Способ производства полосовых прямоугольных высокоточных профилей

Способ производства полосовых прямоугольных высокоточных профилей

Реферат

 

Использование: изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве высокоточных полосовых профилей в условиях специализированных цехов по производству фасонных профилей и заготовительных производств машиностроительных предприятий. Сущность изобретения: формирование поперечного сечения восьмигранных заготовок осуществляют с учетом регламентированных значений угла между соседними наклонными гранями и ширины плоской части оснований D, D₁. Такая регламентация в сочетании со сборкой восьмигранных заготовок в составную заготовку и повторной прокатки в ребровом и четырехвалковом нерегулируемых калибрах составной заготовки позволяет, как показала серия опытных прокаток, получить два типоразмера профилей в одном комплекте валков. При этом достигается обеспечение возможности производства профилей толщиной менее 1,5 мм, повышение производительности, сокращение парка валков и снижение трудоемкости изготовления ребрового калибра. 7 ил.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве высокоточных полосовых профилей в условиях специализированных цехов по производству фасонных профилей и заготовительных производств машиностроительных предприятий.

Известен способ производства полосовой стали путем прокатки на гладкой бочке с последующим контролем ширины полосы в ребровых калибрах.

Недостатки известного способа заключаются в нарушении плоскостности необжимаемых участков полосы, что ограничивает возможности способа при формоизменении холоднокатаных высокоточных полосовых профилей.

Наиболее близким изобретению является способ, включающий последовательное формоизменение исходной прямоугольной заготовки, в системе калибров, включающей ящичные и ребровые калибры и чистовую прокатку полосового прямоугольного профиля.

Использование известного способа для производства высокоточных холоднокатаных профилей прямоугольного сечения ограничено по следующим причинам: наличие большого парка валков (каждому типоразмеру прямоугольного профиля необходим индивидуальный комплект ребрового и чистового калибров); отсутствие технической возможности получения профилей с толщиной менее 1,5 мм; низкий уровень производительности (поштучная прокатка); высокая трудоемкость изготовления валков ребрового калибра при прокатке тонких полос с толщиной 1,0.2,0 мм; низкая точность прокатки (отсутствует возможность одновременного контроля размеров профиля по высоте и ширине при прокатке в чистовом калибре).

Изобретение устраняет указанные недостатки, что обуславливает возможность изготовления прямоугольных полос с толщиной менее 1,5 мм, сокращение парка валков за счет унификации калибров, повышение производительности и снижение трудоемкости изготовления ребровых валков. Это достигается тем, что в известном способе производства полосовых прямоугольных высокоточных профилей, включающем в себя последовательное формоизменение исходной прямоугольной заготовки в системе калибров, включающей ящичные и ребровые калибры, и чистовую прокатку полосового прямоугольного профиля, согласно изобретению прокатку исходной прямоугольной заготовки ведут в ребровом калибре, формируя из нее восьмигранную черновую заготовку, которую затем прокатывают в четырехвалковом прямоугольном калибре, полученную прямоугольную заготовку прокатывают в ящичном калибре снова в восьмигранную заготовку на толщину, равную половине толщины черновой восьмигранной заготовки, полученные восьмигранные заготовки попарно стыкуют по основаниям и собранную составную заготовку последовательно деформируют в ребровом и чистовом прямоугольном четырехвалковом калибрах.

Кроме того, ширину плоской части основания черновой () и формируемой в ящичном калибре (D) восьмигранных заготовок выполняют соответственно в пределах , где b₁ ширина готового прямоугольного проaиля, R радиус сопряжения граней готового профиля, h₂ величина абсолютного обжатия горизонтальными валками четырехвалкового калибра, угол между соседними наклонными гранями восьмигранных заготовок, а величину упомянутого угла a выполняют одинаковой для каждой из восьмигранных заготовок в пределах a 60^o.96^o.

Обеспечение технической возможности изготовления полос с толщиной менее 1,5 достигается за счет прокатки в ребровом калибре составной заготовки каждая из частей которой по толщине равна половине толщины черновой восьмигранной заготовки и имеет равные с черновой заготовкой углы между наклонными соседними гранями. При этом каждая из заготовок составной заготовки взаимодействует с наклонными стенками общего ребрового калибра (ширина общего калибра > 1,5 мм) по наружным наклонным граням, отсюда вдвое снижается отрицательное воздействие сил трения на заполнение дна калибра металлом.

Благодаря тому, что жесткость составной заготовки выше, чем одинарной, обеспечивается воможность прокатки в ребровых калибрах с отношением ширины к толщине полосы более чем в пять раз. Экспериментально подтверждена возможность деформации полос в ребровом калибре с отношением ширины к толщине полосы 6,2.

