Способ бесцентрового шлифования длинномерных прутков Советский патент 1993 года по МПК B24B5/38 

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, в частности к способам обработки поверхностей металла шлифованием, и может быть использовано з технологических процессах получения качественных круглых профилей.

Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки.

Сущность способа заключается в том, по за счет того, что убирается часть опоры лз-под прутка, не все неровности и некруг- пости прутка будут передаваться на шлифо- альный круг. Тем самым снижается еличина и частота динамических нагрузок, оздействующих на шлифовальный круг, что озволяет пбвысить скорость шлифовки. За счет создания частичного перекрытия опорной поверхности зоны обработки со стороны входа в нее и выхода из нее прутка обеспечивается качественная обработка всей поверхности прутка.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема реализации способа.

Между шлифовальным кругом 1 и опорой, образованной из двух гиперболоидных холостых роликов 2 иЗ, прокат4 подвергают обработке со съемом части металла с поверхности, создавая перекрытие зоны обработки опорной поверхности со стороны входа (а) и выхода прутка (по стрелке) на величину (0,2...0,5) протяженности зоны обработки (В). При этом протяженность зоны обработки (В) составляет не менее шага подачи максимального диаметра обрабатываемого сортамента прутков 4.

На основании результатов проведенных экспериментальных исследований установлено, что при больших углах подачи, т.е. увеличении продольной скорости и шага подачи, для достижения качественной сплошной обработки круглого проката по всей его длине, протяженность зоны обработки, ограниченная шлифовальным кругом, должна быть не менее шага подачи. Это обеспечивает сплошное перекрытие всей длины прутка. Уменьшение протяженности зоны обработки до величины мене шага под00

ы

00

о VI

СП

ы

ачи приводит к появлению необработанных промежутков поверхности прутка между обработанными участками, т.е. к браку, Устранение этого недостатка возможно уменьшением угла подачи при той же про- тяженности зоны обработки, т.е. шага подачи, но в этом случае снижается продольная скорость прутка и, соответственно производительность процесса обработки, Кроме того, для обеспечения качественной обработки в одном устройстве широкого сортамента прутков протяженность зоны обработки должна рассчитываться исходя из шага подачи максимального диаметра обрабатываемого сортамента прутков. В этом случае качественная обработка будет обеспечена у всех прутков диаметром менее принятого для расчета, т.е. у которых шаг подачи меньше. Увеличение протяженности зоны обработки возможно в любых преде- лах, однако это только увеличит габариты применяемого устройства и не скажется на качестве обработки.

Высокие скорости обработки имеют

,-

также и свои недостатки - увеличивают ди намические нагрузки в зоне обработки за счет повышения вибрации прутка, Исследованиями установлено, что если обеспечить под зоной обработки не жесткую опору, как это есть в существующих устройствах в виде

,-

опорного круга, под шлифовальным кругом, а разнести эту опору по краям зоны .обработки относительно ее середины с созданием в центральной части свободной от опоры зоны, то вибрация прутка заметно гасится и снижаются динамические нагрузки. Причем протяженность свободной от опоры зоны для обеспечения в тоже время качественной обработки прутка зависит от жесткости прутка. Исследованиями установлено, что для обеспечения качественной обработки всего диапазона сортамента ряда обрабатываемых профилей величина перекрытия зоны обработки должна составлять с каждой стороны (0,2...0,5) протяженности зоны обработки в зависимости от диаметра прутка. При этом большее значение величины перекрытая соответствует минимальному диаметру прутка, а меньшее - максимальному, Следует отметить, что в связи с гипербо- лоидной профилировкой опорных холостых роликов и их разворотом относительно оси обработки на угол подачи ролики смещены друг относительно друга и даже при величине перекрытия ими 0,5 протяженности зоны обработки между роликами остается свободная от опоры зоны, достаточная для погашения вибраций минимального диаметра прутка и снижения динамических нагрузок в зоне обработки.

