Способ измерения износа режущего инструмента при обработке цилиндрических поверхностей

Способ измерения износа режущего инструмента при обработке цилиндрических поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественно к способам измерения износа инструмента Цель изобретения - повышение точности измерения износа инструмента Способ заключается в том, что осуществляют резание, затем останавливают подачу режущего инструмента , останавливают относительное вращение заготовки через 1-3 оборота пос ie остановки подачи, возбчждают механические высокочастотные или льтразв ковые колебания в одном из звеньев кинематической пары инструмент-деталь в плсхкости резания в направлении касате 1ыюи к обрабаты ваемой поверхности, выбирают амплит д колебаний, на 10-20%, большею ветчины допустимого износа инструмента, задают частоту, не и не кратн ю частоте другого звена, измеряют относнтельнмо с ко рость V перемещения обрабатываемой поверхности и вершины кромки инструмента, одновременно измеряют i.ni тельность т контакта поверхностей к каж дый цикл колебаний, а ширину шногченнон контактной площадки Л- по задней поверхности определяют (вычисляют) по формхле Л, Кт 2 ил 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1629824 A 1 (19) (Ц1 (51)5 G 01 N 3/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

©.

Ж

QG

Ь>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4669784/28 (22) 30.03.89 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (72) А. Т. Манько (53) 620.078.169 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1120216, кл. G 01 N 3/58, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественно к способам измерения износа инструмента. Цель изобретения — повышение точности измерения износа инструмента. Способ заключается в том, что осуществляют резание, затем останавливают подачу режущего инструмента, останавливают относительное вращение

Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественно к способам измерения износа режущего инструмента, и может найти применение для измерения износа режугцего инструмента при автоматизации металлорежущего оборудования.

Цель изобретения — повышение точности определения износа.

На фиг. I приведена схема, поясняющая процесс осуществления способа; «а фиг. 2— блок-схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит вибратор 1, установленный на суппорте станка, режущий инструмент 2, пьезоэлектрический датчик 3 вибрации (например, типа ИС-313А с диапазоном рабочих частот 50 — 40000 Гц), измеритель 4 шума и вибрации, предназначенный для измерения относительной скорости обработанной поверхности и вершины

2 заготовки через 1 — 3 оборота llocзе остановки подачи, возбуждают механические высокочастотные или ультразвуковые колебания в одном из звеньев кинсмати е«кой пары инструмент — деталь в пло«кости резания в направлении касательн»й к обр

h — — 1 т. 2 ил. режущего инструмента. измеритель 5 в1к— менных интервалов, предназначенный для измерения интервалов време :и контакта поверхностей в каждый цикл измерен и й, блок 6 коммутации, аналого-цифровой пр«образователь 7 и блок 8 управления (микр»ЭВМ), подключенный к силеме 9 Ч11У.

Второй вход блока коммутации соединен с вторым выходом измерителя 4, второй вход которого соединен с вторым входом измерителя 5, выходом ЧПУ 9 и в. одом датчика 3, с блоком 8 управления «»с,iè ll«ll û коммутатор 6, вибратор и в. од н«тем

9 ЧПУ.

Способ осуществляется «ледуюгдим »бр lзом.

Колебания инструмента начинают«я в некоторой точке О (фиг. 11. 11ри дв .женин инструмента в направ.l«l! ии +07 «» «к»ростью V=+aio сохи 1 ll;! учил к« .1.1, н чение времени т звенья образуloT эл«м ilT

1629824

AB=h — — VT, Формула изобретения

55 пары (контакт) инструмент — деталь, при этом точка А перемещается в положение А>, а точка В в положение А, т. е. каждая из множества точек отрезка АВ проходит путь, равный ширине изношенной площадки по задней грани h>. При дальнейшем движении в направлении +OZ происходит разрыв элемента пары, что обеспечивает дискретность измерений. Затем движение осуществляют в обратном направлении — OZ. Исходя из этого длину отрезка АВ записывают в виде где h — ширина износа контактной площадки по задней поверхности, мм;

V — относительная скорость перемещения обработанной поверхности и вершины режущей кромки инструмента в плоскости резания в направлении касательной к обрабатываемой поверхности, мм/с; т — абсолютное значение времени контакта поверхностей в каждый цикл измерений, с.

