Введение поправочного коэффициента на размерную стойкость режущего инструмента при обработке бандажей технологических барабанов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.914

ВВЕДЕНИЕ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА НА РАЗМЕРНУЮ СТОЙКОСТЬ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ БАНДАЖЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

БАРАБАНОВ

И.В. Шрубченко

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова Представлена членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым

Ключевые слова и фразы: бандажи технологических барабанов; бесцентровая схема обработки; коэффициент стойкости инструмента; радиальный износ; размерный износ инструмента.

Аннотация: При обработке крупногабаритных бандажей технологических барабанов время выполнения одного рабочего хода может достигать более 400 минут. Учитывая, что при бесцентровой схеме обработки глубина резания постоянно изменяется в пределах одного оборота бандажа, вводится поправочный коэффициент стойкости. Величина этого коэффициента зависит от исходной формы обрабатываемой поверхности, межосевого размера опорных роликов и глубины резания.

При обработке поверхностей качения бандажей технологических барабанов (ТБ), имеющих диаметр до 7000 мм и длину до 1300 мм, время выполнения одного рабочего хода может достигать более 400 мин. Очевидно, при этом величина размерного износа инструмента может оказаться значительной, что в целом отрицательно скажется на точности обработки. В связи с чем требуется проведение дополнительных исследований по обеспечению допустимой величины радиального износа инструмента, при котором погрешность обработки поверхностей качения будет находиться в пределах установленных допусков.

Так как обработка бандажей ТБ осуществляется непосредственно на работающем агрегате, опоры которого выполнены в виде двух роликов, расположенных под углом 60°, имеет место бесцентровая схема. Глубина резания при такой обработке обычно задается по следующей зависимости

t = KB *max _ -^рез^изм >

где Крез - коэффициент глубины резания; Визм - измеренная величина биения

обрабатываемой поверхности в зоне расположения резца.

При наличии исходной погрешности формы бандажа в его радиальном сечении, а также ввиду отклонения всего контура бандажа при взаимодействии погрешностей формы с опорными роликами, глубина резания в пределах одного оборота будет постоянно изменяться, поэтому в зависимости для определения стойкости требуется введение поправочного коэффициента - коэффициента стойкости

K = Т ст Т (t ),

V max )

где Т - фактический период стойкости инструмента с учетом переменной глубины резания; Т (/тах ) - планируемый период стойкости при заданной глубине резания

Известна зависимость стойкости резца, оснащенного пластиной твердого сплава Т5К10, полученная для условий обработки бандажа с технологическими режимами: V = 19 м/мин, £ = 2 мм/об, t = 3 мм [1]

Тг (у, а, 1, ф) = 3,33 10-13 (у+1о)1,75"0,51ё(“Ь0,721^+10) х

Х(1 + 20)3,45-0,32^(а)-0,68^(1+20)-0,79^(ф) ф18,33-3,39^(ф)

где у, а, 1, ф - главный передний, главный задний, наклона главного режущего лезвия, главный в плане углы резца, соответственно.

На рис. 1 представлены графики зависимостей стойкости инструмента от вышеприведенных 120 геометрических параметров.

Также получены оптимальные значения углов: Уопт = 0°, аопт = 4°30’,

1опт = 0°30’, фопт = 70° .

Получена экспериментальная зависимость стойкости инструмента от технологических режимов обработки

T ( S, t ) = 404,9S1,71 2,51g( S V -°Д4,

где £, t - подача и глубина резания при обработке. На рис. 2 представлены графики зависимостей стойкости инструмента от величины подачи и глубины резания.

10

-з

Л

15 20 25 30 35 М Ь5 50 55 60 65 70 75

<Р

Рис. 1 Зависимость стойкости режущего инструмента от геометрических параметров

80 85

t

Рис. 2 Зависимость стойкости инструмента от технологических режимов обработки

Однако на практике удобно использовать зависимость, позволяющую учитывать при расчете стойкости инструмента все переменные величины. В качестве основной используем зависимость

Т = Ст,

где Ст , х, у, z - постоянный коэффициент и показатели степени, зависящие от условий обработки; к - поправочный коэффициент

к кг кмкст ;

где кг - поправочный коэффициент, учитывающий соотношение геометрических параметров инструмента с его оптимальными значениями;

кт =

Tr (g,a,l, j)

/ км - коэффициент, учитывающий соотношение

Тг ( уопт, аопт, ^опт, фопт )

фактической твердости поверхности бандажа со средней твердостью

к = (Ш1" ■

м ^233) ;

НВ - твердость поверхности качения бандажа, которая является переменной в зависимости от зоны его расположения на ТБ; т - показатель степени, т = 1,75.

