1.4. Выбор режима формообразования
Режим формовки, характеризуемый углами подгибки и радиусами кривизны мест изгиба профилируемой заготовки, имеет решающее значение для обеспечения требуемого качества профиля при минимальных затратах.
Суммарным углом подгибки αс считается центральный угол, опирающийся на криволинейный участок сечения профиля.
Угол подгибки в данном проходе Δαп характеризуется разностью суммарных углов подгибки в рассматриваемом α п и предшествующем αп-1переходах Δαп= α п – (α п -1). Подгибка может быть двусторонней (а) и односторонней (б) (рис.15.18). При двусторонней подгибке, когда криволинейный участок профиля
а) б)
Рис.15.18. Схемы подгибки
расположен по обе стороны от основной оси профиля, угол подгибки считается не суммарный угол 2 Δαп , а только половина его Δαп. С увеличением угла подгибки за проход параметры напряженно-деформированного состояния металла профиля возрастают и, при достижении определенных значений в местах изгиба металл значительно утоняется, а вдоль кромок профиля возникают гофры.
В связи с этим назначать оптимальный режим формовки следует с учетом параметров напряженно-деформированного состояния и механических свойств металла, размеров заготовки и элементов профиля, системы калибровки валков и, технологического процесса профилирования (непрерывного или поштучного).
При непрерывном процессе профилирования можно применять более жёсткие режимы, чем при поштучном, и, следовательно, меньшее число рабочих клетей.
При непрерывном профилировании вход полосы в валки происходит только в начале профилирования при настройке стана. Дефекты, возникающие при больших углах подгибки, возникают только на переднем конце профиля, которой впоследствии отрезается. Подгибаемый элемент профиля (полка) на участке плавного перехода подвержен продольной знакопеременной деформации (растяжению - сжатию и изгибу), в результате чего происходит поворот материальных точек на нормалях к серединной поверхности. Наибольшая продольная деформация происходит в поверхностных слоях полосы, а минимальная — во внутренних.
Металл серединных слоев на большей части ширины подгибаемого элемента со стороны места изгиба продольно сжат. Затем по мере приближения к кромкам деформация сжатия металла уменьшается до нуля и переходит в деформацию растяжения у кромок. На участке плавного перехода подгибаемые элементы практически не удлиняются, а даже укорачиваются. В процессе профилирования возникает волнистость (гофрированность) вдоль кромок вследствие уменьшения длины подгибаемого элемента вблизи мест изгиба по сравнению с его длиной вдоль кромок.
Вследствие неравномерной по ширине элемента продольной деформации и даже при отсутствии продольного растяжения — сжатия, возможно появление волнистости вдоль кромок или продольного изгиба профиля.
Если на готовом профиле после формовки в валках длина вдоль кромок окажется большей, чем вдоль участка изгиба, даже при уменьшении длины всех элементов профиля по сравнению с длиной исходной заготовки, то в зависимости от геометрических характеристик элементов профиля возможно коробление (гофрированность) на плоских участках.
В связи с этим при расчете режима профилирования учитывалось распределение продольной деформации по всей ширине профиля. Углы подгибки участков профиля за один проход принимают в зависимости от ширины подгибаемого участка, толщины профилируемой полосы, способа формовки в рабочих валках, вспомогательных роликах или направляющих линейках, основываясь на имеющемся опыте производства аналогичных профилей.
Величины углов подгибки в зависимости от ширины подгибаемого элемента. принимаемые за один проход при непрерывном процессе профилирования, приведены в табл.1 и. табл.2 ,
При выборе технологических переходов следует руководствоваться данными, приведенными в табл.1-2, и возможностью получения профиля в валках простых форм без использования вспомогательных роликов и направляющих линеек.
Таблица 1 - Углы подгибки для профилей толщиной до 2мм
Ширина подгибаемого элемента |
Угол подгибки, град |
||||
α1 |
α2 |
α3 |
α4 |
α5 |
|
<5 5…15 ≥15 |
45 30 20 |
90 60 55 |
80 75 |
93 93 |
90 90 |
Таблица 2 - Углы подгибки в зависимости от толщины заготовок
Инструмент |
Угол подгибки, град, при толщине, мм |
||
0,5…0,8 |
0,8…1,2 |
1,2…1,5 |
|
Рабочие валки |
45 |
30 |
22 |
Вспомогательные вертикальные ролики |
30 |
20 |
15 |
Формующие линейки |
20 |
15 |
12 |
Таблица 3 - Углы подгибки за один проход.
Профиль |
Клеть |
Угол подгибки, град, при профилировании |
|
Поштучном |
Непрерывном |
||
Дверная коробка |
Первые Промежуточные Последние |
8…10 12…14 8…12 |
8…12 15…20 8…12 |
Вторым важным технологическим параметром, определяющим режим профилирования, является радиус закругления переходных форм.
Места изгиба полосы по клетям формировались с переменным и с постоянными радиусами и расстояниями между центрами дуг мест закруглений. При профилировании полос с постоянными радиусами и расстояниями между центрами начало изгибаемого участка лежит в начале закругления готового профиля, ближе к середине полосы, и подгибка ведется от начала участка к периферии.
В той же последовательности осуществляется подгибка при переменных радиусах кривизны, но с постоянным расстоянием между их центрами.
При формовке полос с постоянными или переменными радиусами и переменным расстоянием между их центрами начало изгибаемого участка лежит ближе к периферии профиля, и подгибка ведется от периферии к середине профилируемой полосы. При этом расстояние между центрами радиусов уменьшается.
Переменные радиусы, мм, по проходам определяют по формуле:
(1.4)
При формовке с постоянными радиусами кривизны радиусы закругления на рабочем инструменте для толщин более 1,5 мм принимаются на 1 мм меньше предусмотренных технологией.
Для получения минимально допустимых радиусов кривизны в местах изгиба профиля валки изготавливают без полученных по расчету закруглений, углы на валках только слегка притупляются.
Для лучшего выполнения мест закругления профиля и обеспечения большей стойкости валков без переточек калибровку валков рассчитывают из условия постоянства ширины мест изгиба, а затем уменьшают расчетный радиус до конечного во всех технологических переходах.
Расстояние между центрами дуг мест изгиба по проходам при формовке с постоянными радиусами (рис.4).
Рис.15.19 - Схема для определения расстояния между центрами дуг:
(1.5)
где: Сп — расстояние между центрами дуг места изгиба в данном проходе;
Ск — расстояние между центрами дуг мест изгиба в готовом профиле;
ρ1, ρ2 —радиусы кривизны нейтрального слоя деформации в местах изгиба;
αп1, α п2 — углы подгибки в данном проходе, град.
Применение постоянных радиусов при формовке позволяет получить более точную геометрию готового профиля, но при этом требуется большее усилие при профилировании. Использование для формовки переменных радиусов уменьшает нагрузку на валки, но несколько ухудшает геометрию профиля.
