Способ обработки калибрующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки

 

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке изделий, имеющих поверхности типа однополосных гиперболоидов, например калибрующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки. Целью изобретения является повышение точности обрабатываемых поверхностей и улучшение функциональных характеристик изделия. Для этого при обработке вращающегося изделия режущим инструментом, перемещаемым вдоль направляющей, наклоненной к оси изделия, осуществляют сближение указанной направляющей с осью изделия до заданной величины. Режущую кромку инструмента располагают от оси направляющей на расстоянии R, определяемом из математического соотношения. В процессе перемещения инструмента осуществляют его синхронный поворот относительно направляющей, обеспечивая угловое положение, определяемое из математического соотношения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Обрабатываемое изделие 1, например прокатный валок, содержащее поверхность 2 вращения типа однополостных гиперболоидов, закрепляют в станке токарного, типа и приводят во вращение. Над изделием вдоль направляющей 3 режущего инструмента, наклоненной к оси изделия под углом скрещивания перемещают режущий инструмент

4, а направляющую 3 в процессе обработки поверхности 2 вращения приблиt жают к оси Х > изделия до величины

d — кратчайшего расстояния между ними, При этом режущую кромку 5 инструмента 4 располагают от оси направляющей Хз на расстоянии R, опредегяемом из соотношения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246514/22-08 (22) 15.05.87 (46) 07.12.89. Бюл. Н 45 (71) Цонецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) А.Ю.Литвиненко, В.И. Литвинов, В.А.феник, Ф.А,Писаренко, Ю.Т.Шевченко, И.Е.Стукалов и А.К.Голубченко (53) 621.941.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 174497, кл. В 23 В 1/00, 1961. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАЛИБРУЮЩЕГО

УЧАСТКА БОЧКИ ВАЛКА КЛЕТИ ПОПЕРЕЧНОВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ (57) Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке изделий, имеющих поверхности типа однополосных гиперболоидов, например калибИзобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке изделий, имеющих поверхности типа однополостных гиперболоидов, например калибрующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки.

Целью изобретения является повышение точности обрабатываемых поверхностей и улучшение функциональных характеристик иэделия.

На фиг. 1 изображен валок в процессе завершения обработки поверхности калибрующего участка бочки; на фиг. 2схема выбора систем координат.

Способ осуществляют следующим образом.

„„SU„„1526913 А 1

2 рующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки. Целью изобретения является повышение точности обрабатываемых поверхностей и улучшение функциональных характеристик иэделия. Для этого при обработке вращающегося изделия режущим инструментом, перемещаемым вдоль направляющей, наклоненной к оси изделия, осуществляют сближение указанной направляющей с осью изделия до заданной величины, Режущую кромку инструмента располагают от оси направляющей на расстоянии

R, определяемом из математического соотношения. В процессе перемещения инструмента осуществляют его синхронный поворот относительно направляющей, обеспечивая угловое положение, определяемое из математического соотношения. 2 ил., 1 табл. С:

3 152691

R (rcoslf+d) + (rsinqcosf — zsin(), где r — радиус валка;

d — кратчайшее расстояние между осью валка и направляющей резца;

Ц - угол, отсчитываемый по часовой стрелке от оси направляющей; сближенной с осью вал- 1О ка до кратчайшего расстояния d — координата на оси валка, отсчитываемая от начала принадлежащей валку системы 15 координат, совпадающая с точкой пересечения направления кратчайшего расстояния

d с осью валка;

) - угол скрещивания между ося- 20 ми валка и направляющей резца, и в процессе перемещения режущего инструмента вдоль направляющей 3 осуществляют его синхронный поворот относительно оси направляющей, обеспечивая текущее угловое положение, определяемое из соотношения

30 гsingcos J—

% arctg

r cosQ + d

35 где h - текущее угловое положение между продольной осью инструмента и осью направляющей.

Расчетную формулу для угла поворота режущего инструмента относительно направляющей, вдоль которой он движется, определяют следующим образом.

Выбираем основную систему координат: ось Х q, совпадающую с направляющей движения резца, ось Х<, совпадающую с кратчайшим расстоянием d, и ось Х, перпендикулярную двум укаэанным. Вводят цилиндрическую систему

45 координат го ° Чо э<> где ocb совпадает с осью Х, а угол (, отсчитывается в плоскости Х,ОХ от оси Х, в положительном направлении.

Вводят ортогональные системы, связан- 50 ные с валком: декартовую Х,, совпадаI ющую с осью валка, Х,, совпадающую

Е с кратчайшим расстоянием d, и Х, .перпендикулярную двум предыдущим, и цилиндрическую r, q z, которая 55 аналогична основной, Угол, определяющий поворот резца относительно направляющей, выХ .числяют по формуле tg = X>, где Х, и

"1

Х - координаты линии, определяемой как геометрическое место точек, лежащих на валке, минимально удаленных от напра вляющей, Преобра зова ние координат от валковой к основной имеет вид з

Х, = с ;„ Х„+ Х; к = гдеi 1, 2и Э;

Х, =d; Х =О; X>, — -О, аматрица о ;„ имеет вид

1 О О с ;„ = О cos) — sin(О sin(cos)

Преобразования от валковой цилиндрической к валковой декартовой произ" водят согласно уравнениям

Х = гсоэ(; Х = rsin$ ; X = z.

