Способ гибки профилей

!

ОП Ис

Союз Советских

Социалистических

Республик ()!)662200

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.04.76 (21) 2345710/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (51) M. Кл

В 21 D 11/20

Государстеенный комитет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18 (53) УДК 621.981..213 (088.8) Дата опубликования описания 25.05.79 (72) Автор изобретения

М. Н. Добреля (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГИБКИ ПРОФИЛЕЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гибки с растяжением профилей, применяемых в авиационной, автомобильной, судостроительной и других отраслях промышленности.

Из известных способов холодной гибки гибка с растяжением обеспечивает наивысшую точность формообразования. Недостатком гибки с растяжением является пружинение материала при снятии формообразующей нагрузки, проявляющееся с уменьшением кривизны изогнутой заготовки. Изменение кривизны при гибке с растяжением йри достаточном осевом растяжении после изгиба составляет небольшую величину. Однако силы трения между изогнутой заготовкой и гибочной оправкой снижают величину усилия растяжения в сечениях заготовки, удаленных от ее концов. Это приводит к неравномерности осевого растяжения по длине детали, неравномерности пружинения по длине. При больших углах изгиба срединные участки заготовки не растягиваются совсем, поэтому пружинение составляет значительную величину и требует ручных работ на до водку контура детали.

Известен способ гибки с растяжением, предусматривающий локальный нагрев вблизи зоны изгиба наружных волокон изогнутого с растяжением профиля, обеспечивающий перераспределение напряженйй между элементами поперечного сечения изогнутого профиля. Способ позволяет устранить пружинение, однако требует высокочастотного нагрева.

1р Целью изобретения является упрощение технологического процесса и оснастки для его осуществления.

Для этого компенсацию пружинения производят путем обжатия по толщине в зоне гибки элемента поперечного сечения профиля, не входящего в рабочий ручей оправки.

На фиг. 1 изображена схема гибки с растяжением профиля углового сечения и обжатием наружной полки, перпендикулярной плоскости изгиба; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема распределения напряжений по высоте поперечного сечения при формообразовании с обжатием полки, перпендикулярной плоскости

6 изгиба, на различных стадиях йроцесса; на фиг. 4 — схема формообразования с обжатием полки, расположенной в плоскости

4 на пружинения пропорциональна моменту внутренних сил (напряжений) отйосительно центра тяжести поперечного сечения. изгиба; на фиг. 5 — разрез по Б — Б на фиг. 4;

=:;.-:.-., на фиг. 6 — схема распределения напряжений по высоте сечения профиля при формообразовании с обжатием полки, лежащей в плоскости изгиба. тангенциальные напряжения растяжения. 15

Вблизи изгибаемого сечения  — В (фиг. и 4) палка изогнутого профиля с наибольшими напряжениями растяжения обжимается по толщине роликов 3 на величину Ь!> под действием поперечного усилия

Когда наибольшие напряжения растяжения созданы в полке профиля 1, перпендикулярной плоскости изгиба, напряжения по ее ширине неизменны, и ее обжатие производится на одинаковую величину d, И по всей ширине. Об>катие производится между рабочим контуром оправки 2 и цилиндрической поверхностью ролика 3. Если наибольшие напряжения растяжения созданы в полке, расположенной в плоскости изгиба (фиг. 4), то напряжения по ее ширине переменны и об>катие ее по ширине также переменно.

Наибольшая величина обжатия Ahmaxcoagtaется в крайнем наружном волокне. Неравномерность обжатия достигается за счет прокатки полки двумя роликами, оси которых расположенные в одной плоскости, перпендикулярной плоскости полки, под углом одна к другой.

Профиль 1, нагруженный осевым растягивающим усилием Р, изгибается по оправке

2 при ее вращении против часовой стрелки с угловой скоростью а. Наружные (выпуклые) волокна изогнутого профиля при изгибе претерпевают наибольшую деформацию растяжения и в них возникают наибольшие

При последовательности нагружения (растяжение — изгиб — обжатие) изменяется распределение напряжений по высоте поперечного сечения профиля. В результате предварительного растяжения осевым усилием P по всему поперечному сечению создаются одинаковые напряжения 6р. В результате изгиба при сохранении усилия P неизменным в поперечном сечении создается неоднородное по величине и знаку (за исключением случая изгиба на очень малую кривизну) напряженное состояние. Характер распределения напряжений по высоте поперечного сечения соответствует эпюрам 4 (фиг. 3 и 6).

