RU2148450C1 - Method for making bent rolled bars - Google Patents

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely production of rolled bent bars. SUBSTANCE: method comprises steps of bending up portions of strip blank in rough, intermediate, prefinal and final passes with formation of two semicircular corrugations in base of bar; beginning formation of corrugations in last prefinal pass until height value equal to 0.7-0.85 of their predetermined height; completing formation of corrugations in second final pass at keeping the same length of arc of cross section of corrugations in both said passes; disengaging tools with corrugations in second prefinal and all final passes except second final pass. EFFECT: enhanced quality of rolled bent bar due to its improved geometry and prevention of cracking at shaping. 2 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холодногнутых сортовых профилей, преимущественно для дорожных ограждений автомагистралей. The invention relates to rolling production and can be used in the manufacture of cold-formed long sections, mainly for road fences of highways.

Согласно ГОСТ 14350 к сортовым гнутым профилям проката относятся такие, которые образованы полками, стенками и гофрами, соединяющимися в местах изгиба. Некоторые из таких профилей служат в качестве дорожных ограждений автомагистралей и изготавливаются на многоклетьевых профилегибочных станах путем последовательной по проходам подгибки элементов полосовой заготовки до получения требуемой конфигурации сечения. Технология изготовления сортовых гнутых профилей достаточно подробно описана, например, в книге под ред. И.С. Тришевского "Производство гнутых профилей (оборудование и технология)", "Металлургия", 1982, с. 243-261. Технология профилирования должна обеспечивать получение профилей с требуемой геометрией и отсутствие трещинообразования в процессе их изготовления. According to GOST 14350, bent sections of rolled products include those that are formed by shelves, walls and corrugations, which are connected in places of bending. Some of these profiles serve as highway road fences and are manufactured on multi-stand roll forming mills by sequentially bending the strip blank elements until the desired cross-section configuration is obtained. The manufacturing technology of high-quality bent profiles is described in sufficient detail, for example, in a book under the editorship of I.S. Trishevsky "Production of bent profiles (equipment and technology)", "Metallurgy", 1982, p. 243-261. The profiling technology should ensure obtaining profiles with the required geometry and the absence of crack formation during their manufacturing.

Известен способ изготовления профилей с гофрами жесткости, отличающийся тем, что участок заготовки, на котором формируют гофры, предварительно вытягивают в поперечном направлении до образования криволинейной формы с периметром вытянутого участка, близким к периметру гофрированного участка (см. а.с. СССР N 308608 кл. B 21 D 5/08 от 04.05.70 г.). A known method of manufacturing profiles with stiffness corrugations, characterized in that the portion of the workpiece on which the corrugations are formed is pre-stretched in the transverse direction to form a curved shape with the perimeter of the elongated section close to the perimeter of the corrugated section (see A.S. USSR No. 308608 class B 21 D 5/08 dated 05/04/70).

Недостатком известных способов является возможность трещинообразования при профилировании, так как формируемая полосовая заготовка растягивается в поперечном направлении, что вызывает ее утонение и неизбежный наклеп с ухудшением пластических свойств. A disadvantage of the known methods is the possibility of cracking during profiling, since the formed strip blank is stretched in the transverse direction, which causes its thinning and inevitable hardening with deterioration of plastic properties.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ изготовления (калибровка) сортового гнутого С-образного равнополочного профиля с гофрами на основании, описанная в книге А.П.Чекмарева и В.Б.Калужского "Гнутые профили проката", М., "Металлургия", 1974, с. 163-165 и рис. 85. The closest analogue to the claimed object is a method of manufacturing (calibration) high-quality bent C-shaped equal-shelf profile with corrugations on the basis described in the book of A.P. Chekmarev and V. B. Kaluzhsky "Bent profiles of hire", M., "Metallurgy" , 1974, p. 163-165 and fig. 85.

Этот способ включает подгибку элементов полосовой заготовки в черновых, промежуточных, предчистовых и чистовых проходах с формированием двух полукруглых гофров на основании профиля и характеризуется тем, что формирование гофров до заданной их высоты осуществляют в черновых проходах и полученные гофры контактируют с инструментом (валками) во всех проходах. This method includes bending the strip blank elements in rough, intermediate, finishing and finishing passes with the formation of two semicircular corrugations on the basis of the profile and is characterized in that the formation of corrugations to a given height is carried out in rough passages and the resulting corrugations are in contact with the tool (rolls) in all aisles.

Недостатком такого способа является возможность трещинообразования и искажения геометрии формуемого сечения при использовании его для изготовления корытообразных профилей с отбортовками, содержащими гофры на своем основании. The disadvantage of this method is the possibility of cracking and distortion of the geometry of the molded section when using it for the manufacture of trough-like profiles with flanges containing corrugations at its base.

