RU2632310C1 - Closed-type hollow profile containing eight stiffening ribs and method of its manufacture - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: round pipe is produced on a tube rolling mill, and its walls are welded. Then a square tube is produced from produced closed round pipe by rolling from which a profile containing eight concave inside stiffening ribs with certain distance in cross section therebetween is produced.

EFFECT: expandedprocess capabilities, and improved quality of the profile.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству холодногнутых профилей проката замкнутого типа.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the production of cold-formed sections of a closed type.

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.The closed hollow profile has a wide range of applications from construction, agricultural engineering, to the automotive and furniture industries. Closed hollow profiles in many cases are finished parts or products that do not require further processing.

Известны различные способы производства профилей замкнутого типа.There are various methods for the production of profiles of a closed type.

Одним из известных способов является изготовление полых профилей из полосового металла путем холодной формовки (гибки) между валками. При этом используют оборудование для подготовки исходной полосы к профилированию (разматыватель, ножницы для разрезки на мерные полосы) и оборудование для снятия и пакетирования готовых профилей. Постепенную гибку полосы в требуемый профиль осуществляют несколькими последовательно расположенными парами валков (роликов), при этом число пар валков зависит от сложности профиля и выбранной технологии профилирования. Рабочие валки выполняют цельными или наборными (составными) - необходимый профиль набирают из нескольких фасонных валков. Между соседними горизонтальными парами валков устанавливают неприводные вертикальные ролики, служащие для удержания формуемой полосы в строго определенном положении или для дополнительной подгибки полосы, что особенно необходимо при производстве замкнутых профилей.One of the known methods is the manufacture of hollow sections of strip metal by cold forming (bending) between the rollers. At the same time, equipment is used to prepare the initial strip for profiling (unwinder, scissors for cutting into measuring strips) and equipment for removing and packing finished profiles. The gradual bending of the strip into the desired profile is carried out by several successively arranged pairs of rolls (rollers), while the number of pairs of rolls depends on the complexity of the profile and the selected profiling technology. Work rolls are made integral or type-setting (composite) - the necessary profile is recruited from several shaped rolls. Non-driven vertical rollers are installed between adjacent horizontal pairs of rolls, which serve to hold the formed strip in a strictly defined position or to additionally bend the strip, which is especially necessary in the manufacture of closed profiles.

Известные способы производства холодногнутых профилей из полосового металла осуществляют на профилегибочных станах, линиях для изготовления профилей и других установках (см. патенты на изобретение №№2148454, 2148455 с приоритетом от 16.02.1999 г., выданные Ульяновскому государственному техническому университету, патент на изобретение №2257273 с приоритетом от 30.04.2004 г., выданный ЗАО "Аркада", г. Смоленск, патент на изобретение №2151660 с приоритетом от 28.12.1998 г., выданный Череповецкому сталепрокатному заводу и др.).Known methods for the production of cold-formed strip metal profiles are carried out on roll forming mills, profile manufacturing lines and other installations (see invention patents No. 2148454, 2148455 with priority dated February 16, 1999, issued to Ulyanovsk State Technical University, invention patent No. 2257273 with a priority of April 30, 2004, issued by CJSC Arkada, the city of Smolensk, patent for invention No. 2151660 with priority of December 28, 1998, issued to the Cherepovets Steel Rolling Plant, etc.).

