CN101913115A - 一种轧机辊环双圆弧孔型加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金行业的孔型加工方法，是一种轧机辊环双圆弧孔型加工方法，根据双圆弧孔型图，计算出双圆弧的圆心位置，利用机械修磨原理，先修整出金刚石成型砂轮的底圆的小圆弧形状，然后摇动砂轮架，利用机床上的数显表，找到成型砂轮大圆弧圆心的X和Y轴坐标，固定圆心位置，修出成型砂轮的大圆弧，保证两圆弧的切点过度圆滑。双圆弧成型砂轮修整完成后，在国产的辊环磨床上装上成型砂轮加工辊环的双圆弧孔型，每次磨削量控制在0.02mm。本发明既实现了辊环双圆弧孔型的加工，又省去了购买进口辊环加工设备的巨额费用，且操作简单，加工效率高。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业的孔型加工方法，具体的说是一种轧机辊环双圆弧孔型加工方法。
背景技术
在线材厂，辊环和钢坯直接接触，辊环的形状和精度直接影响到产品的形状和质量，辊环是线材厂直接影响产品质量的工艺件，所以辊环的孔型形状尤为关键，特别是双圆弧孔型加工方法直接影响辊环的加工精度和加工效率。
首先是双圆弧孔型成型砂轮的修整精度和效率直接影响到辊环的加工。现有技术中，常见的双圆弧孔型的成型砂轮的修整采用两种方法：一是利用国产电解磨床进行防形修整，修磨砂轮效率低，精度差；二是用进口的数控砂轮修磨机床进行修磨，虽然成型砂轮修整精度高，但投资大，一般钢厂没有进口设备。现有技术中，双圆弧孔型的加工也是在国产的辊环磨床上完成，但现有的加工方法难度大，加工效率低，加工精度难以控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种轧机辊环双圆弧孔型加工方法，操作简单、效率较高、加工精度能得到保证。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种轧机辊环双圆弧孔型加工方法，双圆弧由位于两边的大圆弧和位于中间的底圆弧组成，大圆弧内切底圆弧；
加工方法包括在砂轮修磨机床上利用机械磨结合数显器对双圆弧孔型成型砂轮进行修复和在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工；
在砂轮修磨机床上利用机械磨结合数显器对双圆弧孔型成型砂轮进行修复按以下步骤进行：
(1)修整双圆弧孔型成型砂轮的底圆弧：
利用砂轮修整机床上的投影仪，把双圆弧孔型成型砂轮放大10倍，投影在投影仪上，再用放大10倍的双圆弧孔型模板在投影仪上进行比对，根据比对情况调整磨具的位置，使磨具与双圆弧孔型成型砂轮的底圆相切，利用磨具的圆弧运动轨迹和其沿自身的切线方向的往复摆动对小圆弧进行修整；
(2)修整双圆弧孔型成型砂轮的两边大圆弧：
根据大圆弧内切底圆弧的原理，利用“勾股弦”定理通过公式(一)和公式(二)计算出大圆弧圆心离底圆弧圆心在水平方向X轴和竖直方向Y轴上的距离：
公式(一)和公式(二)中，A是大圆弧和底圆弧两切点之间的夹角，R是底圆弧半径，(180°-A°)/2是大圆弧和底圆弧的切点角度，按公式(一)和公式(二)中X轴和Y轴的计算数据移动双圆弧孔型成型砂轮，找准大圆弧的圆心，坐标移到大圆弧圆心位置后，在模板上已看不见砂轮的投影，利用数显器进行修整量的控制，进行一侧面大圆弧的修整，当修整量全部修整结束后，再反向移动成型砂轮的X和Y轴坐标恢复到底圆弧圆心位置，打开投影仪，对修整出的大圆弧与模板进行比对，若有误差，重复以上操作，只到修出的大圆弧与模板上的形状完全吻合，另一侧面的大圆弧，修整方法与上述相同，只是X轴为负值，X轴移动方向与上面相反；
在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工按以下步骤进行：
(1)初开孔型，在磨削深度达到孔型深度1/3时，停机用孔型定位测量仪对孔型的定位尺寸进行测量，得出数据，利用磨床上的数显器调整孔型定位误差，调整好孔型定位尺寸后，辊环磨床的轴向位置锁定，加工孔型深度，设置辊环磨床的径向进给量，每次进刀量为0.02mm；
(2)孔型深度全部加工完成后，成型砂轮位置后退，用深度百分表对孔型深度进行测量，符合图纸要求的，双圆弧孔型加工完成。