Действительно, при реализации данного способа в этом случае, когда гофры располагаются на периферийных горизонтальных участках профиля, а на его средней по ширине части образуется корытообразное сечение, может произойти растяжение гофров (с вероятным трещинообразованием) из-за перемещения металла при профилировании в поперечном направлении, что и подтвердили опыты (см. ниже). Indeed, when implementing this method in this case, when the corrugations are located on the peripheral horizontal sections of the profile, and a trough-like section is formed on its middle part, stretching of the corrugations (with possible crack formation) may occur due to the movement of the metal during profiling in the transverse direction, which was confirmed by experiments (see below).

Технической задачей изобретения является повышение качества профиля за счет улучшения его геометрии и предотвращения трещинообразования при профилировании. An object of the invention is to improve the quality of the profile by improving its geometry and preventing crack formation during profiling.

Для решения этой задачи в способе, включающем подгибку элементов полосовой заготовки в черновых, промежуточных, предчистовых и чистовых проходах с формированием двух полукруглых гофров на основании профиля, формирование гофров начинают в последнем предчистовом проходе до высоты 0,70...0,85 величины заданной их высоты и завершают во втором чистовом проходе, сохраняя одинаковой длину дуги поперечного сечения гофров в обоих упомянутых проходах, при этом гофры освобождают от контакта с инструментом во втором предчистовом и во всех чистовых проходах, кроме второго. To solve this problem in a method that includes bending of strip blank elements in rough, intermediate, finishing and finishing passes with the formation of two semicircular corrugations based on the profile, the formation of corrugations begins in the last finishing passage to a height of 0.70 ... 0.85 of the value specified their heights and complete in the second finishing pass, maintaining the same length of the arc of the cross section of the corrugations in both of these passages, while the corrugations are released from contact with the tool in the second finishing and all finishing passages except the second.

Сущность найденного технического решения состоит в том, что гофры формируют за два конкретных прохода с увеличением их глубины и уменьшением ширины за счет сохранения постоянства длины дуги поперечного сечения гофров, причем с заданным соотношением их глубины в каждом проходе и, кроме того, гофры освобождают от контакта с инструментом в проходе, находящемся между двумя упомянутыми и во всех последующих проходах. В результате этого исключаются поперечное растяжение и переформовка гофров (смещение мест их изгиба относительно инструмента), что сводит к минимуму остаточные напряжения в металле, предотвращая тем самым трещинообразование при профилировании и ухудшение геометрии профилей. The essence of the technical solution found is that the corrugations are formed in two specific passes with an increase in their depth and a decrease in width by maintaining a constant arc length of the cross section of the corrugations, and with a given ratio of their depth in each pass and, in addition, the corrugations are released from contact with a tool in the passage between the two mentioned and in all subsequent passes. As a result of this, transverse tension and reformation of the corrugations (displacement of their bending places relative to the tool) are excluded, which minimizes residual stresses in the metal, thereby preventing crack formation during profiling and deterioration of the geometry of the profiles.

Проведенные отчеты показали (см. ниже), что при подгибке элементов полосы на ее краях и середине необходимо "освобождение" формуемых на промежуточных участках заготовки гофров в определенные моменты профилирования (т.е. в соответствующих проходах), что полностью исключает их нежелательное деформирование с отрицательными последствиями. При этом становится возможным использовать заготовку практически той же ширины, которая необходима для формовки профиля одинаковых размеров, но без гофров, что дает прямую экономию металла (с учетом повышения жесткости гофрированного профиля). The reports showed (see below) that when bending the strip elements at its edges and in the middle, it is necessary to “free” the corrugations formed on the intermediate sections of the billet at certain moments of profiling (i.e., in the corresponding passages), which completely eliminates their undesired deformation with negative consequences. At the same time, it becomes possible to use a workpiece of practically the same width that is necessary for molding a profile of the same size, but without corrugations, which gives direct metal savings (taking into account the increased rigidity of the corrugated profile).

На чертеже показаны схема формовки сортового гофрированного профиля по предлагаемому способу и вид поперечного сечения этого профиля (римские цифры - номера формующих проходов). The drawing shows a scheme for forming a high-quality corrugated profile according to the proposed method and a cross-sectional view of this profile (Roman numerals — numbers of forming passes).