Известен также способ изготовления симметричных профилей последовательной по переходам подгибкой элементов профиля в валках профилегибочного стана с дополнительной подгибкой полок в межклетьевом пространстве на 3-4°, по которому на первом переходе в средней части подгибаемой полки формируют устраняемый рифт выпуклостью наружу с постоянными радиусами сопряжения, на втором переходе производят подгибку полок со спрямлением рифта, а в межклетьевом пространстве между по крайней мере двумя из последующих переходов одновременно с дополнительной подгибкой полки производят ее поперечный изгиб выпуклостью наружу и последующее спрямление в очередном переходе в закрытом роликом калибре, при этом высоту устраняемого рифта определяют по известной формуле (см. патент на изобретение №2222402 с приоритетом от 08.01.2002 г.).There is also a method of manufacturing symmetric profiles by successive bending of profile elements in rolls of a roll forming mill with additional folding of shelves in the inter-stand space by 3-4 °, by which at the first transition in the middle part of the bent shelf a removable rift is formed by convexity outward with constant mating radii, the second transition, the shelves are bent with straightening the rift, and in the interstand space between at least two of the subsequent transitions simultaneously with the additional Yelnia podgibkoy shelves produce its transverse bending outwardly convex and subsequent straightening in the next transition in the closed roller caliber, and the height eliminates rift determined by the known formula (see. patent №2222402 with priority from 08.01.2002 g).

Общим недостатком указанных способов профилирования является то, что эти способы решают частные задачи технологического процесса и не обеспечивают получение профилей замкнутого типа, в частности полого профиля замкнутого типа, содержащего восемь ребер жесткости.A common drawback of these methods of profiling is that these methods solve particular problems of the technological process and do not provide obtaining closed-type profiles, in particular a hollow closed-type profile containing eight stiffeners.

Известен способ изготовления гнутых коробчатых профилей, включающий последовательную подгибку смыкающихся и боковых полок профиля в черновых, промежуточных и чистовых проходах и частичную разгибку боковых полок в чистовом проходе до угла 90°, при этом при формовке профиля из полосовой заготовки толщиной 5-8 мм приращение углов подгибки смыкающихся полок в черновых проходах делают равным 15° с их освобождением от контакта с инструментом в двух промежуточных проходах и по достижении угла 70-72° между смыкающимися и боковыми полками осуществляют разгибку первых из них на угол 0,5°, а максимальное приращение углов подгибки боковых полок делают равным 20°, при этом в первом по ходу технологического процесса чистовом проходе производят их перегибку на 2-3° с последующей разгибкой, начиная со второго чистового прохода (см. патент на изобретение РФ №2103088, с приоритетом от 26 августа 1996 года).A known method of manufacturing bent box-shaped profiles, including sequential bending of the connecting and side shelves of the profile in roughing, intermediate and finishing passages and partial unbending of the side shelves in the finishing passage to an angle of 90 °, while when forming the profile from a strip blank 5-8 mm thick, the angle increment the folds of the closing shelves in the rough passages are made equal to 15 ° with their release from contact with the tool in two intermediate passages and upon reaching an angle of 70-72 ° between the closing and side shelves they bend the first of them at an angle of 0.5 °, and the maximum increment of the bending angles of the side shelves is equal to 20 °, while in the first finishing process, they are bent by 2-3 ° with subsequent bending, starting from the second finishing passage (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2103088, with a priority of August 26, 1996).

Недостатками всех вышеуказанных способов является невозможность получения полого профиля замкнутого типа, содержащего восемь ребер жесткости, являющегося модификацией квадратного профиля, за один проход, выполненного, в частности, из таких металлов, как алюминий и сталь.The disadvantages of all of the above methods is the inability to obtain a hollow profile of a closed type containing eight stiffeners, which is a modification of the square profile, in one pass, made, in particular, of metals such as aluminum and steel.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является изготовление полого профиля замкнутого типа, содержащего восемь ребер жесткости, являющегося модификацией квадратного профиля, а также уменьшение внутренних радиусов изгиба ребер жесткости до минимума за один чистовой проход на трубопрокатном стане. Причем данным способом можно получить как алюминиевый, так и стальной профиль с отличным качеством изделия.The problem to which the present invention is directed, is the manufacture of a hollow closed-type profile containing eight stiffeners, which is a modification of the square profile, as well as reducing the internal bending radii of the stiffeners to a minimum for one finishing pass on the tube mill. Moreover, in this way you can get both aluminum and steel profiles with excellent product quality.