Существенно, благодаря прокатке полос в состыкованном виде, снижается трудоемкость шлифовки ребровых валков.

Выполнение угла a между соседними гранями и ширины плоской части D, D₁ основания восьмигранных заготовок соответственно равными 60.96^o, , позволяет обеспечить получение радиусов сопряжений граней готового профиля в соответствии с требованиями чертежа. Причем, как показали экспериментальные исследования, выполнения угла <60 ^{сопровождается незаполнением оснований прямоугольных профилей, выполнение угла, a> 96o образованием "усов", получение заготовок с величинами D и D₁, меньшими регламентируемых, связано с нарушением плоскостности оснований, с большими для внутренних граней с получением более острых, чем требуется по чертежу кромок, а для наружных граней с образованием "усов".}

Неравенство величин , D₁ обуславливается тем, что при деформации составной заготовки в ребровом калибре имеет место увеличение ₁ по плоскости контакта заготовок до величины , а при прокатке составной заготовки в четырехвалковом калибре по плоскости контакта наблюдается (из-за наличия "прилипания" заготовок), меньшая, чем на контакте заготовок с валками интенсивность уширения.

Сокращение парка валков обеспечивается повторным при прокатке восьмигранных заготовок использованием ребрового и четырехвалкового нерегулируемых калибров. Отсюда, при производстве прямоугольных профилей парк валков, как минимум, меньше на шесть валков.

Повышение точности прокатки обуславливается одновременным контролем размеров полосы по ширине и высоте при ее деформации в четырехвалковом калибре.

На фиг. 1 показана схема деформации горячекатаной полосы в ребровом калибре, на фиг.2 схема деформации восьмигранной заготовки в четырехвалковом калибре, на фиг. 3 схема деформации высокоточного прямоугольного профиля в ящичном калибре, на фиг.4 схема деформации составной заготовки в ребровом калибре, на фиг.5 схема деформации составной заготовки в четырехвалковом калибре, на фиг.6.7 высокоточные полосовые прямоугольные профили.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную заготовку, например, горячекатаную полосу 1 прокатывают в ребровом калибре 2 в восьмигранную заготовку 3 с углом между соседними наклонными гранями 60.96^o и шириной плоской части основания где b₁ ширина готового прямоугольного профиля, h₂ величина абсолютного обжатия заготовки в четырехвалковом калибре, R радиус сопряжений граней готового профиля. Полученную восьмигранную заготовку 3 деформируют в четырехвалковом калибре 4в прямоугольную полосу 5 с высотой h₁ и шириной b₁ и далее задают в ящичный калибр 6, где получают восьмигранную заготовку 7 с толщиной, равной половине толщины восьмигранной заготовки 3 и шириной плоской части основания Восьмигранные заготовки 7 попарно стыкуют по основаниям в составную заготовку 8, толщина которой равна толщине заготовки 3 и не меняя взаимного положения частей заготовки 8 повторно деформируют в калибрах 2 и 4.

При формоизменении составной заготовки 8 в калибре 2 ширина плоских частей оснований заготовок 7 по плоскости контакта увеличиваются до величины а по наружным основаниям под воздействием наклонных стенок калибра формируется до величины При прокатке составной заготовки 8, имеющей наружный описанный контур поперечного сечения в виде симметричного восьмигранника, а поперечные сечения заготовок 7 несимметричных восьмигранников, каждая из заготовок формируется в идентичные готовые профили и вследствие того, что различие в граничных условиях по наружным и внутренним граням заготовок 7 учтено при черновом формировании, радиусы сопряжений всех граней соответствуют требованиям чертежей на готовые профили.

Следует отметить, что идентичность размеров поперечного сечения готовых профилей, полученных при прокатке составной заготовки обеспечивается: выполнением принципа симметричная заготовка симметричный калибр, центрирующим воздействием валков на составные части заготовки; идентичностью размеров исходных заготовок.

По предлагаемому способу были прокатаны опытные партии прямоугольных полосовых профилей двух типоразмеров (см.фиг.6,7). Материал профилей сталь 10 ГОСТ 1050-74. В качестве исходной заготовки использовалась горячекатаная полоса с размерами поперечного сечения 3х12 мм. Прокатка осуществлялась в пять проходов через три калибра (см.фиг.1-5) на стане 150/150 с четырехвалковым калибром. Все калибры собирались по закрытой схеме (в замок) с предварительным нагружением. Скорость прокатки составила 0,6 м/сек. Охлаждение эмульсол 32 ГОСТ 1975-75.