Таким образом, зная r, g u z— координаты геометрического места точек, принадлежащих валку и минимально удаленных or направляющей, определяют значение h . Однако необходимо также найти математическую связь между этими параметрами, которые однозначно бы определяли эту линию.

Для получения качественной поверхности металла, прокатываемого на валках, поверхность калибрующей части бочки должна на всем своем протяжении прилегать к цилиндру, радиус которого равен радиусу прокатываемого прутка °

В основной системе координат цилиндрическая поверхность прутка имеет вид

R = Х + Х т или в валковой цилиндрической системе координат

2 2

R = (rcosg + d) +

+ (r singcos (— zsin () где R — расстояние между режущей кромкой инструмента и осью направляю1526913 щей, совпадающее с радиусом прокатываемого в валках прутка.

Уравнение, связывающее r, q, z и определяющее положение геометрического места точек на валке, минимально удаленных от оси цилиндра (прутка), определяют из выражения дк, -- .= О, где R, — функция, описываю- 10

25

Способ обработки калибрующего участка бочки валка клети поперечновинтовой прокатки, заключающийся в формировании поверхности вращающегося изделия режущим инструментом, перемещаемым вдоль прямолинейной направляющей, ось которой ориентирована под углом к оси изделия и которую в процессе обработки сближают с осью изделия до заданной величины, отличающийся тем, 40 что, с целью повышения точности обрабатываемых поверхностей и улучшения функциональных характеристик изделия, режущую кромку инструмента располагают от оси направляющей на

45 расстоянии R, определяемом из соотношения

50 где r — радиус валка;

d — кратчайшее расстояние между осью валка и направляющей резца;

Ч вЂ” угол, отсчитываемый по часовой стрелке от оси направляющей, сближенной с осью вапка, до кратчайшего расстояния d щая поверхность валка в основной цилиндрической системе. Пользуясь укаэанными преобразованиями, получают

rsin ) sin2$ + 2dsin((+ zsin2)cosg-"

О, где с к - матрица преобразования координат точек от валковой (связанной с осью валка) к основной (связанной с осью прокатки или с направляющей) системе координат.

Пример. В качестве примера конкретной реализации способа представлен технологический процесс нарезки калибрующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки.

Процесс деформации металла наиболее устойчив при углах скрещивания осей валков и прокатки 20-24 . Принимаем угол скрещивания равным 22

При диаметрах валка данной клети в диапазоне 210-440 мм кратчайшее расстояние между осями валка и прокатки должно находиться на расстоянии

155-170 мм. Принимаем его равным

160 мм. Пруток, прокатываемый на этих валках, имеет диаметр 100 мм.

Для нарезки калибрующей части валка укаэанной клети и с принятыми настроечными параметрами R, f, d загс" товку устанавливают в токарном станке, над которым размещена направляющая для перемещения суппорта, имеющего возможность поворота относительно оси направляющей. В суппорте закрепляют резец, выставляя его таким образом, чтобы расстояние от режущей кромки до оси направляющей было pasно радиусу прокатываемого прутка, т.е °

50 мм, Направляющую разворачивают от" носительно оси заго овки так, Чтобы угол между ними составлял 2? .

Заготовку приводят во вращение и производят обработку резцом, продвигая его вдоль направляющей и поворачивая на угол 2, предварительно рассчитанный исходя из представленных соотношений.

Значения угла 4 в зависимости от положения резца на направляющей относительно кратчайшего расстояния между осями заготовки и направляющей приведены в таблице.

После каждого прохода резца напра вля ющую опус ка ют, при бли жа я к оси заготовки, на величину подачи.

После того, как расстояние между направляющей и осью станет равным

d 160 мм, станок останавливают, измеряют износ резца, при необходимости выставляют его еще раз, чтобы его длина равнялась 50 мм и еще раз начисто проходят калибрующий участок бочки валка.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить точность нарезки калибрующих участков валков клетей поперечно-винтовой прокатки и, как следствие, точность и качество поверхности прокатываемого металла.

Формула изобретения

2 2

R = (rcosp+d) + (rsin(icos at zs1п ) ) 1526913 относительно оси направляющей, обеспечивая . текущее угловое положение, определяемое из соотношения

z — координата на оси валка, отсчитываемая от начала принадлежащей валку системы координат, совпадающая с точкой пересечения направления кратчайшего расстояния d с осью валка; - угол скрещивания между осями валка и направляющей резца . и в процессе перемещения инструмента осуществляют его синхронный поворот

Г81П С08 f Е81П

9 arctg - — — — — — — —-rcosg + где h - текущее угловое положение между продольной осью инструмента и осью направляющей, Х, мм -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 град -19,7 -14,7 - 10,4 - 6,7 -3,8 -1,7 -0,4 0 +0,4

Составитель В.Золотов

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Редактор С.Пекарь

Заказ 7449/17 Тираж 831 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101