51015 20

25

30

3540 455055

При увеличении диаметра обрабатываемых прутков возрастает их жесткость, увеличиваются динамические нагрузки в зоне обработки, что требует увеличения протяженности свободной от опоры зоны, т.е. уменьшения величины перекрытия зоны обработки со стороны входа и выхода. Установлено, что применение величины перекрытия менее 0,2 протяженности зоны обработки нецелесообразно в связи с тем, что уменьшение этой величины увеличивается динамические нагрузки в момент захвата и раскрутки прутка шлифовальным кругом, ухудшает создание условий продольного перемещения прутка. При величине (а) перекрытия опорными холостыми роликами зоны обработки (шлифовального круга) менее 0,2 протяженности зоны обработки, шлифовальный круг и опорный ролик со стороны входа в зону обработки не обеспечивают прутку условий для вращения и продольного перемещения, пруток в этом случае, отскакивая от шлифовального круга, выталкивается их зоны обработки. Это приводит к выкрашиванию и даже, поломке камня.

Отсутствие привода у опорных роликов делает их, в отличие от прототипа, ведомыми по отношению к шлифовальному кругу, что позволяет синхронизировать скорости вращения шлифовального круга и опорных роликов. Это снижает проскальзывание, стабилизирует процесс шлифовки и улучшает качество поверхности обрабатываемого проката.

Пример конкретного выполнения.

Способ опробован в условиях сортопрокатного цеха Череповецкого металлургического комбината и ОЭЗ ДонНИИчермет при производстве шлифованной качественной круглой стали диаметром 40 и 60 мм, Пруткм подвергались шлифовке на шлифовальном станке с диаметром шлифовального круга 500 мм, протяженность зоны обработки 200 мм, .диаметром опорных роликов 250 мм, углом подачи 45°. Перекрытие зоны обработки с каждой стороны опорными роликами для прутков диаметром 10 мм составляло 100 мм (0,5 величины зоны обработки), 40 мм - 70 мм (0,35) и 60 мм - 40 мм (0,2), Скорость обработки (продольная скорость прутка) 0,7 м/с, w

При обработке прутков диаметром 60 мм с перекрытием зоны обработки опорными роликами со стороны входа и выхода прутка на величину менее 0,2 протяженности зоны обработки наблюдалось возникновение частых динамических ударов прутка в шлифовальный камень во входном участке, сколов камня, необходимо было применение принудительной задачи прутка в зону обработки из-за отсутствия надежных усло- пий захвата (затягивания) прутка. Использо- нание для обработки прутков диаметром 40 и 60 мм перекрытия зоны обработки, равно- i о 0,5 протяженности зоны обработки, показало, что резко возросли динамические нагрузки на шлифовальный круг, повышались вибрации в зоне обработки, создавались аварийные ситуации. Обработка прутков диаметром 10 и 40 мм при перекры- - ии зоны обработки опорной поверхностью на величину 0,2 протяженности зоны обработки практически неосуществима из-за из- i иба (отбивания) прутка шлифовальным гругом на свободном от опоры участке зоны обработки, увеличению вибрации прутка в зоне обработки, отсутствию качественной обработки.

Способ характеризуется простотой ис- полнения, оперативностью в настройке и

работе, высокой производительностью. По сравнению с существующими способами предлагаемый менее энергоемок, характеризуется меньшими затратами по переделу, позволяет упростить технологический процесс и применяемое оборудование.

Формула изобретения

Способ бесцентрового шлифования длинномерных прутков, при котором прутки перемещают по опорам с гиперболоидной поверхностью и воздействуют на них рабочей поверхностью шлифовального круга, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, опоры устанавливают так, что их торцы расположены на расстоянии 0,2-0,5 ширины рабочей поверхности круга со стороны обращенного к соответствующей опоре торца круга.

Использование: для получения качественных круглых профилей. Сущность изобретения: прутки при обработке перемещают по опорам с гиперболоидной поверхностью. Воздействуют на них рабочей поверхностью шлифовального круга. Опоры устанавливают так, что их торцы расположены на расстоянии 0,2...0,5 ширины рабочей поверхности круга со стороны обращенного к соответствующей опоре торца круга. 1 ил.