Способ настройки правильных машин дискретного действия

О П И С А Н И Е 11980896ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 1,12,82,Бюллетень,щ Ц 6 Дата опубликования описания 15, 12 в 82ао делам изобретений н открытий1 нтиикнпне Нрщ,Р.А,Адамович, В.П.Бардин, Э,М.Ганеев, О.ИЗемФнтови Ю,Л.СтерникВт 1 ав ДКолпинское отделение Всесоюзного научно- сследователвскогоаи проектно-конструкторского института ме аллур,.ичаскогомашиностроения Научно-производственного объедиыейия(5) СПОСОБ НАСТРОЙ(И ПРАВИЛЬНЫХ МАШИН ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ Изобретение относится к обработкеметаллов давлением, а именно к технологии правки сортового и листовогометалла, труб и деталей удлиненнойформы, и может быть использовано вметаллургии, машиностроении и другихотраслях народного хозяйства в правильных машинах дискретного действия для точного определения прогиба,угла скрученности и других отклонений заготовок от заданной геометрической формы, знание которых необходимо для назначения параметровпроцесса правки и установления соответствия заготовок допуску по кривизне и скрученности,Известен способ настройки правиль ных машин, при котором определение прогиба заготовок заключается в прикладывании к поверхности искривленного участка заготовки контрольной линейки и измерении расстояния между этой линейкой и самой удаленной точки поверхности заготовки 1,Недостатками известного способапри его использовании в правильныхмашинах дискретного действия являются большие затраты времени на осуществление операций освобождениязаготовки от силового контакта с рабочими органами машины (что необхо димо для устранения упругой деформа"ции заготовки) и измерение величины отклонения заготовки от контрольной прямой, а также, в некоторых случаях, на вывод заготовки из зоныправки к месту измерения прогиба иобратное возвращение ее в зону правки для продолжения процесса.Наибогее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ настройки правильных машин с определением отклонения заготовок от заданнойформч в правильных машинах дискрет"3 9808 ного действия, включающий измерение искомого отклонения по. перемещению рабочего органа правильной машины 2В данном способе в качестве устройств для измерения отклонения заготовки используются поворотные правильные головки, являющиеся рабочими органами универсальной сортоправильной машины дискретного действия, предназначенной дпя устранения как искривленности, так и скрученности заготовок, а в качестве величин, характеризующих отклонения заготовки от прямолинейной и нескрученной формы, используются углы поворота правильных 1 з головок относительно их нейтрального положения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, При осуществлении способа контакт зажимных губок правильных головок с эаготов кой не прерывается, что исключает дополнительные затраты времени на выполнение вспомогательных операций.Недостатком данного способа явля" ется низкая точность определения отклонения заготовок ьт заданной формы, Это обусловлено тем, что после деформации заготовки, осуществляемой поворотом рабочих органов, последние под воздействием накопленной в заготовке энергии упругой деформации поворачиваются в обратном направлении, и, не дойдя до положения, соответствующего полностью разгруженному состоянию выправляемого участка заготовки, останавливаются в промежуточном положении, определяемом равенством приложенных к заготовке со стороны рабочих органов сил трения и внутренних сил упругой деФормации. При этом положение отдель 40 но взятого рабочего органа не соответствует действительному положению ненапряженной заготовки, а величина перемещения рабочего органа относительно нейтрального положения не соответствует величине отклонения заготовки (угла скрученности или угла искривленности), Погрешность определения искомого отклонения пропорциональна в данном случае величине сил трения, т,е. величине сопро" тивления холостого хода рабочего органа. При часто имеющей место в реальных машинах большой величине сопротивления указанная погрешность ф становится настолько большой, что определение искомого отклонения без прерывания контакта заготовки с ра 96бочим органом становится практически невозможным.Цель изобретения - повышение точности настройки правильных машиндискретного действия за счет повышения точности определения.