Способ обработки ручьев валков горячего пильгерования и вальцетокарный станок для его осуществления

 

Изобретение относится к станкостроению , в частности к станкам для обраб отки ручьев пильгерных валков. Предложен способ обработки ручьев пильгерных валков , форма которых выражается математическими зависимостями, при котором к двум линейным по осям X и Z перемещениям резца и угловому перемещению валка по оси С добавляется вертикальное перемещение по оси Y и угловое вращение резца по оси А при одновременной коррекции по осям. Предложен станок, реализующий указанный способ . Станок снабжен устройством компенсации переменных моментов вращения , вызываемых эксцентриситетом центра тяжести валка. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s В 23 В 5/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5001334/08 (22) 22.08.91 (46) 15.08,93. Бюл. N 30 (31) P 4026898.5 (32) 23.08.90 (33) 0Е (71) Маннесманн АГ (DE) (72) Карл Эрнст Гентер (0Е) (56) Журнал "Werkstatt.und Betrleb". Специальный выпуск "Станки 86" к 4-ой выставке

"Металлообрабатывающая техника ФРГ", Москва, 15 — 24 мая 1986 г, — Издательство

К.Ханзер, — Мюнхен, с.с. 18,21,24,26,28,35, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ РУЧЬЕВ ВАЛКОВ ГОРЯЧЕГО ЛИЛЬГЕРОВАНИЯ И

ВАЛЬЦЕТОКАРНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для металлообработки, Целью изобретения является повышение производительности обработки путем оптимизации условий резания, На фиг.1 показано сечение валка с разбивкойй руч ья на участки фо рмооб разо ва" ния; на фиг.2 — вид валка спереди на фиг.1, на фиг.3 — вид валка спереди с привязкой к координатам и инструментом; на фиг.4— сечение валка с указанием углов наклона в опорных точках; на фиг.5 — 7 — положения токарного резца относительно обрабатываемого валка; на фиг.8 — вид спереди валка с двумя положениями токарного резца в "нулевой" точке; на фиг.9 — вид ручья в произвольной тачке; на фиг.10 — ра чиальное сечение ручья валка на фиг.9;, на фиг,11 — . (57) Изобретение относи ся к станкостроению, в частности к станкам для обраб отки ручьев пильгерных валков. Предложен способ обработки ручьев пильгерных валков, форма которых выражается математическими зависимостями, при котором к двум линейным по осям X и 2 перемещениям резца и угловому перемещению валка по аси С добавляется вертикальное перемещение по оси Y и угловое вращение резца по оси А при одновременной коррекции по асям. Предложен станок, реализующий указанный способ. Станок снабжен устройством, компенсации переменных моментов вращения, вызываемых эксцентриситетам центра тяжести валка. 2 с. и 1 з,п. ф-лы, 15 ил, ° осевое сечение ручья валка на фиг.9; на фиг.12 — сечение, параллельное радиусувектору на фиг.9; на фиг.13 — вид на станок а спереди; на фиг.14 — вид нэ станок сверху; Q0 на фиг.15 — вид на станок с левого торца. (1

На фиг.1 в области 1 размер ручья валка уменьшается до размера раскатного ручья— область 2, соответствующего диаметру изготавливаемой трубы. Область 3 соответствует переходу к заданному размеру иэделия. СО

Области 4, 5, 6 и 7 соответствуют необходимым участкам перехода при осуществлении технологического процесса прокатки. Ы

На фиг.2 показан максимальный угол поворота 8 и теоретический радиус валка

RW, На фиг.3 вид валка спереди показаны угол резания, радиус — вектор и осевая со1834748

50 ставллющая Wsz в "нулевой" точке ручья валка для сеченил с углом y= 90О.

При этом положение радиусного резца

9 с размерами KV задается координатами Х и Z.

На фиг.4 показано сечение валка с углами Ws>t, >/) = 0" и Uw до "нулевой" точки ручья.

На фиг. 5 — 7 показано сечение валка с тремя положениями резца 10, причем на фиг, 5 — 6 резец показан с вертикальным перемещением по оси Y и коррекцией yrno.рого положения валка Скорр.

На фиг.7 показано положение резца без коррекции, На фиг.8 валок. показанный спереди, представлен с двумя положениями резцов

11 в "нулевой" точке, причем резец на левой части ручья повернут на угол А и скорректирован по координате Y на величину со знаком линус. Резец 11 на правой части ручья повернут на отрицательный угол Л и также скорректирован по координате Y на величипу со знаком минус.

На фиг. 9 — 12 точка 12 на поверхности ручья зафиксирована с помощью различных углов; на фиг.9 она задается углом наклона и его составляющими по координатам Х и Z.

Эта точка определяется с помощью вписанного угла валка Uw, угла сечения ф(фиг,4) и действующего радиуса ручья KR, Угол наклона Ws (фиг.12) определяется по формуле

Ws = агсщ(ОКА/dUw: р), где 0КрИОд —.производная радиуса ручья

Кл по вписэцному углу Uw; р- действующий радиус-вектор ручья.

На фиг;10 и,11 показаны радиальная и осевая составляющие угла наклона Ws (фиг.12), при этом

Wsx = arctg (ся(ИЗ) cos(ф);

Wsz = arctg (с9Из) sin (t/>).

Последние параметры испольэуютСя для расчета коррекции.

