[1]Способ гибки длинномерных полых изделий с профилем открытого типа
[2]Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных областях промышленности при изготовлении изогнутых длинномерных профилей открытого типа.
[3]Известны следующие способы гибки профилированных изделий.
[4]Патент RU №1417281, от 07.03.1986 «Оправка для гибки труб». Способ реализуется с помощью специализированной гибочной оправки. Гибку трубы осуществляют протягиванием через верхнюю и нижнюю матрицы с профилем изгибаемой трубы и гибочную оправку, расположенную между ними. Оправка содержит секции эластичного наполнителя, несущего на конце упругую ступенчатую шайбу, металлический калибрующий вкладыш с пазом для размещения ступенчатой шайбы и с хвостовиком для размещения секций эластичного наполнителя. Эластичный наполнитель гибко связан с многоэлементным гибочным узлом. Изгиб осуществляют протягиванием через матрицу металлического калибрующего вкладыша, воздействующего наружной поверхностью на переднюю кромку заготовки с одновременным колебательным движением.
[5]Патент SU №1433546, от 30.10.1988 «Устройство для гибки трубных заготовок». Способ гибки трубных заготовок, реализуемый устройством, состоящим из гибкой оправки, разъемной матрицы с криволинейным каналом, полого толкателя и механизма создания давления в гибкой оправке. Гибкая оправка выполнена в виде жестких звеньев, шарнирно связанных один с другим и установленных внутри эластичной втулки и упора, шарнирно связанного с нижним крайним жестким звеном. Устройство предназначено для получения крутоизогнутых одноколейных патрубков с высоким радиусом кривизны и реализует способ гибки трубных заготовок следующим образом. В отверстие трубной заготовки вводят упругую оправку. При подаче давления жесткие звенья сжимают эластичную втулку, растягивая трубную заготовку в окружном направлении и создавая внутреннее давление, препятствующее потере ее устойчивости. Затем проталкивают трубную заготовку через разъемную матрицу и этим формуют деталь.
[6]Недостатками указанных способов являются сложность их реализации и высокая стоимость оправки.
[7]Патент RU 2245206 от 27.01.2005 «Способ гибки труб». Способ, заключающийся во введение в полость трубы наполнителя, ее изгиб путем протягивания вдоль гибочных и вспомогательных роликов и извлечение наполнителя. В качестве наполнителя используют трос, введенный с обеспечением постоянного контакта его поверхности с внутренней поверхностью трубы, а в качестве гибочных роликов используют профилированные ролики, один из которых выполняют нажимным, а другой -подпружиненным.
[8]Недостатком данного способа является сложность извлечения троса из изогнутой трубы и значительное усложнение оснастки в случае использования данного способа при изгибе профиля с незамкнутым контуром.
[9]Патент SU №1692708, от 23.11.1991 «Оправка для гибки труб». Способ основан на использовании оправки, содержащей полую штангу, на которой подвижно установлен гибкий контейнер с наполнителем. В зону гибки трубы вводят оправку, закрепляют неподвижно тягу, движением полой штанги к заходному концу заготовки выдвигают контейнер, при этом наполнитель перемещается в трубу в зону ее гибки, затем закрепляют полую штангу, освобождают тягу и движением тяги к заходному концу заготовки подпрессовывают уплотнитель в зоне гибки и закрепляют тягу неподвижно.
[10]Недостатки способа: при использовании в качестве наполнителя песка недостаточна упругость воздействия на стенки трубы, что приводит к изменению геометрии сечения трубы в местах гибки, при использовании в качестве наполнителя полиэтиленовых шариков их жесткость низка, что приводит к возникновению овальности трубы в местах гибки, Также затруднен возврат полиэтиленовых шариков обратно в контейнер из-запотери геометрии стенок трубы в местах гибки наполнителя. К тому же, при гибке незамкнутого профиля из-за невозможности обеспечить равномерное распределение давления наполнителя на внутренние стенки при открытом сечении профиля не исключено образование гофр.
[11]Общим недостатком вышеуказанных способов является то, что они предназначены для гибки профилей закрытого типа в виде труб и не могут быть использоваться для гибки профилей с открытым типом.