Как известно, сталь - это металл, который очень плохо гнется, в связи с тем подвержен ломкости. Несмотря на то, что из стали традиционно изготавливают трубы, с квадратным сечением в виде квадратной трубы, однако дополнительные ребра жесткости, полученные путем изгиба сторон трубы вовнутрь, являются практически невозможными в связи с повышенной ломкостью металла, и получение при этом углов с незначительным радиусом является очень трудно выполнимой задачей.As you know, steel is a metal that bends very poorly and is therefore subject to brittleness. Despite the fact that steel is traditionally made of pipes with a square cross section in the form of a square pipe, however, additional stiffeners obtained by bending the sides of the pipe inward are practically impossible due to the increased brittleness of the metal, and obtaining angles with a small radius is a very difficult task.

Алюминий, в отличие от стали является пластичным металлом, однако в случае получения полого профиля замкнутого типа, содержащего восемь ребер жесткости, являющегося модификацией квадратного профиля, также могут возникнуть трудности, связанные уже с излишней пластичностью этого метала. Излишняя пластичность алюминия также не позволяет получить полый профиль по причине того, что при прогибе средней части квадратной трубы возникает общая деформация трубы, после чего требуется дополнительная калибровка полученного профиля, что требует дополнительного чистового прохода на трубопрокатном стане.Aluminum, unlike steel, is a ductile metal, however, in the case of a closed-type hollow profile containing eight stiffeners, which is a modification of the square profile, difficulties may also arise that are already associated with the excessive ductility of this metal. Excess ductility of aluminum also does not allow to obtain a hollow profile due to the fact that during deflection of the middle part of a square pipe, a general deformation of the pipe occurs, after which additional calibration of the obtained profile is required, which requires an additional finishing pass on the tube rolling mill.

Заявленным способом может быть получен профиль замкнутого типа, содержащего восемь ребер жесткости (фигура 2) за один чистый проход на трубопрокатном стане, с получением минимального количества брака, связанного с ломкостью материала из стали и гибкостью материала из алюминия.The claimed method can be obtained profile of a closed type containing eight stiffeners (figure 2) for one clean pass on the tube rolling mill, with the minimum amount of marriage associated with the fragility of the material from steel and the flexibility of the material from aluminum.

Для производства заявленного профиля используют ленту из стали марки 08-ПС, 08-2ПС или алюминия марки АД 31.For the production of the claimed profile using a tape made of steel grade 08-PS, 08-2PS or aluminum grade AD 31.

Известно, что ленту из стали таких марок используют для производства квадратных полых стальных профилей. Однако в случае получения из квадратного профиля каких-либо модификаций, в частности получения из него профиля замкнутого типа, содержащего восемь ребер жесткости, возникают дополнительные трудности, связанные с пониженной гибкостью такого материала, как сталь, по причине ломкости метала при дополнительном прогибе сторон квадратной трубы вовнутрь для создания дополнительных ребер жесткости. Трудности получения качественного изделия из алюминиевой трубы описаны выше.It is known that steel tape of such grades is used for the production of square hollow steel profiles. However, in the case of obtaining any modifications from the square profile, in particular, obtaining from it a closed-type profile containing eight stiffeners, additional difficulties arise associated with the reduced flexibility of such a material as steel, due to brittle metal with additional deflection of the sides of the square pipe inward to create additional stiffeners. The difficulties of obtaining a quality product from an aluminum pipe are described above.

Согласно техническому решению, предложенному в рамках настоящей заявки на изобретение, поставленная задача решается использованием для финальной гибки квадратной грубы валков определенной конфигурации.According to the technical solution proposed in the framework of this application for the invention, the problem is solved by using for the final bending of a square coarse rolls of a certain configuration.