Профиль формуется за 11 проходов, из которых I...III - черновые, IV и V - промежуточные, VI и VII - предчистовые и VIII...XI - чистовые проходы. Формирование средней части 1 профиля осуществляется в I...VII проходах путем последовательной подгибки элементов 2 на углы α. В последнем предчистовом проходе VIII начинает формирование полукруглых гофров 3 (высотой h = (0,70.. .0,85) • H и шириной b₁) на основании 4 профиля (инструмент показан штриховкой). В первом чистовом проходе VIII гофры освобождены от контакта с инструментом 5, а в IX (втором чистовом) проходе завершается формирование гофров высотой H и шириной b₂, причем b₁ > b₂, а длина дуги поперечного сечения гофров одинакова в VII и IX проходах.The profile is formed in 11 passes, of which I ... III - draft, IV and V - intermediate, VI and VII - pre-finishing and VIII ... XI - finishing passes. The formation of the middle part 1 of the profile is carried out in I ... VII passes by sequentially bending the elements 2 at angles α. In the final finishing passage VIII, the formation of semicircular corrugations 3 (height h = (0.70 .. .0.85) • H and width b ₁ ) begins on the basis of 4 profiles (the tool is shown by hatching). In the first finishing pass VIII, the corrugations are freed from contact with tool 5, and in the IX (second finishing) pass, the formation of corrugations of height H and width b _{2 is completed} , with b ₁ > b ₂ , and the length of the arc of the cross section of the corrugations is the same in VII and IX passes .

В двух последних чистовых проходах (X и XI) гофры освобождены от контакта с инструментом. Подгибка отбортовок 6 осуществляется в четырех чистовых проходах на углы. Для улучшения геометрии профиля использован известный β прием: подъем и опускание элементов 4 основания профиля в чистовых проходах (см. патент РФ N 1817717) на угол γ определенной величины. In the last two finishing passes (X and XI), the corrugations are freed from contact with the tool. Bending flanging 6 is carried out in four finishing passes at the corners. To improve the geometry of the profile, a well-known β technique was used: raising and lowering the elements 4 of the base of the profile in the finishing passages (see RF patent N 1817717) at an angle γ of a certain size.

Опытную проверку найденного технического решения производили на профилегибочном стане 2-8х100-600 ЗАО "Прокат - гнутый профиль" ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат". An experimental verification of the found technical solution was carried out on a roll-forming mill 2-8x100-600 CJSC "Rolled - Bent Profile" OJSC "Magnitogorsk Iron and Steel Works".

С этой целью при изготовлении сортового профиля для дорожных ограждений автомагистралей 320х75х3 мм и ст. 3пс варьировали количество и местоположение проходов, в которых формировали гофры и в которых "освобождали" их, а также соотношение высот гофров в формирующих проходах. To this end, in the manufacture of high-quality profiles for road fences of motorways 320x75x3 mm and Art. 3ps varied the number and location of the passages in which the corrugations were formed and in which they “released” them, as well as the ratio of the corrugation heights in the forming passages.

Качество профилей, полученных при реализации заявляемого технического решения, сравнивали с качеством профилей, изготовленных при профилировании по известному способу, выбранному в качестве ближайшего аналога, с фиксированием количества отсортированного по дефектам проката в обоих вариантах. The quality of the profiles obtained during the implementation of the proposed technical solution was compared with the quality of the profiles made during profiling by the known method selected as the closest analogue, with fixing the number of rolled products sorted by defects in both variants.

Наилучшие результаты (отсортировка в пределах 0,2%) получены с использованием предлагаемой технологии профилирования. The best results (sorting within 0.2%) were obtained using the proposed profiling technology.

Формирование гофров за один проход приводило в отдельных случаях к появлению на них трещин и отбраковке профилей. При формировании гофров на более ранних стадиях (например, в черновых или промежуточных проходах) наблюдались искажения геометрии профилей с отсортировкой до 1,0% проката, т. к. в этом случае трудно обеспечить неизменное положение гофров во всех проходах относительно продольной плоскости YY. Несоблюдение оптимального соотношения h=(0,70...0,85)H приводило к невыполнению заданных размеров гофров (до 1,5% случаев). The formation of corrugations in one pass led in some cases to the appearance of cracks on them and rejection of profiles. During the formation of corrugations at earlier stages (for example, in roughing or intermediate passages), distortions in the geometry of the profiles were observed with sorting up to 1.0% of the rolled products, since in this case it is difficult to ensure a constant position of the corrugations in all passes relative to the longitudinal plane YY. Failure to comply with the optimal ratio h = (0.70 ... 0.85) H led to the failure to fulfill the specified corrugation sizes (up to 1.5% of cases).

Профилирование же по известному способу (см.выше) с формированием гофров в черновых проходах без их последующего освобождения вызвало отсортировку до 5% проката по вышеуказанным дефектам. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого способа для решения поставленной задачи и его преимущества перед технологией, выбранной в качестве ближайшего аналога. Profiling according to the known method (see above) with the formation of corrugations in rough passages without their subsequent release caused sorting up to 5% of the rental for the above defects. Thus, the experiments confirmed the acceptability of the proposed method for solving the problem and its advantages over the technology selected as the closest analogue.