[12]Наиболее близким, к заявляемому способу, по решаемым задачам, является способ описанный в патенте RU №2262404, от 20.10.2005 «Способ гибки длинномерных изделий с профилем открытого типа», заключающийся в размещение внутри заготовки наполнителя из эластичного материала. При подготовке к гибке длинномерных полых изделий с профилем открытого типа размещают внутри заготовки наполнитель из твердого эластичного материала, при этом наполнитель по форме и размерам тождественен форме и размерам внутренней полости заготовки и образован из набора продольно ориентированных вдоль заготовки длинномерных вставок, толщина каждой из которых не превышает ширины незамкнутой части заготовки. В процессе гибки, которую осуществляют на трехвалковой гибочной машине, наполнитель перемещается вместе с заготовкой и, деформируясь и проскальзывая по стенкам, обеспечивает необходимое давление на стенки заготовки, исключая образование гофров.
[13]К недостаткам указанного способа можно отнести следующее: использование в качестве наполнителя эластичного материала приводит к тому, что в ряде случаев, величина подпора может оказаться недостаточной для предотвращения гофр на изделии, не обеспечивается предотвращение потери устойчивости профильной заготовки в поперечном сечении и ограничиваются возможные радиусы гиба.
[14]В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа гибки длинномерных полых изделий с профилем открытого типа, дляувеличения возможных радиусов гиба во избежание потери устойчивости в виде гофр.
[15]Поставленная задача решается тем, что в способе гибки длинномерных полых изделий с профилем открытого типа, включающем размещение внутри заготовки набора вставок и совместную гибку заготовки и вставок в каждую из открытых полостей заготовки устанавливают набор вставок из стальных полос с возможностью продольного смещения каждой из полос друг относительно друга и соответственно относительно заготовки в процессе гибки, гибку заготовки с набором вставок производят на валках, выполненных в виде роликов с шириной рабочей части между ограничителями равной ширине заготовки с размещенными в ней вставками, причем гибку профиля осуществляют в зоне пластических деформаций, а изгиб стальных полос в области упругих деформаций, что способствует увеличению устойчивости заготовки к образованию гофр.
[16]На фиг. 1 показана установка стальных вставок в профиль открытого типа; фиг. 2 - установка сборной заготовки в гибочную машину; фиг. 3 - сечение А-А фигуры 2, с расположением сборной заготовки в валках гибочной машины.
[17]Способ гиба длинномерных полых изделий с профилем открытого типа осуществляют следующим образом.
[18]Между полками профиля 2 размещают вставку 1, набранную из стальных полос. Высота вставки 1 должна соответствовать зазору между полками профиля 2, при этом толщина стальных полос выбирается из тех соображений, чтобы каждая отдельная полоса, при изгибе профиля 2, деформировалась в упругой области. Ширина стальных полос В выбирается таким образом, чтобы ширина сборной заготовки профиля 2 под гибку (профиль с установленными между его полками наборами стальных пластин) в целом превышала ширину А профиля 2. Между стальными пластинами вставки 1 и между пластинами и профилем 2 наносится смазка, дляобеспечения сдвига пластин, как между собой, так и относительно полок профиля 2 при его изгибе.
[19]Валки 3 и 4 трехвалковой гибочной машины выполнены в виде роликов. Ширина внутреннего профиля валка 3 соответствует ширине сборной заготовки В профиля 2 под гибку. Наличие внешних ограничителей на валках 3 способствует лучшему позиционированию сборной заготовки, обеспечивают ее направление и ориентацию, предотвращают ее искривление в продольном направлении.
[20]В процессе гибки, которую осуществляют на трехвалковой гибочной машине, набор стальных пластин установленный в полость между полками профиля 2, изгибаясь в упругой области, обеспечивает необходимый подпор на стенки профиля 2 и предотвращает образование гофр и складок на них. Для компенсации разности удлинения на внешней и внутренней поверхностях гиба, стальные полосы в наборной вставке имеют возможность смещаться относительно друг друга в продольном направлении. Так как стальные пластины работают только в упругой области, то они достаточно легко извлекаются из полостей между полками профиля 2 и могут быть использованы многократно.
[21]Данный способ позволяет получать гнутые длинномерные профили открытого типа, с многократным использованием технологической оснастки.
[23]1. Роспатент, www.fips.ru,
[24]2. Бюро по патентам и товарным знакам США (USPTO, www.uspto.gov)
[25]3. Европейского патентного бюро (ЕPО, worldwide.espacenet.com)
[26]4. Всемирная организация интеллектуальной собственности