Таким образом, окончательная зависимость для определения периода стойкости будет иметь вид:

Т (£, t, у, а, 1, ф,НВ) = 404,9£1’71_2’51®(£ ^ _0Д4;

Тр (у, а, 1,ф) ГНВГК (1)

Тг (уопт, аопт,^опт,фопт ) V233)

Для определения коэффициента стойкости траекторию движения резца необходимо разбить на некоторое количество участков Жуч, в пределах которых

глубина резания с заданной точностью может считаться постоянной. При этом время одного оборота бандажа будет равно сумме эементов времени прохождения резцом выделенных участков

Хоб = Х1 + Х2 + ••• + Х» .

Стойкость инструмента при этом может быть определена как

к

Т = Хоб , (2)

коб

где ктах - максимальный (предельный) износ резца по задней поверхности; коб -износ резца, получаемый за один оборот бандажа.

Т аким образом, износ резца, получаемый за один оборот бандажа, составит

ктах ктах ктах

коб = —;—гХ +—;—тХ2 +... +—:—-Х» .

об т (/1) 1 т (/2) 2 Т (/») »

С учетом выражения (2)

Т = Жуч

N 1

И щ

В знаменателе формулы будет осуществляться суммирование только для участков, где глубина резания / ф 0 .

Для условий индивидуальной обработки все составляющие зависимости (1) будут постоянными, за исключением глубины резания /, тогда

Т = м_0Д4,

где М - постоянная, включающая все постоянные величины зависимости (1).

Подставив значения стойкости при переменной глубине резания и при заданной максимальной глубине /тах, определим коэффициент стойкости

К = »уч

ст N '

,-0,14 V 1

- 0,14 у

•■ш О V /

i=1 Ч

max 0,14

-1 t

На рис. 3 представлены диаграммы, полученные при компьютерном моделировании и позволяющие определить коэффициент стойкости в зависимости от задаваемой глубины резания и переменной величины межосевого размера опорных роликов, при наличии на поверхности качения единичного исходного дефекта - впадины.

Представленная методика определения коэффициента стойкости позволяет максимально точно прогнозировать размерный износ инструмента при обработке крупногабаритных бандажей по бесцентровой схеме, а также избирать наиболее оптимальные геометрические и технологические режимы их обработки для достижения необходимой точности и с учетом исходной погрешности формы бандажа.

Первый проход

K

Коэффициент стойкости

K1

Второй проход

K

Коэффициент стойкости

Рис. 3 Диаграммы зависимости коэффициента стойкости при обработке бандажа с единичным исходным дефектом - впадиной

L

1 Разработка и исследование способа восстановления работоспособности насадных и вварных бандажей вращающихся цементных печей в условиях эксплуатации: отчет о НИР (заключ.) / Белгородский технол. ин-т стр. матер. БТИСМ; рук. Бондаренко В.Н. - Белгород, 1985-88. ил. - Отв. исполн.: Рязанов В.И.; соисполн. БТИСМ, Погонин А.А., Шрубченко И.В. , Полунин А.И. и др. - Библиогр. : 106 с. - № ГР 01850061334.

Introduction of Correction Factor on Dimensional Stability of Cutting Instrument when Processing Tires of Rotating Technological Machines

I.V. Shrubchenko

Belgorod State Technological University after V.G. Shukhov

Key words and phrases: dimensional instrument deterioration; enterless scheme of processing; factor of instrument stability; radial deterioration; tires of rotating technological machines.

Abstract: When processing large-size tires of rotating technological machines the running time of one working stroke can reach more than 400 minutes. Taking into account the fact, that centerless scheme of processing involves changes in the depth of cutting within the limits of one turn of the tire we introduce the correction factor of stability. The value of this factor depends on the original form of the processed surface, the center size of supporting rollers and the depth of cutting.

Einleitung des Korrekturkoeffizienten auf die dimensionale Standhaftigkeit des schneidenden Werkzeuges bei der Bearbeitung der Bandagen der technologischen Trommeln

Zusammenfassung: Bei der Bearbeitung der grosskalibrigen Bandagen der technologischen Trommeln kann die Zeit der Ausführung eines Arbeitslaufs mehr 400 Minuten erreichen. Berücksichtigend, dass sich bei dem spitzenlosen Schema der Bearbeitung die Tiefe des Schneidens ständig innerhalb einer Umlaufs der Bandage ändert, wird der Korrekturkoeffizient der Standhaftigkeit eingeführt. Die Größe dieses Koeffizienten hängt von der Ausgangsform der bearbeiteten Oberfläche, der interaxialen Größe der Stützwerbefilme und der Tiefe des Schneidens ab.

Entrée du coefficient de correction sur la résistance de dimension de l’outil de coupe lors du traitement des bandages des tambours technologiques

Résumé: Lors du traitement des bandages de grands gabarits le temps de l’exécution d’une course de travail peut atteindre plus de 400 minutes. En tenant en compte que pendant le schéma non centré du tratement la profondeur de la coupe modifie constamment dans les limites d’une rotation du bandage, on induit le coefficient de correction de la résistance. La grandeur de ce coefficient dépend de la forme initiale de la surface traitée, de la dimension entre les axes des rouleaux d’appui et de la profondeur de la coupe.