Технико-экономические исследования, проведенные в ЗАО "Прокат - гнутый профиль" и в ЗАО ПКФ "Южуралавтобан" показали, что применение предлагаемого технического решения позволяет на 10-15% уменьшить расход металла на изготовление сортовых гнутых профилей для дорожных ограждений за счет предотвращения дефектов при профилировании и повышения жесткости проката. Technical and economic studies carried out at CJSC Prokat - Bent Profile and CJSC PKF Yuzhuralavtoban showed that the application of the proposed technical solution reduces the metal consumption by 10-15% for the manufacture of high-quality bent profiles for road fences by preventing defects during profiling and increasing the rigidity of the rental.

Пример конкретного выполнения
Сортовой гнутый профиль 320х75х3 мм с размерами: B=320, B'=296, H_п=75, H₀ =20, S=3, b₀=91, b_b=56, c=52, H=10, R₁=9, R₂=7, R₃=5 мм (см. чертеж) формуется за 11 проходов по следующему режиму (углы подгибки по проходам): I - α = 10^o; II - α = 20^o; III - α = 32^o; IV - α = 44^o; V - α = 58^o; VI - α = 70^o; VII - α = 77^o (завершено формирование среднего участка профиля); VIII - β = 20^o; γ = 7^o; IX - β = 42^o; γ = 0 (основание - на горизонтали); X - β = 61^o; γ = 1^o; XI - β = 70^o - готовый профиль.Concrete example
High-quality bent profile 320x75x3 mm with dimensions: B = 320, B '= 296, H _p = 75, H ₀ = 20, S = 3, b ₀ = 91, b _b = 56, c = 52, H = 10, R ₁ = 9, R ₂ = 7, R ₃ = 5 mm (see drawing) is formed in 11 passes in the following mode (bending angles in the passages): I - α = 10 ^o ; II - α = 20 ^o ; III - α = 32 ^o ; IV - α = 44 ^o ; V is α = 58 ^° ; VI - α = 70 ^o ; VII - α = 77 ^o (completed the formation of the middle section of the profile); VIII - β = 20 ^o ; γ = 7 ^o ; IX - β = 42 ^° ; γ = 0 (base - horizontally); X is β = 61 ^° ; γ = 1 ^o ; XI - β = 70 ^o - finished profile.

Формирование гофра до высоты h = 0,8H = 8 мм с шириной b₁ = 30 мм осуществляется в VII проходе, а до высоты H = 10 мм и b₂ = 28 мм - в IX проходе. "Освобождение" гофров - в VIII, X и XI проходах.The corrugation is formed to a height of h = 0.8H = 8 mm with a width of b ₁ = 30 mm in the VII passage, and to a height of H = 10 mm and b ₂ = 28 mm in the IX passage. The “liberation” of the corrugations is in the VIII, X and XI passes.

Величины радиусов изгиба у гофров в VII проходе
R'₂ = 9 мм и R'₃ = 6 мм.The values of the bending radii of the corrugations in the VII passage
R ' ₂ = 9 mm and R' ₃ = 6 mm.

При постоянстве длин дуг гофров l_g ширина гофра в VII проходе равна

а величина l_g определяется как

вWith a constant length of the corrugation arcs l _{g the} width of the corrugation in the VII passage is

and the value of l _g is defined as

in

Claims (2)

1. Способ производства гнутого сортового профиля, включающий подгибку элементов полосовой заготовки в черновых, промежуточных, предчистовых и чистовых проходах с формированием двух полукруглых гофров на основании профиля, отличающийся тем, что формирование гофров начинают в последнем предчистовом проходе до высоты, равной 0,70-0,85 величины их заданной высоты, и завершают во втором чистовом проходе при сохранении одинаковой длины дуги поперечного сечения гофров в обоих упомянутых проходах, при этом гофры освобождают от контакта с инструментом во втором предчистовом и во всех чистовых проходах, кроме второго. 1. A method of manufacturing a bent section profile, comprising bending the elements of a strip blank in rough, intermediate, finishing and finishing passes with the formation of two semicircular corrugations based on the profile, characterized in that the formation of corrugations begins in the last finishing passage to a height equal to 0.70- 0.85 of their predetermined height, and complete in the second finishing pass while maintaining the same arc length of the cross section of the corrugations in both of these passages, while the corrugations are released from contact with the tool ntom in the second finishing and in all finishing passes, except for the second. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный гнутый сортовой профиль используют для дорожных ограждений автомагистралей. 2. The method according to claim 1, characterized in that the obtained bent section profile is used for highway road fences.