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу настройкиправильныхмашин дискретного действия, при котором одну из заготовокпартии, подлежащей правке, устанавливают в правильной машине нагружают усилием или моментом правки, определяют отклонение ее от заданнойформы по перемещению рабочего органа правильной машины и устанавливают рабочий орган правильной машины с учетом этого отклонения в положение, необходимое для исправления последующих заготовок с соответствующим нагружением их усилием или моментом правки, упомянутую заготовку подвергают по меньшей мере двум нагружениям, каждое из которых не превышает по величине удвоенное значение приложенных к рабочему органу правильной машины сил трения, но не достигает значения сил, вызывающих появление в заготовке остаточных деформаций, При каждом последующемнагружении изменяют знак внешних сил, осуществляющих нагружение, После каждого нагружения производят разгрузку, в процессе нагружений и раэ груэок измеряют не менее одной пары отклонений заготовки от заданной Формы, а искомую величину отклонения определяют как среднеарифметическое значение величин попарных отклонений, соответствующих для каждой пары отклонений одинаковым числовым значением внешних сил противоположного знака. Нагружение заготовки внешними си лами, превышающими по величине удвоенное значение сил трения, повышает точность определения искомой величины путем практически полного исключений влияния на точность определения сил трения, а использование нескольких знакопеременных нагружений с одновременным измерением четного количества отклонений заготовки от заданной Формы, симметриц ных относительно искомого отклонения, повышает точность его определения за счет увеличения количества числовых значений, участвующих в вы980896 15 5числении велицины искомого отклонения,На фиг, 1 изображена поворотнаяголовка правильно-раскруточной машины, разрез, на фиг. 2 - графики 5зависимости упругого крутящего момента и момента сил трения от углаповорота поворотной головки, нафиг. 3 - диаграмма суммарного сопротивления перемещению поворотной го Оловки, иллюстрирующая способ определения угла скрученности заготовки,на фиг, 1 - правильно-изгибная машина с двумя правильными головками, вид сверху, на фиг, 5 - диаграмма суммарного сопротивления перемещению отдельной правильной головки, иллюстрирующая способ определения угла искривленности заготовкидо ее правки, 20Предложенный способ может осуществляться на разнообразных машинахдискретного действия, работающих поразличным технологическим схемамправки. В этих машинах о величине 25отклонения заготовки от заданнойформы судят по величине отклонениярабочего органа от его нейтрального положения, которое может быть определено, например, путем перемеще- ЗОния зажимных губок рабочего органадо достижения полного контакта ихрабочих поверхностей с поверхностьюустановленной в машине заготовки,имеющей заданную идеально правильную З 5геометрическую форму.Для осуществления способа в правильно-раскруточных машинах заготовку 1 (в случае, показанном на фиг.1,трубу квадратного сечения) зажимаютс четырех сторон при помощи ползунов2, каждый из которых выполнен в видекорпуса гидроцилиндра и жестко связанного с ним штампа, контактирующего с поверхностью заготовки. Ползуны имеют возможность возвратнопоступательного перемещения относительно штоков 3, закрепленных в кор-пусе 1 головки, являющейся рабочиморганом машины, Машина имеет неповоротную и поворотную головки, каждаяиз которых имеет одинаковый механизмзажима заготовки, При зажиме подлежащего раскрутке участка заготовкивследствие практически неизбежнойнепараллельности граней заготовки иповерхности штампов происходит ли-.бо поворот заготовки до достиженияуглового положения, занимаемого обеими головками, если сообщенный заготовке при ее зажиме упругий крутящий момент внутренних сил упругой деформации будет меньше момента сил трения поворотной головки, либо взаимный поворот заготовки и поворотной головки навстречу друг другу, если упомянутый упругий крутящий момент будет больше момента сил трения, В любом случае происходит упругое деформирование заготовки, которое исключает или затрудняет использование указателя угла поворота поворотной головки для определения угла скрученности ненапряженной заго" товки, Упругое дефррмирование заготовки под воздействием момента сил трения со стороны поворотной головки имеет место также по окончании процесса правки заготовки, Во всех этих случаях выправленная ими исходно не" скруценная заготовка иэ-за упругой деформации имеет некоторый угол остаточной или исходной скрученностиотличающийся от его истинного значения, равного нулю (фиг, 1 и 3), Для определения истинного значенияугла скруценности Ч производят энакопеременное нагруиение заготовки внешними силами, образующими в данном случае момент Мк, затрачиваемый на преодоление упругого крутящего момента Мк,уп линейно изменяющегося в зависимости от изменения угла Я поворота поворотной головки, и мо" мента сил трения Мктр не изменяющегося по величине при непрерывном изменении угла Ч и изменяющегося в диапазоне +Мк,тр, при изменении направления поворота (фиг, 2),Сложение значений Мк,уп.