диаметра,
а на верхнем валке симметрично продольной оси стана выполнены две цилиндрические проточки заданных параметров.Roll forming mill for the production of high rigidity profiles from a strip billet, containing three successively arranged work stands with upper and lower rolls, characterized in that the first one or two work stands are used as forming, and the last as a cutting, roll barrels of which are made stepwise having two opposite sections of the same length and different diameters, while the smaller diameter is chosen equal to
d = D-2 (S + Δ), mm,
where S is the thickness of the workpiece, mm;
D is the larger diameter, mm;

- the value of the vertical overlap of sections of barrels of larger diameter,
and on the upper roll symmetrically to the longitudinal axis of the mill two cylindrical grooves of specified parameters are made.

Images