Валки, используемые при производстве заявленного профиля (фигура 1), выполнены из стали, в виде цилиндра, скошенного по левому и правому боку под углом 44-45 градусов, в котором имеется посадочное место в центре диска, для установки на трубопрокатный стан (1). На прижимной (рабочей) поверхности (2) валки имеют специальную проточку, а именно в центре прижимной поверхности имеется гребень (3), который при прокатывании по плоской поверхности квадратной трубы проминает желоб (борозду) параллельно боковой грани профиля. По высоте гребень выступает над прижимной поверхностью с небольшой погрешностью на 4 см, при общей ширине прижимной поверхности, на которой расположен гребень 24,5 см и скошенной под углом 44-45 градусов. Такая конфигурация валка позволяет получить профиль замкнутого типа, содержащий восемь ребер жесткости, отличного качества, за один чистый проход на трубопрокатном стане как из алюминиевой ленты, так и из стальной ленты, что является новым в известном уровне техники.The rolls used in the production of the claimed profile (figure 1) are made of steel, in the form of a cylinder, beveled on the left and right side at an angle of 44-45 degrees, in which there is a seat in the center of the disk, for installation on a pipe rolling mill (1) . On the clamping (working) surface (2), the rolls have a special groove, namely, in the center of the clamping surface there is a ridge (3), which, when rolled on a flat surface of a square pipe, extends a groove (groove) parallel to the side face of the profile. In height, the crest protrudes above the clamping surface with a small error of 4 cm, with a total width of the clamping surface on which the crest is 24.5 cm and beveled at an angle of 44-45 degrees. This configuration of the roll allows you to get a closed profile containing eight stiffeners, of excellent quality, in one clean pass on the tube mill both from aluminum tape and from steel tape, which is new in the prior art.

Заявленный способ получения гнутого профиля на трубопрокатном стане включает несколько стадий.The claimed method of obtaining a bent profile on a pipe mill includes several stages.

1. Получение из стальной или алюминиевой ленты круглой трубы.1. Obtaining a round pipe from steel or aluminum tape.

2. Сварка круглой трубы.2. Welding a round pipe.

3. Получение квадратного профиля из круглой трубы.3. Obtaining a square profile from a round pipe.

4. Получение замкнутого полого профиля, содержащего восемь ребер жесткости.4. Obtaining a closed hollow profile containing eight stiffeners.

Технологическая схема способа показана на фигуре 3.The technological scheme of the method is shown in figure 3.

Сущность заявленного способа заключается в том, что из алюминиевой или стальной ленты на трубопрокатном стане посредством нескольких роликов, расположенных под разным углом, и прижимного устройства получают круглую трубу.The essence of the claimed method lies in the fact that from an aluminum or steel tape on a rolling mill by means of several rollers located at different angles, and a clamping device receive a round pipe.

Круглую трубу далее по трубопрокатному стану перемешают к сварочной головке, которая сваривает стенки трубы между собой. Полученную замкнутую круглую трубу прокатывают на трубопрокатном стане через ролики, которые сдавливают стенки трубы для получения квадратной трубы. Далее квадратную трубу прокатывают через валки, имеющие на прижимной поверхности кант (гребень), который проминает желоб (борозду) вовнутрь полости профиля соответственно на каждой квадратного профиля для получения из квадратного профиля заявленного полого профиля замкнутого типа, содержащего восемь ребер жесткости, в котором расстояние в поперечном сечении между ребрами жесткости, вогнутыми вовнутрь профиля, составляет от 20 до 21 миллиметра или от 0,02 до 0,021 метра. Было неожиданно обнаружено, что именно такое расстояние между четырьмя ребрами жесткости, вогнутыми вовнутрь полости профиля, в сочетании с четырьмя выгнутыми вовне ребрами жесткости в полом профиле замкнутого типа, обеспечивает сопротивление деформации при приложении нагрузки на изделие.The round pipe is further mixed along the pipe rolling mill to the welding head, which welds the pipe walls to each other. The resulting closed round pipe is rolled on a tube mill through rollers that squeeze the pipe walls to produce a square pipe. Next, a square tube is rolled through rolls having an edge (ridge) on the clamping surface, which extends a groove (groove) into the cavity of the profile, respectively, on each square profile to obtain from the square profile the claimed hollow profile of a closed type containing eight stiffeners, in which the distance the cross section between the stiffeners concave into the profile is from 20 to 21 millimeters, or from 0.02 to 0.021 meters. It was unexpectedly discovered that just such a distance between four stiffeners, concave into the cavity of the profile, in combination with four stiffeners curved outward in the hollow profile of a closed type, provides deformation resistance when a load is applied to the product.

