專利名稱：一種三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法，是一種可使三輥張力減徑機(jī)孔型得到優(yōu)化的軋輥加工方法。
三輥張力減徑機(jī)的孔型參數(shù)，如孔型直徑、孔型橢圓度及軋輥理論直徑，是根據(jù)工藝要求確定的?，F(xiàn)有技術(shù)中的三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法，根據(jù)上述由工藝確定的孔型參數(shù)，計(jì)算出刀具直徑Dw和刀具距離Ew值。加工軋輥時(shí)，將三個(gè)軋輥組裝成工作狀態(tài)安裝在車床上，刀具直徑為Dw，其軸線垂直于軋輥軸線且過孔型中心，刀具與軋輥同時(shí)繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)對軋輥進(jìn)行加工，當(dāng)進(jìn)刀至刀具距離為Ew時(shí)，即完成對軋輥的加工，加工方法簡單。就一個(gè)孔型而言，刀具直徑Dw與刀具距離Ew為常數(shù)，一旦計(jì)算出Dw與Ew值，則所加工出的軋輥孔型即是唯一的，無法人為改變孔型曲線的形狀及各段曲線的連接關(guān)系，這無疑限制了對孔型的優(yōu)化處理。因此，采用現(xiàn)有軋輥加工方法加工出的三輥張力減徑機(jī)孔型，無論是橢圓孔型系或是圓孔型系，均存在孔型側(cè)壁斜角小，輥縫處孔型曲線無法平滑過渡的問題，因而容易造成管子在輥縫處外表面出現(xiàn)青線、內(nèi)孔呈六方或內(nèi)壁起皺褶等內(nèi)外表面缺陷，而且軋輥磨損率高。
本發(fā)明的目的是提供一種三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法，從而使一個(gè)已由工藝要求確定了孔型參數(shù)的孔型曲線得到優(yōu)化，變形量沿孔槽合理分布，并在孔型輥縫處形成半徑近似為孔型長半軸的圓弧，以確保輥縫處孔型曲線平滑過渡，提高產(chǎn)品質(zhì)量和軋輥的使用壽命。
本發(fā)明的目的是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的。
一種三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法，在刀具距離Ew與刀具旋轉(zhuǎn)角θ兩參量之間建立數(shù)控關(guān)系Ew＝(Ewmax-EH)× f(θ)+EH，(1)式中f(θ)為以刀具旋轉(zhuǎn)角θ為變量，在120°范圍內(nèi)對稱變化的周期函數(shù)；EH為刀具調(diào)整量，一般取EH＝0～4.0mm；Ewmax為最大刀具距離Ewmax=(0.5Did-Bi)2-0.25(Did-Dw)2---(2)]]>式中Did、Bi分別為軋輥理論直徑和孔型短半軸，均由工藝給定；
Dw為刀具直徑，Dw=4T2+3Ai2---(3)]]>式中Ai為孔型長半軸，由工藝給定；T=Did2-4C-Did2---(4)]]>C=EH2+12Ai×Did-14Ai2---(2)]]>周期函數(shù)f(θ)可以是刀具旋轉(zhuǎn)角θ的簡單函數(shù)
周期函數(shù)f(θ)也可以是刀具旋轉(zhuǎn)角θ的復(fù)雜函數(shù)當(dāng)N×60°≤θ≤(N+1)×60°N＝1、3、5、…f(θ)=12[1+|Sin(3×θ)|]---(7a)]]>其它情況下f(θ)=12[1-|Sin(3×θ)|]---(7b)]]>下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳述。


圖1為本發(fā)明軋輥加工方法加工軋輥時(shí)，軋輥與刀具關(guān)系圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為采用本發(fā)明方法加工出的軋輥的孔型圖。
圖4為采用本發(fā)明方法加工的軋輥孔型各點(diǎn)半徑R與刀具旋轉(zhuǎn)角θ之間的關(guān)系圖。
本發(fā)明三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法，如圖1、圖2所示，圖中1為軋輥、2為刀具、3為輥縫、4為刀具軌跡。本方法與現(xiàn)有技術(shù)軋輥加工方法同樣是將三個(gè)軋輥1組裝成工作狀態(tài)安裝在車床上，刀具2軸線0-0垂直于軋輥1軸線0′-0′，且過孔型中心0，刀具2與軋輥1同時(shí)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)對軋輥1進(jìn)行加工。所不同的是在原軋輥加工方法基礎(chǔ)上，引入可變刀具距離Ew＝(Ewmax-EH)×f(θ)+EH，對加工機(jī)床的刀具進(jìn)刀距離實(shí)行數(shù)控，從而使一個(gè)已由工藝給定了孔型長短半軸Ai、Bi及軋輥理論直徑Did等孔型參數(shù)的張力減徑機(jī)孔型曲線，除滿足上述孔型參數(shù)要求外，可通過改變周期函數(shù)f(θ)，人為地改變孔型曲線及各段曲線的連接關(guān)系，對孔型曲線進(jìn)行優(yōu)化，使變形量沿孔槽合理分布，并使孔型在輥縫3處的形狀近似為半徑等于孔型長半軸Ai的圓弧，實(shí)現(xiàn)平滑過渡，其所加工出的孔型如圖3所示。
下面以軋輥理論直徑Did＝330mm，孔型長半軸Ai＝76.55mm，孔型短半軸Bi＝72.96mm的三輥張力減徑機(jī)軋輥為例，介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