В соответствии с блок-схемой (фиг. 2) по команде на проведение измерения износа система 9 ЧПУ выключает подачу инструмента, через l — 3 оборота — вращение заготовки. При этом с передней поверхности инструмента удаляется стружка, а заготовка и инструмент образуют неподвижный контакт (фиг. 1). Система 9 ЧПУ запускает в блок 8 программу измерения износа, блок 8 включает вибратор 1, который возбуждает механические высокочастотные или ультразвуковые колебания инструмента в плоскости резания в направлении касательной кобработанной поверхности.

Колебания инструменту сообщают в плоскости резания в направлении касательной к . обрабатываемой поверхности для обеспечения требований выполнения принципов инверсии, определяющей правильиость измерений, а именно: траектория движения при измерении должна соответствовать траектории движения при формообразовании; линия действия должна совпадать с линией измерения (принцип Аббе); базы измерения должны совпадать с рабочими базами (правило единства баз). Выбирают амплитуду колебаний по крайней мере на 10 — 20О больше величины допустимого износа инструмента для обеспечения прерывистости процесса измерения на дискретной длине износа инструмента по задней поверхности.

Выбирают частоту колебаний инструмента не равной и не кратной собственной частоте колебаний детали для недопущения явлений резонанса при измерениях.

На инструмент 1 устанавливают датчик

3 вибрации, представляющий собой акселерометр. Механические колебания посредством датчика 3 преобразуют в электричес5

35 кий сигнал, который затем подают на вход измерителя 5 шума и вибраций, где сигнал усиливают, фильтруют и выделяют постоянную составляющую сигнала с помощью детектирования и на выходе получают значение относительной скорости перемещения обработанной поверхности и вершины режущего инструмента, одновременно выделенную постоянную составляющую сигнала от измерения 4 шума и выбраций подают на вход измерителя 5 временных интервалов, где измеряют временной интервал периодических сигналов в виде времени контакта в каждом цикле колебаний. Блок

6 коммутации, управляемый от микроЭВМ, подключает аналого-цифровой преобразователь 7 к измерителю 4 шума и вибраций и измерителю 5 временных интервалов.

Аналого-цифровой преобразователь 7 преобразует аналоговые сигналы измерителя 5 временных интервалов и измерителя 4 шума и вибраций в цифровые коды микроЭВМ, которая обрабатывает сигнал по алгоритму h =тХ и в зависимости от результата расчетов выдает соответствующую команду в систему ЧПУ 9.

Пример. Обтачивают в центрах вал начисто. Диаметр вала D=200 мм, длина Z=

=2000 мм. Режимы резания: окружная линейная скорость обрабатываемой поверхности (расчетная) ) о„=150 м/мин; глубина резания 1=1,5; подача S=O,Ç мм/об; резец проходной Т15 Кб, главный заданный угол сс=12, обрабатываемый материал

Ст. 45. Параметры вибрационного движения инструмента: частота механических высокочастотных или ультразвуковых колебаний f=20000 Гц, амплитуда колебаний

l,0 мм. Величина допустимого износа и =

=0,8 мм.

Способ измерения износа режущего инструмента при обработке цилиндрических поверхностей, заключающийся в том, что осуществляют резание, затем останавливают подачу режущего инструмента, останавливают относительное вращение заготовки через 1 — 3 оборота после остановки подачи, возбуждают механические высокочастотные или ультразвуковые колебания в одном из звеньев кинематической пары инструмент— деталь, регистрируют механические колебания, прошедшие через каждую контактную поверхность инструмент — деталь, и определяют степень износа инструмента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения износа, механические высокочастотные или ультразвуковые колебания одному из звеньев (например, инструменту) кинематической пары инструмент — деталь сообщают в плоскости резания в направлении касательной к обрабатываемой поверхности, выбирают амплитуду коле1629824 где h —

Ела,4Ь баний по крайней мере на 10 — 20% больше величины допустимого износа инструмента, задают частоту, не равную и не кратную частоте другого звена, измеряют относительную скорость перемещения обработанной поверхности и вершины режущей кромки инструмента, одновременно измеряют абсолютное значение времени контакта поверхностей в каждый цикл измерений, а ширину изношенной контактной площадки по задней поверхности определяют по формуле и =v.,, ширина изношенной контактной площадки по задней поверхности, мм; относительная скорость перемещения обработанной поверхности и вершины режущей кромки инструмента в плоскости резания в направлении касательной к обрабатываемой поверхности, мм/с; абсолютное значение времени контакта поверхностей в каждый цикл измерений, с.

1629824

Составитель О. Несова

Редактор Н. Япола Техред A. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 435 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101