Благодаря выполнению гибки прямых стенок квадратного профиля на валках, проиллюстрированному на фигуре 2, все внутренние углы профиля имеют минимальный радиус изгиба, получаются одинаковыми за один проход, что является одной из важных характеристик качества готовой продукции.Due to the bending of the straight walls of the square profile on the rolls, illustrated in figure 2, all the internal corners of the profile have a minimum bending radius, are the same in one pass, which is one of the important quality characteristics of the finished product.

В предложенном способе изготовления холодногнутых профилей проката замкнутого типа конфигурация валков на финальном этапе позволяет получить профиль заданной конструкции за один проход, что позволяет существенно снизить энергоемкость процесса и трудозатраты.In the proposed method for the manufacture of cold-formed closed-type rolled profiles, the configuration of the rolls at the final stage allows one to obtain a profile of a given design in one pass, which can significantly reduce the energy consumption of the process and labor costs.

Этот способ является основой для производства широкого ассортимента гнутых алюминиевых и стальных профилей замкнутого типа, применяемых в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности, таких как мебельная промышленность, и позволяет повысить качество выпускаемой продукции и уменьшить затраты.This method is the basis for the production of a wide range of bent aluminum and steel profiles of a closed type used in construction, engineering and other industries, such as the furniture industry, and can improve the quality of products and reduce costs.

Claims (4)

1. 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.1. A hollow profile of a closed type made of metal tape and having eight inwardly concave profile of stiffening ribs located in cross section at a distance of 20 ... 21 mm. 2. Полый профиль замкнутого типа по п.1, отличающийся тем, что он изготовлен из алюминиевой ленты.2. The hollow profile of the closed type according to claim 1, characterized in that it is made of aluminum tape. 3. Полый профиль замкнутого типа по п.1, отличающийся тем, что он изготовлен из стальной ленты.3. The closed hollow profile according to claim 1, characterized in that it is made of steel tape. 4. Способ изготовления полого профиля замкнутого типа, изготовленный из металлической ленты и имеющий восемь вогнутых вовнутрь профиля ребер жесткости, расположенных в поперечном сечении на расстоянии 20…21 мм, за один проход на трубопрокатном стане, включающий получение круглой трубы из металлической ленты на трубопрокатном стане, содержащем расположенные под разными углами ролики и прижимное устройство, ее перемещение по трубопрокатному стану к сварочной головке и сварку стенки трубы, получение квадратной трубы прокаткой полученной замкнутой круглой трубы на трубопрокатном стане роликами, сдавливающими стенки трубы, которую затем прокатывают валками, имеющими на прижимной поверхности выступающий гребень, посредством которого на каждой стороне квадратной трубы проминают желоб внутрь полости профиля и получают готовый полый профиль замкнутого типа.4. A method of manufacturing a closed-type hollow profile made of a metal tape and having eight stiffening ribs concave inward, located in cross section at a distance of 20 ... 21 mm, in a single pass on a pipe mill, including the production of a round pipe from a metal tape on a pipe mill containing rollers and a clamping device located at different angles, its movement along the pipe mill to the welding head and welding of the pipe wall, obtaining a square pipe by rolling obtained a closed round pipe on a rolling mill with rollers squeezing the walls of the pipe, which is then rolled with rollers having a protruding ridge on the clamping surface, through which a chute is extruded into the cavity of the profile on each side of the square pipe and a finished hollow profile is obtained.

Images