Remedy defects in the production of thin sheet profile at multi-roll forming bands

Abstract

The article considers the analysis of defects in the production of thin sections on multi-roll pilot production roll forming machine. This paper also describes an experimental selection of possible ways to eliminate defects.

Full Text

В современном мире при совершенствование машин и сооружений получение качественных деталей методом обработки металлов давлением приобретает все большую необходимость. При этом возрастает потребность в прогнозировании свойств материала после обработки [ 2, 9, 10, 12], а также в выявлении возможных дефектов, возникающих на стадии изготовления. Одной из проблем является необходимость получения длинномерных гнутых профилей высокого качества. Для быстрого исправления дефектов необходимо правильно определить причину их появления и вид. Дефекты гнутых профилей подразделяют по внешнему виду, геометрическим размерам, поверхности и по механическим свойствам. Первые два вида дефектов зависят от технологии профилирования, следующий от - качества заготовки и технологии, четвертый вид от качества заготовки. В УНТЦ «МАМИ» была поставлена задача, в рамках развития взаимосвязи производственных и научных направлений [3, 4], провести анализ дефектов, возникающих при профилировании на многороликовой опытно-производственной машине [1, 8], и устранить проблему искажения профиля (рисунок 1) на выходе. Рисунок 1. Профиль с дефектами Судя по полученному профилю, эти дефекты относятся к внешним. Один из дефектов - это серповидность – кривизна профиля в горизонтальном направлении. Причиной появления данного дефекта является ребровая кривизна заготовки и её разнотолщинность. Промерив нашу заготовку, мы выявили, что она не имеет разнотолщинности. Оказалось, что серповидность появляется из-за перекоса между последними роликами. На данном типе машины регулировка не очень проста, поэтому было предложено внести изменение в конструкцию: вместо втулок (рисунок 3) поставить пружины, которые обеспечат более простую регулировку зазора и позволят закручивать регулировочные винты динамометрическим ключом, что обеспечит равномерность зазора с одной и другой стороны. Соответственно, если не будет перекоса, то и полки детали будут одинаковые. Данный профиль производиться на профилировочном станке (рисунок 2). Рисунок 2. Общий вид машины и ролики. Следующим дефектом в этой детали является её изгиб по вертикали. Такой вид дефекта вызывается большими напряжениями профилирования. Так как в последней паре роликов (калибровочных) был недопустимый зазор, то они производили формовку. Вследствие, неравномерности распределения сил трения между поверхностями профиля и валков, у выходящего профиля всегда имеется стремление изгибаться по вертикали. После отладки машины получаем профиль без дефектов. Для упрощения отладки машины иногда возникает возможность производить профилирование деталей с предварительно выдавленными технологическими дорожками канавками. Сущность данного метода заключается в том , что в первых клетях машины в процессе прохождения через них полосы, происходит выдавливание углублений приблизительно на 30% от толщины материала. Рисунок 3. Втулка и регулировочный винт Ширина выдавленной канавки должна соответствовать заданной изгибаемой зоне. Данные углубления являются концентраторами при последующем изгибе профиля [ 5-7, 11]. В результате этого изгиб происходит строго в обозначенном месте. Данный способ позволяет производить упрощенные конструкции профилировочных роликов и значительно упрощает отладку машины. Однако данный способ не всегда применим,так как пригоден только для деталей простых конфигураций. Кроме того полученные канавки могут снижать динамическую прочность детали, в результате чего данные изделия могут работать только со статической нагрузкой или служить декоративными элементами. Выводы В ходе анализа дефектов возникающих в ходе профилирования на многороликовой опытно-производственной профилегибочной машине выявлены основные дефекты полученных деталей: серповидность и скручивание профиля. Экспериментально установлено, что данные дефекты могут быть устранены в ходе правильной отладки машины. Для более удобного и быстрого регулирования предложено изменение конструкции профилигибочных клетей, которые заключается в установке на направляющие винты сдавливающих валки пружин.