+Мк,тр. позволя" ет получить диаграмму суммарного сопротивления перемещению поворотной головки, имеющую вид параллелограмма, вертикальное расстояние между наклонными сторонами которого равно 2 Мк,тр а ординаты верхней и нижней точек равны по величине и проти" воположны по знаку (фиг, 3), Истинное знацение искомой величины опре" деляется на этой диаграмме положением точки, лежащей на оси абсцисс и равноотстоящей по вертикали от на" клонных сторон параллелограммПоложение этой точки (в данном случае точки 0) соответствует состоянию заготовки, хара ктери зующемуся отсутствием внутренних сил упругой деформации. Это доказывается тем, что длядеформирования заготовки из данного положения в одном из двух направлений требуется предварительно приложить к ней внешние силы, равные повеличине силам трения (в данном51 ислучае Ик=Мк,тр., так как расстояниямежду точкой 0 и каждой из наклонныхсторон равны по величине Мк,тр,),Среднеарифметическое значение абсциссточек верхней и нижней сторон диаграммы, имеющих одинаковые по величине и противоположные по знаку ординаты (Ик, =Мк.уп.+Мк,тр., Мк ==-(Ик.уп.+Мк,тр,), определяет абсциссу искомой точки, что и составляет существо описываемого способа.При осуществлении способа первоенагружение заготовки может быть вы-полнено в любом из двух направленийпо линии аЬ или по линии аед, Одно 2 фиэ этих.нагружений осуществляетсяпри моменте внешних сил Мкр 2 Мк,тр,до достижения ф 1, а второе при моменте внешних сил Мк =-Мк до достижения угла=- , ели первое, нагру- ижение осуществляется по линии аЬ, асоот вет ст вующая ра згруз ка по ли нииЬсд, то следующее за ним нагружен ие осущест вляет ся по ли ни и аед. споследующей разгрузкой по линии дЬа, 5 ОВ процессе этих нагружений измеря-ются углы скруценности Ч и 92, соответствующие одинаковым числовымзначениям момента внешних сил, Впроцессе соответствующих Разгру 35эок могут измеряться углы скрученностии= (, соответствующиенулевым значениям момента внешнихсил, Истинное значениеугла скрученности (в данном слуцае равноенулю) определяется при этом как одно из среднеарифметических значений1/2 (Ч+ 1 Щ), 1/2 ( +5) или 1/1(9+1+9+ф взавйсимости от ко 1 2.личества измерений. При увеличениичисла нагружений до четырех, шести и более количество измеренных величин возрастает, что еще более повышает точность определения истинного значения угла скрученности,Аналогично производится определение и других отклонений заготовокот заданной формы.Определение истинного значения исхоДного Угла искРивленностио Ис, ха-55рактеризующего отклонение заготовки1 от заданной прямолинейной формы вправильно-иэгибных машинах с двумярабочими органами, выполненными в виде правильных головок 5, осуществляется путем энакопеременного нагружения одной или двух правильныхголовок (в зависимости от схемы правки) и, следовательно, заготовки моментов внешних сил И, также расходуемым на упругое деформирование заготовки и преодоление момента сил трения М , препятствующего .холостомутрфповороту правильной головки (фиг,и 5)В данном случае правильная головка после зажима заготовки в ее губках занимает положение, характеризуемое угломси х, отличным от угла ос Из этого положения правильную головку поворачивают в любомнаправлении моментом внешних сил,после чего снимают внешние силы и по.ворачивают в другом направлении моментом внешних сил, равным по величине и противоположным по знаку моменту предшествуоцего нагружения. Примаксимальных числовых значениях указанных моментов М и М =-М измеряют углы искривленйостии 4.После первой пары нагружений можетбыть осуществлена вторая пара нагружений моментами М.5 и М 4, равнымиили отличающимися по величине от предыдущей пары моментов (однако, каки в первом случае М, =-М ),При этомизмеряются соответствующие углы искривленности с 5 и а, Истинное значение угла искривленности определяется в последнем случае по формулеис =1/" (Ы,1+о+4 ь+с,Коли чест воуцаствующих прй вычислении даннойвеличины значений угла может бытьувеличено вдвое, если в конце каждойиэ разгрузок измеряется соответствующий угол,Любой из вариантов осуществленияданного способа не может быть использован в случае, если удвоенноезначение сил трения превышает значение сил, вызывающих появление в заготовке остаточных деформаций, Практически зто может иметь место в случаеправки нд машинах с большим сопротивлением перемещению рабочих органов заготовок малого поперечногосечения, требуоцих для правки приложения небольших внешних сил, Уменьшение указанного сопротивления (например, путем использования вместоподшипников скольжения подшипниковкачения) расширяет область применения способа.9 98089П р и м е р, Требуется определитьистинное значение исходного углаискривленности заготовки оиск до ееправки в праеильно-изгибной машинес двумя правильными головками ( фиг.1) ЭЗаготовка имеет квадратное сечение со стороной квадрата а=20 мм.