在刀具距離Ew與刀具旋轉(zhuǎn)角θ兩參量之間建立數(shù)控關(guān)系Ew＝(Ewmax-EH)× f(θ)+EH，(1)式中f(θ)為以刀具旋轉(zhuǎn)角θ為變量，在120°范圍內(nèi)對稱變化的周期函數(shù)；EH為刀具調(diào)整量，用以防止機(jī)振，一般取EH＝0～4.0mm，本實(shí)例中EH＝0；Ewmax為最大刀具距離Ewmax=(0.5Did-Bi)2-0.25(Did-Dw)2---(2)]]>式中Did、Bi分別為軋輥理論直徑和孔型短半軸，均已由工藝給定；Dw為刀具直徑，Dw=4T2+3Ai2---(3)]]>式中Ai為孔型長半軸，由工藝給定；T=Did2-4C-Did2---(4)]]>C=EH2+12Ai×Did-14Ai2---(5)]]>將式(4)、(5)代入式(3)可知當(dāng)EH＝0時(shí)，Dw＝2Ai＝2×76.55＝153.10mm，將Dw＝153.10mm及Did＝330mm、Bi＝72.96mm代入式(2)Ewmax=(0.5×330-72.96)2-0.25(330-153.10)2=25.46mm]]>則式(1)為Ew＝25.46×f(θ)(1’)周期函數(shù)f(θ)可以為旋轉(zhuǎn)角θ的簡單函數(shù)
將式(6)代入式(1’)，即可得到與刀具旋轉(zhuǎn)角θ相對應(yīng)的瞬時(shí)刀具距離Ew，見附表。
周期函數(shù)f(θ)也可以是旋轉(zhuǎn)角θ的復(fù)雜函數(shù)當(dāng) N×60°≤θ≤(N+1)×60°N＝1、3、5、…f(θ)=12[1+|Sin(3×θ)|]---(7a)]]>
其它情況下f(θ)=12[1-|Sin(3×θ)|]---(7b)]]>將式(7a)、(7b)分別代入(1’)，同樣可以得到與刀具旋轉(zhuǎn)角θ相對應(yīng)的各個(gè)刀具距離Ew，見附表。
采用本發(fā)明方法加工出的軋輥孔型各點(diǎn)半徑R與刀具旋轉(zhuǎn)角θ的關(guān)系如圖4所示。圖中X-Y坐標(biāo)系的0點(diǎn)為孔型中心，輥縫3處θ＝30°?？仔筒鄣?處θ＝90°，則孔型各點(diǎn)半徑R值可由簡單的幾何關(guān)系確定X=Dw2Cosθ]]>Y=Did2-(Did2-Dw2×|Sinθ|)2+Ew2]]>R=X2+Y2]]>附表為孔型半徑R，刀具距離Ew與刀具旋轉(zhuǎn)角θ之間關(guān)系對照表。由該表不難看出，本發(fā)明在滿足孔型工藝參數(shù)的同時(shí)，可通過采用不同的周期函數(shù)f(θ)，改變孔型曲線及各段曲線的連接關(guān)系，對孔型曲線進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)使孔型輥縫處曲線呈半徑為孔型長半軸Ai的近似圓弧。
本發(fā)明軋輥加工方法與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)化了孔型曲線，使得孔型輥縫處為半徑等于孔型長半軸的近似圓，保證了孔型形狀的平滑過渡，進(jìn)而改善了被加工管材的外表面質(zhì)量。同時(shí)孔型曲線的優(yōu)化可使變形量沿孔槽合理分布，改善管子變形的均勻性，減少管壁不均勻及內(nèi)孔六方化，提高管子內(nèi)表面質(zhì)量，減少軋輥磨損。另外，本方法原理簡單明確，易于掌握。
附表刀具距離Ew、孔型半徑R與刀具旋轉(zhuǎn)角θ關(guān)系對照表
權(quán)利要求
1.一種三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法，其特征在于在刀具距離Ew與刀具旋轉(zhuǎn)角θ兩參量之間建立數(shù)控關(guān)系Ew＝(Ewmax-EH)×f(θ)+EH，(1)式中f(θ)為以刀具旋轉(zhuǎn)角θ為變量，在120°范圍內(nèi)對稱變化的周期函數(shù)；EH為刀具調(diào)整量，一般取EH＝0～4.0mm；Ewmax為最大刀具距離Ewmax=(0.5Did-Bi)2-0.25(Did-Dw)2---(2)]]>式中Did、Bi分別為軋輥理論直徑和孔型短半軸，均由工藝給定；Dw為刀具直徑，Dw=4T2+3Ai2---(3)]]>式中Ai為孔型長半軸，由工藝給定；T=Did2-4C-Did2---(4)]]>EH2+12Ai×Did-14Ai2---(5)]]>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥加工方法，其特征在于所述的周期函數(shù)f(θ)是刀具旋轉(zhuǎn)角θ的簡單函數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥加工方法，其特征在于所述的周期函數(shù)f(θ)是刀具旋轉(zhuǎn)角θ的復(fù)雜函數(shù)當(dāng) N×60°≤θ≤(N+1)×60°N＝1、3、5、…f(θ)=12[1+|Sin(3×θ)|]---(7a)]]>其它情況下f(θ)=12[1-|Sin(3×θ)|]---(7b)]]>
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三輥張力減徑機(jī)軋輥加工方法，在現(xiàn)有軋輥加工方法基礎(chǔ)上，在刀具距離E
文檔編號B21B27/00GK1154890SQ9612041
公開日1997年7月23日 申請日期1996年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月25日
發(fā)明者孫澄瀾 申請人:寶山鋼鐵(集團(tuán))公司