SU1526913A1 - Способ обработки калибрующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  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 изобретени   вл етс  повышение точности обрабатываемых поверхностей и улучшение функциональных характеристик издели . Дл  этого при обработке вращающегос  издели  режущим инструментом, перемещаемым вдоль направл ющей, наклоненной к оси издели , осуществл ют сближение указанной направл ющей с осью издели  до заданной величины. Режущую кромку инструмента располагают от оси направл ющей на рассто нии R, определ емом из математического соотношени . В процессе перемещени  инструмента осуществл ют его синхронный поворот относительно направл ющей, обеспечива  угловое положение, определ емое из математического соотношени . 2 ил.

Description

t

(21)ii24651 /22-08

(22)15«05.87

() 07.12.89. Бюл. N- «45

(71)Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии

(72)А.Ю..Питвиненко, В.И.Литвинов, В.А.Феник, Ф.А.Писаренко, Ю,Т„Шев- ченко, И.Е.Стукалов и А.К.Голубченко (53) 621..1 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № , кл. В 23 В 1/00, 19б1 .

(S) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАЛИБРУЮЩЕГО УЧАСТКА БОЧКИ ВАЛКА КЛЕТИ ПОПЕРЕЧНО- ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

(57)Изобретение относитс  к обработ ке материалов резанием и может быть использовано при обработке изделий, имеющих поверхности типа однополосных гиперболоидов, например калибрующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки о Целью изобретени   вл етс  повышение точности обрабатываемых поверхностей и улучшение функциональных характеристик издели . Дл  этого при обработке вращающегос  издели  режущим инструментом, перемещаемым вдоль направл ющей, наклоненной к оси издели , осуществл ют сближение указанной направл ющей с осью издели  до заданной величины. Режущую кромку инструмента располагают от оси направл ющей на рассто нии R, определ емом из математического соотношени . В процессе перемещени  инструмента осуществл ют его синхронный поворот относительно направл ющей , обеспечива  угловое положение, определ емое из математического соотношени . 2 ил., 1 табл.

S (Л

Изобретение относитс  к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке изделий, имеющих поверхности типа однополост- ных гиперболоидов, например калибрующего участка бочки валка клети поперечно-винтовой прокатки.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности обрабатываемых поверхностей и улучшение функциональных характеристик издели .

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

Способ осуществл ют следующим образом .

Обрабатываемое изделие 1, например прокатный валок, содержащее поверхность 2 вращени  типа однополостных гиперболоидов, закрепл ют в станке токарного, типа и привод т во вращение . Над изделием вдоль направл ющей 3 режущего инструмента, наклоненной к оси издели  под углом скрещивани  у, , перемещают режущий инструмент 4, а направл ющую 3 в процессе обработки поверхности 2 вращени  приближают к оси Xj издели  до величины d - кратчайшего рассто ни  между ними . При этом режущую кромку 5 инструмента 4 располагают от оси направл ющей Xj на рассто нии R, определ емом из соотношени 

СП

to

Од

00

R - (rcoslf-fd) -1- (rsinifcosj- zsinj-), числ ют no формуле tg J-2, где X, и

где г - радиус валка;

d - кратчайшее рассто ние между осью валка и направл ющей резца;

Cf - угол, отсчитываемый по часовой стрелке от оси направл ющей; сближенной с осью вал- ка до кратчайшего рассто ни  d; Z - координата на оси валка,

отсчитываема  от начала принадлежащей валку системы координат, совпадающа  с точкой пересечени  направлени  кратчайшего рассто ни  d с осью валка;

У - угол скрещивани  между ос - ми валка и направл ющей резца ,

и в процессе перемещени  режущего инструмента вдоль направл ющей 3 осуществл ют его синхронный поворот от- носительно оси направл ющей, обеспечива  текущее угловое положение, определ емое из соотношени 

arctg

Г51пусОЗ - 231.П

г + d

:

где Л - текущее угловое положение между продольной осью инструмента и осью направл ющей.

Расчетную формулу дл  угла поворота режущего инструмента относительно направл ющей, вдоль которой он движетс , определ ют следующим образом.

Выбираем основную систему коорди нат: ось Хз, совпадающую с направл ющей движени  резца, ось Х, совпадающую с кратчайшим рассто нием d, и ось Xj, перпендикул рную двум указанным . Ввод т цилиндрическую систему координат Гр, срр , ZQ, где ось z совпадает с осью Х-, а угол (Jf отсчитываетс  в плоскости от оси X, в положительном направлении. Ввод т ортогональные систег ы, св зан- ные с валком: декартовую X,, совпадающую с осью валка, Х , совпадающую с кратчайшим рассто нием d, и Xg , .перпендикул рную двум предыдущим, и цилиндрическую г, ( , z, котора  аналогична основной.

Угол Л , определ ющий поворот резца относительно направл ющей, выXj - координаты линии, определ емой как геометрическое место точек, лежащих на валке, минимально удаленных от направл ющей. Преобразование координат от валковой к основной имеет вид

- + Х; ,

где i 1, 2 и 3;

Х d; Х4 0; Х, О, а матрица o6i(, имеет вид

1

О О

Оо

cosf - sin si.