Наибольшие напряжения (растяжения) создаются в наружных волокнах изогнутого с растяжением профиля, наименьшие (сжатия) — во внутренних. Если после изгиба снять внешние нагрузки, то под действием внутренних усилий (напряжений) наружные вблокна укоротятся, а внутренние удлинятся, ="в результате чего уменьшится кривизна профиля, т. е. имеет место пружинение. Величи40

При обжатии полки, в которой созданы напряжения растяжения, ее волокна удлиняются. Если бы обжатая полка смогла удлиниться независимо от другой полки, то, удлинившись, она продолжала бы воспринимать ту же часть растяжного усилия, что и до удлинения, напряжения растяжения в ней не изменились бы. Так как ее удлинение независимо от другой полки невозможно, то в процессе обжатия происходит ее разгрузка от напряжений растяжения. Часть растягивающего уСилия, воспринимаемая обкатываемой полкой, уменьшается, и догружается дополнительным усилием другая полка, напряжения в которой увеличиваются и весь обжимаемый элемент длины профиля растягивается. Растяжение продолжается до тех пор, пока снижение равнодействующей напряжений обжатой полки не компенсируется ростом равнодействующей напряжений в остальной части сечения профиля.

Распределение напряжений по высоте поперечного сечения профиля после обжатия полки соответствует эпюре с (фиг. 3 и 6).

Неравномерность напряжений по высоте поперечного сечения профиля уменьшается, следовательно, уменьшается момент внутренних сил в поперечном сечении и пружинение при разгрузке. Соответствующей величиной обжатия можно добиться небольшой неравномерности величины напряжений в поперечном сечении и незначительного или даже нулевого пружинения.

При черезмерно большой величине обжатия может быть получено обратное пружинение, когда момент внутренних сил в сечении в результате обжатия изменяет знак и кривизна увеличивается. При большой величине обжатия напряжения в полке могут быть снижены до нуля и могут быть даже сжимающими, тогда усилие растяжения будет воспринято необжатой внутренней полкой и напряжения в ней возрастут выше, чем напряжения предварительного растяжения бо, а в наружной полке напряжения будут равны нулю. Распределение напряжений в сечении будет соответствовать эпюрам а (фиг. 3 и 6). При снятии внешних нагрузок длина наружных волокон не изменится, а длина внутренних уменьшится;-: кривизна профиля увеличится, т. е. произойдет обратное пружинение.

Наибольшая величина напряжений сжатия внутренних волокон не может превысить предела прочности материала 6О, что примерно соответствует двум пределам пропорциональности 6д . Следовательно, чтобы обес печить нулевое напряжение в крайнем внутреннем волокне профиля, достаточно обеспечить его растяжение не больше, чем на

6622

Формула изобретения

ОФ

----бо

Фиг..2 в

Фга. I

Й/2. 7

Фш. Ь

Составитель Е. Чистякова

Техред О. Луговая Корректор Г. Назарова

Тираж 1033 Подписное

Редактор О. Торгашева

Заказ 2563/10

UН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д, 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 удвоенную относительную деформацию предела пропорциональности 28а. Для того, чтобы создать во внутреннем волокне напряжение +6п, достаточно обеспечить растяжение, соответствую;цее 38р. Деформация обжимаемой полки по ширине вследствие влияния соседних с обжимаемым участком длины и сил трения между материалом профиля и обжимным роликом затруднена, поэтому относительная деформация удлинения полки равна относительной деформации ее 16 обжатия. Поскольку напряжение растяжения в полке не может превышать предела прочности, то для ее полной разгрузки от напряжений растяжения достаточно обеспечить относительную деформацию обжатия, равную 28р, а так как обжимаемая полка также растягивается при растяжении профиля, то для обеспечения деформации растяжения всего профиля на величину 38Р потребуется относительная деформация обжатия полки, не превышающая 5Ьр. Величи- 2р найр для большинства металлов составляет величину 0,8 — 0,5%. Следовательно. потребная величина обжатия полки не превысит

Зобо от толщины полки. Например, при гибке с растяжением профиля таврового (Т-образного) сечения Пр 109-8 с полками шириной 25

37 и 20 мм и толщиной 2 мм по радиусу

1000 мм величина потребного обжатия наружной полки составит не более 0,06 мм.

Применение предлагаемого способа позволит точно производить формообразование криволинейных деталей из профилей при комнатной температуре и снизить до минимума или полностью исключить доводочные работы.

Экономический эффект от применения способа в авиационной промышленности выражается в сотнях тысяч рублей в год.

Способ гибки профилей, заключающийся в гибке заготовки по оправке, в рабочем ручье, который размещен элемент профиля, с приложением осевого растяжения с одновременной компенсацией пружинения, отличаюшийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и оснастки для его осуществления, компенсацию пружинения производят путем обжатия по толщине в зоне гибки элемента поперечного сечения профиля, не выходящего в ручей оправки.