本发明进一步限定的技术方案是：
在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工的工序中，保证辊环与机床的芯棒装夹精度在0.01mm之内。
在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工的工序中，在孔型修磨的过程中，随时要观察双圆弧孔型成型砂轮的情况，若发现砂轮有磨钝的情况，手工用一片绿碳化硅砂轮对成型砂轮修磨，磨去成型砂轮的粘结材料，露出金刚石颗粒，若成型砂轮形状有改变，要及时更换成型砂轮。
在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工的工序中，孔型快修到位时，把机床主轴的转速调到最低档，延长成型砂轮在辊环上的停留时间，孔型修磨完成后，用金刚石什锦锉刀对孔型与外圆交点处的毛刺进行清理。
本发明的优点是：本发明利用国产的数显砂轮修整设备修整双圆弧孔型成型砂轮，利用国产的数显辊环磨床和双圆弧孔型成型砂轮加工双圆弧孔型辊环，打破了双圆弧孔型辊环加工依赖进口数控砂轮修整设备和数控辊环磨床的状况，拓展了国产加工设备的加工范围。本发明既实现了辊环双圆弧孔型的加工，又省去了购买进口辊环加工设备的巨额费用，且操作简单，加工效率高，加工精度能得到保证。
附图说明
图1是双圆弧孔型的孔型图。
图2是双圆弧的底圆弧加工位置图。
图3是双圆弧侧面大圆弧加工位置图。
具体实施方式
实施例一
本实施例是一种轧机辊环双圆弧孔型加工方法，双圆弧孔型如图1所示，双圆弧由位于两边的大圆弧2和位于中间的底圆弧1组成，大圆弧2内切底圆弧1，底圆弧1的半径为R，大圆弧2和底圆弧1两切点之间的夹角为A。
加工方法包括在砂轮修磨机床上利用机械磨结合数显器对双圆弧孔型成型砂轮进行修复和在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工。
在砂轮修磨机床上利用机械磨结合数显器对双圆弧孔型成型砂轮进行修复按以下步骤进行，其修整位置如图2所示，：
修整双圆弧孔型成型砂轮的底圆弧，利用砂轮修整机床上的投影仪，把双圆弧孔型成型砂轮3放大10倍，投影在投影仪上，再用放大10倍的双圆弧孔型模板在投影仪上进行比对，根据比对情况调整磨具的位置，磨具4要与双圆弧孔型成型砂轮3的底圆弧相切，利用磨具4的圆弧运动轨迹和其沿自身的切线方向的往复摆动对底圆弧进行修整，磨具4在修整成型砂轮时亦对自身进行修整，这样修出的双圆弧孔型成型砂轮3的表面粗糙度和形状远远好于电解磨床修整出的砂轮，放大10倍投影比对提高了成型砂轮的修整精度。
根据大圆弧内切底圆弧的原理，利用“勾股弦”定理通过公式(一)和公式(二)计算出大圆弧圆心离底圆弧圆心在水平方向X轴和竖直方向Y轴上的距离：
公式(一)和公式(二)中，A是大圆弧和底圆弧两切点之间的夹角，R是底圆弧半径，(180°-A°)/2是大圆弧和底圆弧的切点角度，按公式(一)和公式(二)中X轴和Y轴的计算数据移动双圆弧孔型成型砂轮，找准大圆弧的圆心，坐标移到大圆弧圆心位置后，在模板上已看不见砂轮的投影，利用数显器进行修整量的控制，进行一侧面大圆弧的修整，当修整量全部修整结束后，再反向移动成型砂轮的X和Y轴坐标恢复到底圆弧圆心位置，打开投影仪，对修整出的大圆弧与模板进行比对，若有误差，重复以上操作，只到修出的大圆弧与模板上的形状完全吻合。
另一侧面的大圆弧，修整方法与上述相同，只是X轴为负值，X轴移动方向与上面相反。
修整双圆弧孔型成型砂轮时，只要大圆弧圆心位置定位准确，精细修整，就能完整地修出双圆弧来。
在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工按以下步骤进行，其修整位置如图3所示：
在国产的辊环磨床上，用修整好的双圆弧孔型成型砂轮3对辊环进行加工。首先保证辊环与磨床的芯棒装夹精度在0.01mm之内，用千分表在辊环端面上进行找正，端面和辊环内孔同心度超出0.01mm的，退回辊环厂家重修辊环端面。用“试磨法”找出孔型的定位中心，先初开孔型，在磨削深度达到孔型深度1/3时，停机用孔型定位测量仪对孔型的定位尺寸进行测量，得出数据，利用磨床上的数显器调整孔型定位误差，调整好孔型定位尺寸后，辊环磨床的轴向位置锁定，加工孔型深度，设置辊环磨床的径向进给量，每次进刀量为0.02mm，孔型深度全部加工完成后，成型砂轮位置后退，用深度百分表对孔型深度进行测量，符合图纸要求的，双圆弧孔型加工完成。