25 30

40

45

50 55

Преобразовани  от валковой цилиндрической к валковой декартовой производ т согласно уравнени м

I( . г

X rcosCf ; Xj rsinC,; X z.

Таким образом, зна  г, С| и z - координаты геометрического места точек , принадлежащих валку и минимально удаленных от направл ющей, определ ют значение А . Однако необходимо также найти математическую св зь между этими параметрами, которые однозначно бы определ ли эту линию.

Дл  получени  качественной поверхности металла, прокатываемого на валках , поверхность калибрующей части бочки должна на всем своем прот жении прилегать к цилиндру, радиус которого равен радиусу прокатываемого прутка. В основной системе координат цилиндрическа  поверхность прутка имеет вид

R Х + Х.

или в валковой цилиндрической системе координат

11

R (rcosCf + d) -t+ (г singicos J - zsin IP )2 ,

где R - рассто ние между режущей кромкой инструмента и осью направл ю51526913

щей, совпадающее с радиусом прокатываемого в валках прутка.

Уравнение, св зывающее г, ц , z и определ ющее положение геометрического места точек на валке, минималь- но удаленных от оси цилиндра (прутка ) , определ ют из выражени 

3Ro . Эч),

о, где Rg - функци , описываю- ю

ща  поверхность валка в основной цилиндрической системе. Пользу сь указанными преобразовани ми, получают

2 rsin Irsin2tf -t- 2dsincp + гз1п2)ГсозС|

О,

где oi ;к - матрица преобразовани  координат точек от валковой (св занной с бсью валка) к основной (св занной с осью прокатки или с направл ющей ) 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 скрещивани  осей валков и прокатки 20-2 °. Принимаем угол скрещивани  равным 22 . При диаметрах валка данной клети в диапазоне мм кратчайшее рассто ние между ос ми аалка и прокатки должно находитьс  на рассто нии 155-170 мм. Принимаем его равным 1бО мм. Пруток, прокатываемый на этих валках, имеет диаметр 100 мм. Дл  нарезки калибрующей части валка указанной клети и с прин тыми настроечными параметрами R, jf , d заго- товку устанавливают в токарном станке , над которым размещена направл юща  дл  перемещени  суппорта, имеющего возможность поворота относительно оси направл ющей. В суппорте закрепл ют резец, выставл   его таким образом , чтобы рассто ние от режущей кромки до оси направл ющей было равно радиусу прокатываемого прутка, т. 50 мм. Направл ющую разворачивают от носительно оси заготовки так, обы угол между ними составл л 22 .

Заготовку привод т во вращение и производ т обработку резцом, продвига  его вдоль направл ющей и повора

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чива  на угол Л , предварительно рассчитанный исход  из представленных соотношений.

Значени  угла А в зависимости от положени  резца на направл ющей относительно кратчайшего рассто ни  между ос ми заготовки и направл ющей приведены в таблице.

После каждого прохода резца направл ющую опускают, приближа  к оси заготовки, на величину подачи. После того, как рассто ние между направл ющей и осью станет равным d 160 мм, станок останавливают, измер ют износ резца, при необходимости выставл ют его еще раз, чтобы его длина равн лась 50 мм и еще раз начисто проход т калибрующий участок бочки валка.

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

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ обработки калибрующего участка бочки валка клети поперечно- винтовой прокатки, заключающийс  в формировании поверхности вращающегос  издели  режущим инструментом , перемещаемым вдоль пр молинейной направл ющей, ось которой ориентирована под углом к оси издели  и которую в процессе обработки сближают с осью издели  до заданной величины , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности обрабатываемых поверхностей и улучшени  функциональных характеристик издели , режущую кромку инструмента располагают от оси направл ющей на рассто нии R, определ емом из содт- ношени 

   22

   R (rcos(f+d) + (rsincpcos у- zsinT),

   где г - радиус валка;

   d - кратчайшее рассто ние между осью валка и направл ющей резца;

   cf - угол, отсчитываемый по часовой стрелке от оси направл ющей , сближенной с осью вап- ка, до кратчайшего рассто ни  d;

   z - координата на оси валка, отсчитываема  от начала принадлежащей валку системы координат , совпадающа  с точкой пересечени  направлени  кратчайшего рассто ни  d с осью валка;

   У - угол скрещивани  между ос ми валка и направл ющей реэиа. в процессе перемещени  инструмента уществл ют его синхронный поворот

   X,, мм -70 -60 1-50 -40 -30 -20 1 -10 0 10 9,, град -19,7-14,7-10,4-6,7-3,8 -1,7 -0,4 О +0,4

   ц / л

   138

   относительно оси направл ющей, обеспечива  текущее угловое положение, определ емое из соотношени 

   I

   arete 15НУ 2«1-1-581п л arccgrcosq + d

   10

   где Л - текущее угловое положение

   между продольной осью инструмента и осью направл ющей,

   (Ли г г