Предложенный станок содержит переднюю бабку 13 со шпинделем 14, заднюю бабку 15 и люнеты 16, размещенные на станине 17, в которых устанавливается и крепится обрабатываемый валок 18. На задней части станины 17 на направляющих размещен крестовый суппорт с управляемыми приводами подач продольных салазок 19 (ось Z) и поперечных салазок 20 (ось Z), на которых размещена вертикальная каретка

21 (ось V) с поворотным резцедержателем

22, обеспечивающая угловое перемещение резца вокруг его продольной оси (ось А) на

45о

На суппорте установлена телевизион5 ная камера 23 для наблюдения за процессом обработки, Управляемый привод передней бабки

13 обеспечивает перемещсние шпинделя по оси С.

10 Шпиндельная бабка снабжена компенсаТороМ переменных Mot48nroa вращения, создаваемых при обработке валка, и содержит управляемый регулируемый гидроцилиндр 24 со штоко л, установленный на

15 станине с левой стороны шпиндельной бабки и связанный посредством рычага 25 с цэпфой 26, закрепленной на шпинделе 14, На шпинделе станка установлен патрон 27, Предложенный станок работает следу20 ющим образом.

На подлежащем обработке валке устанавливается определенное число сечений и опорных точек, для которых основные данные — радиус ручья Кя, угол резания Fw

25 угловое положение сечения от "нулевой" точки (угол Uw) — заданы в файле данных вычислительной машины (не показано). К устройству ЧПУ станком (не показано) подключается компьютер, в котором произво30 дится расчет положения ре>кущего инструмента по осям для л1обого углового положения валка.

Форма ручья определяется системой функций <(X), t(uw, ф), параметры которых

35 содер>катся в файле данных Э ВМ, посредством которых определяется радиус ручья Кя для каждой точки с координатами вписанного угла валка Uw (от 0 до 360 ) угла сечения ручья ф (от -90 до +90 ) и теоретического

40 радиуса Rltll валка. При получении производных dKR/dUw при р = Bw — Knsin ф для каждой опорной точки (Uw, (P) рассчитывается соответствующий угол наклона в направлении, перпендикулярном к

45 поверхности ручья в этой точке по уравнению

Ws = arctg (dKR/dKw: p) Далее определяется радиальная и осевая составляющие

Ws>t =- arctg (tg Ws . cos z/:) Wsz = arctg (tg Ws sin ф) С учетом этих параметров и значения радиуса инструмента Kv рассчитываются координаты и величины коррекции для каждой

1834748 точки, заданной значениями углов Ощ и

Х = Rw — (KR — Ку) sin ф

Z-=(Êÿ — Кч) cos ф;

Y = (Pw — KR) tg Ws

Зти данные а также величины коррекции по координатам передаются на устройство ЧПУ, осуществляющее управление рабочих органов станка с равномерной скоростью.

Компенсатор переменных моментов вращения, вызываемых эксцентриситетом центра тяжести валка, работает следующим образом.

Обрабатываемый валок устанавливается между центрами станка при них<нем расположении его центра тяжести. Затем шпиндель передней бабки проворачивают до совпадения "нулевой" точки патрона 27 с "нулевой" точкой валка. Затем рычаг 25 закрепляется в верхнем положении. При вращении обрабатываемого валка, вызываемый зксцентриситетом центра тяжести валка, момент компенсируется путем регулировки гидравлического давления в гидроцилиндре 24. Степень компенсации

MoMeIIToB контролируется сравнением величины силы тока электродвигателя главноГо привода.

Формула изобретения

1. Способ обработки ручьев валков горячего пильгерования на вальцетокарном станке с числовым программным управлением, при котором форма ручья, выраженная математическими зависимостями, запоминается в вычислительной машине и поверхность ручья, описываемая в каждой точке посредством системы линейных и угловой координатных осей; обрабатывается

40 порт с управляемыми приводами подач шпинделя, продольных и поперечных салазок, отл ич а ющий ся тем, что. суппорт снабжен кареткой, предназначенной для вертикального перемещения резца, и поворотным резцедержателем, предназначенным для .углового перемещения резца вокруг его продольной оси.

3. Станок по и 2, отличающийся тем; что шпиндельная бабка снабжена компенсатором переменных моментов вращения, выполненным в виде управляемого регулируемого гидроцилиндра, установленного на станине с левой стороны шпиндельной бабки и связанного посредством рычага с введенной в станок цапфой, закрепленной на шпинделе. токарными инструментами при линейных и угловом,перемещении, причем геометрическал форма ручья формируется посредством совместных перемещений резца — попереч5 ного (ось Х), продольного, параллельного оси валка (ось 2), и углового перемещения валка (ось С), отличающийся тем, что оптимальную настройку угла резания резца осуществляют в каждой опорной точке пер10 пендикулярно тангенциальной поверхности ручья посреДством вертикального перемещения резца (ось Y) поперек оси валка и вращения резца (ось А) при одновременной коррекции углового положения валка по оси

15 С, причем после введения параметров валка (диаметр валка, диаметр ручья, скорость и глубина резания, подача) вычислительная машина во время обработки валка иэ заложенных в нее данных ручья рассчитывает

20 координатные точки осевых перемещений и осуществляет числовое управление с интерполяцией сложных кривых.

2. Вальцетокарный станок с числовым программным управлением для обработки

25 ручьев валков горячего пильгерования, в которых форма ручья, выраженная математическими зависимостями, запоминается в вычислительной машине, содержащий станину, шпиндельную бабку и крестовый суп1834748

Фиг. /

1834748

1834748

/034 i d форд.

1834748

1834748

Составитель Ю.Ельчанин

Техред М.Моргентал . Корректор Л ©иль

Редактор

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

Заказ 2697 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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