在孔型修磨的过程中，随时要观察双圆弧孔型成型砂轮3的情况，若发现砂轮有磨钝的情况，可手工用一片绿碳化硅砂轮5对成型砂轮修磨，磨去成型砂轮的粘结材料，露出金刚石颗粒，若成型砂轮形状有改变，要及时更换成型砂轮。孔型快修到位时，把机床主轴的转速调到最低档，延长成型砂轮在辊环上的停留时间，这样能提高辊环修磨出的表面粗糙度和双圆弧孔型的精度，孔型修磨完成后，用金刚石什锦锉刀对孔型与外圆交点处的毛刺进行清理。
本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (4)
1.一种轧机辊环双圆弧孔型加工方法，双圆弧由位于两边的大圆弧和位于中间的底圆弧组成，所述大圆弧内切底圆弧；其特征在于：
加工方法包括在砂轮修磨机床上利用机械磨结合数显器对双圆弧孔型成型砂轮进行修复和在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工；
所述在砂轮修磨机床上利用机械磨结合数显器对双圆弧孔型成型砂轮进行修复按以下步骤进行：
(1)修整双圆弧孔型成型砂轮的底圆弧：
利用砂轮修整机床上的投影仪，把双圆弧孔型成型砂轮放大10倍，投影在投影仪上，再用放大10倍的双圆弧孔型模板在投影仪上进行比对，根据比对情况调整磨具的位置，使磨具与双圆弧孔型成型砂轮的底圆相切，利用磨具的圆弧运动轨迹和其沿自身的切线方向的往复摆动对小圆弧进行修整；
(2)修整双圆弧孔型成型砂轮的两边大圆弧：
根据大圆弧内切底圆弧的原理，利用“勾股弦”定理通过公式(一)和公式(二)计算出大圆弧圆心离底圆弧圆心在水平方向X轴和竖直方向Y轴上的距离：
所述公式(一)和公式(二)中，A是大圆弧和底圆弧两切点之间的夹角，R是底圆弧半径，(180°-A°)/2是大圆弧和底圆弧的切点角度，按公式(一)和公式(二)中X轴和Y轴的计算数据移动双圆弧孔型成型砂轮，找准大圆弧的圆心，坐标移到大圆弧圆心位置后，在模板上已看不见砂轮的投影，利用数显器进行修整量的控制，进行一侧面大圆弧的修整，当修整量全部修整结束后，再反向移动成型砂轮的X和Y轴坐标恢复到底圆弧圆心位置，打开投影仪，对修整出的大圆弧与模板进行比对，若有误差，重复以上操作，只到修出的大圆弧与模板上的形状完全吻合，另一侧面的大圆弧，修整方法与上述相同，只是X轴为负值，X轴移动方向与上面相反；
所述在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工按以下步骤进行：
(1)初开孔型，在磨削深度达到孔型深度1/3时，停机用孔型定位测量仪对孔型的定位尺寸进行测量，得出数据，利用磨床上的数显器调整孔型定位误差，调整好孔型定位尺寸后，辊环磨床的轴向位置锁定，加工孔型深度，设置辊环磨床的径向进给量，每次进刀量为0.02mm；
(2)孔型深度全部加工完成后，成型砂轮位置后退，用深度百分表对孔型深度进行测量，符合图纸要求的，双圆弧孔型加工完成。
2.如权利要求1所述的轧机辊环双圆弧孔型加工方法，其特征在于：所述在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工的工序中，保证辊环与磨床的芯棒装夹精度在0.01mm之内。
3.如权利要求1所述的轧机辊环双圆弧孔型加工方法，其特征在于：所述在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工的工序中，在孔型修磨的过程中，随时观察孔型成型砂轮，若发现砂轮有磨钝的情况，手工用一片绿碳化硅砂轮对成型砂轮修磨，磨去成型砂轮的粘结材料，露出金刚石颗粒，若成型砂轮形状有改变，要及时更换成型砂轮。
4.如权利要求1所述的轧机辊环双圆弧孔型加工方法，其特征在于：所述在辊环磨床上利用修整好的成型砂轮对双圆弧孔型辊环进行加工的工序中，孔型快修到位时，把机床主轴的转速调到最低档，延长成型砂轮在辊环上的停留时间，孔型修磨完成后，用金刚石什锦锉刀对孔型与外圆交点处的毛刺进行清理。
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