Заготовка искривлена в плоскости,параллельной ее боковым граням. Расстояние между осями поворота превиль ных головок при зажатой искривленнойзаготовке с 1500 мм. Модуль упругости при растяжении Е=21 1 О кгс/им4предел текучести при растяжении ==90 кгс/мм , Угол поворота правильной головки при зажатой искривленнойупруго деформированной заготовкеД иск =1,0 рад=57,3 . Момент сил тре- .ния, равный сопротивлению холостогоуглового перемещения правильной головки, М =0,05 тсм=5 10 кгс мм, Упругий крутящий момент со сторонызаготовки, воздействующий на правильную головкуМ =2,5 10 4 кгс мм.Направление упругого крутящего момента - в сторону нейтрального положения правильной головки,Искомая величина сКопределяется в следующей последовательности,Момент инерции сечения заготовки 30.Г:4/12=2 Ф/12=13333 ммМомент сопротивления сечения за"готовкиИ=3/6=20 /6=1333 мм ,Минимально, возможное значениемомента внешних силМ =-2 М =2 5 104=1 О 10 кгс мм,ей трМаксимально возможное значениемомента внешних силМ,=6И=90 1333=1,2 10 кгс мм, доВйбранйые значения моментов внешних сил, осуществляющих первое и второе нагружение,М =1,1 10"кгс мм, М =-1,110 кгсмм,Угол поворота о правильной голов-ки при первом нагружении заготовки( 1 М 11 М,ОС=- ОБ ,ск 606 ) ГДВ ,ф,Е )ьеГу гол скрученности, соответствующийупругому крутящему моменту М ур"-1,0+0045-О, 96): О 849 рс 3сс:-0849.573 = 48 ьо 6 10Угол поворота сд. правильной головки при втором нагружении заготовки (фиг5)-9,555 ро 3 с" иск= 0,955 57,Ъ=-54,ТоИспользование предложенного изобретения позволяет существенно уменьшить количество ошибок при осуществлении контроля точности правки эасчет более точного определения.остаточных отклонений заготовок от заданной формы, Использование данногоизобретения повышает также точностьопределения исходных отклонений заготовок от заданной формы, что в своюочередь позволяет получить надежныеисходные данные для создания системавтоматического управления процессом правки заготовок и обеспечитьтем самым возможность существенного (на 30-ч 0/) повышения производительности машин дискретного действия,Повышение производительности правиЛьных машин имеет место и при отсутствии системы автоматического управления, так как осуществление процессаопределения искомого отклонения безпрерывания силового контакта с рабочими органами машины позволяет исключить затраты времени на осуществление дополнительных операций по разведению-сведению зажимных элементов рабочих органов правильных машин. Предложенный способ также обеспечиваетвоэможность автоматизации процессаопределения искомого отклонения, чтосокращает время, необходимое для осуществления этой измерительной опера"ции,Формула изобретенияСпособ настройки правильных машин дискретного действия, при котором одну заготовку из партии, подлежащей правке устанавливают в правильной машине, нагружают усилием или моментом правки, определяют отклонение от заданной формы по перемещению рабочего органа правильной машины и устанавливают рабочий орган пра11 9808 вильной машины с учетом. этого отклонения в положение, необходимое для исправления последующих заготовок с соответствующим нагружением их уси. лием или моментом правки, о т л и - з ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности настройки, упомянутую заготовку подвергают по меньшей мере двум нагружениям, каждое иэ которых превышает по величине удвоенное значение приложенных к рабочему органу правильной машины сил трения, но не достигает значения сил, вызывающих появление а заготовке остаточных деформаций, при каждом последую ф щем нагружении изменяют знак нагружения, после каждого .нагружения производят разгрузку, в процессе нагру 96 12жений и раэгрузок измеряют не менееодной пары отклонений заготовки отзаданной формы, а искомую величинуотклонения определяют как среднеарифметическое значение велицин попарных отклонений, соответствующих длякаждой пары отклонений одинаковымчисловым значениям внешних сил противоположного знака.Истоцники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Шефтель Н.И Мурзин И,ИАршавский В.З, и др, Отделка сортового металла, М "Металлургия",197, с. 07 (с. 228, рис, 139),2, Авторское свидетельство СССРИ 780933 кл, В 21 Р 25/00, 1977"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Филиа 5 3 ира ВНИИПИ Госу по делам 113035, Мос5 Подписноеарственного комитета СССРэобретений и открытийва, Ж, Раувская на., д,