В первом ребровом калибре из полосы 3х12 мм формировалась восьмигранная заготовка шириной 10,4 мм, высотой 3,4 мм, углом между наклонными соседними гранями 60^o и шириной плоской части основания 6,7 мм. Вытяжка в ребровом проходе составила l 1,13. При прокатке восьмигранной заготовки в четырехвалковом калибре (см. фиг. 2) с вытяжкой l 1,34 был получен прямоугольный профиль с размерами поперечного сечения, полностью соответствующими требованиям чертежа (см.фиг.7). Полученные прямоугольные профили деформировались в ящичном калибре (см. фиг.3) с вытяжкой l1,365 в восьмигранную заготовку со следующими размерами поперечного сечения: ширина плоской части основания D₁ 8,25 мм, толщина заготовки 1,68 мм, угол между соседними наклонными гранями 60°. Далее восьмигранные заготовки собирались в составную заготовку и прокатывались без изменения взаимного положения ее составных частей в ребровом (см. фиг. 1,4) и четырехвалковым (см. фиг.2,5) калибрах с вытяжками соответственно 1,04; 1,36. Перед прокаткой составной заготовки нажимным устройством корректировалось усилие нагружения ребрового и четырехвалкового калибров.

В результате прокатки составной заготовки в ребровом калибре ширина плоской части основания по плоскости контакта составила 8,54 мм, а по наружным граням 6,74 мм. При деформации составной заготовки в четырехвалковом калибре получено из каждой составной заготовки по два прямоугольных профиля, размеры поперечных сечений которых соответствовали требованиям чертежа (см.фиг.6).

Для определения оптимальных значений угла a между соседними наклонными гранями было подготовлено 8 типоразмеров восьмигранных заготовок с углами a 50^o; 55^o; 65^o; 80^o; 85^o; 90^o; 96^o; 98^o и толщиной 3,4 мм.

При прокатке заготовок с углом a <60 ^{наблюдалось незаполнение оснований прямоугольных профилей, а при формоизменении заготовок с углом a 96o образование "усов" (при пропуске одинарных заготовок через четырехвалковый калибр по всем кромкам, а при прокатке составной заготовки по внешним).}

Влияние изменения регламентируемого диапазона ширины плоской части основания восьмигранных заготовок на качество готовых профилей определялось (при заявленных пределах отклонений угла между соседними наклонными гранями) путем поэтапной переточки калибров (см.фиг.1-3). В качестве исходной заготовки использовалась горячекатаная заготовка 3х12 мм.

В результате выполнения серии опытных прокаток и измерения размеров полученных прямоугольных профилей установлено, что прокатка в четырехвалковом калибре одинарных и составных заготовок с величинами D и D₁ меньшими, чем регламентируется, сопровождается нарушением плоскостности оснований прямоугольных профилей, большими для внутренних граней составной полосы связано с получением острых кромок, а для наружных с образованием "усов".

Последующие прокатки опытных партий различных типоразмеров прямоугольных профилей подтвердили, что предлагаемая регламентация углов и величин D и D₁ обеспечивает получение требуемого качества профилей широкого сортамента, причем при прокатке более тонких полос, предпочтительней меньшие, внутри предлагаемых диапазонов, значения , D и D₁. 2

Формула изобретения

1. Способ производства полосовых прямоугольных высокоточных профилей, включающий последовательное формоизменение исходной прямоугольной заготовки, в системе калибров, включающей ящичные и ребровые калибры, и чистовую прокатку полосового прямоугольного профиля, отличающийся тем, что прокатку исходной прямоугольной заготовки ведут в ребровом калибре, формируя из нее восьмигранную черновую заготовку, которую затем прокатывают в четырехвалковом прямоугольном калибре, полученную прямоугольную заготовку прокатывают в ящичном калибре снова в восьмигранную заготовку на толщину, равную половине толщины черновой восьмигранной заготовки, полученные восьмигранные заготовки попарно стыкуют по основаниям и собранную составную заготовку последовательно деформируют в ребровом и чистовом прямоугольном чытырехвалковом калибрах.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширину плоской части основания черновой () и формируемой в ящичном калибре (D₁) восьмигранных заготовок выполняют соответственно в пределах где b₁ ширина готового прямоугольного профиля; R радиус сопряжения граней готового профиля; h₂- величина абсолютного обжатия заготовки горизонтальными валками четырехвалкового калибра; угол между соседними наклонными гранями восьмигранных заготовок, а величину угла a выполняют одинаковой для каждой из восьмигранных заготовок в пределах =60-96.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7