Способ контроля процесса резанияпри токарной обработке

Способ контроля процесса резанияпри токарной обработке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

З 1@я нс т . „ .ничесмал те сО П И С Я- -ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсмик

Социалистических

Рес публии

<щ793721

\, /—

К АВТОИЖОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 020479 (21} 2745249/25-08 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 070131. Бюллетень И9 1

Дата опубликования описания 07.0181

Р )м. кл.з

В 23 В 1/00

Государствеиный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК б21. 941 (088.8) (22) Авторы изобретения

В.С. Антонюк, И.В. Иакснмчук и В.А. Остафьев

Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (21) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ TOKAPHOA

ОБРАБОТКЕ

Изобретение относится к металлообработке на токарных станках и предназначено для определения состояния системы СПИД, а также для управления и контроля процессом резания.

Известен способ контроля процесса резания лрн токарной обработке,при котором в процессе обработки регистрируют датчиками, расположенными в теле инструмента, амплитуды действующих сил, о которым контролируют сам процесс (1) .

Однако у такого способа отсутствует контроль состояния инструмента в . процессе резания.

Цель изобретения — повышение точности контроля виброустойчивостн процесса резания.

Поставленная цель достигается тем, что датчики предлагаемым способом устанавливают перпендикулярно друг другу в трех плоскостях, две из которых перпендикулярны оси вращения детали, измеряют сдвиг фаз между амплитудами двух сил по отношению ктретьей, выбранной в качестве эталонной, определяют разность между. этими измерениями н по величине разности сдвига фаз судят о процессе резания.

На фиг. 1 схематически изображены резец и деталь в процессе резания, на фиг. 2 — временные диаграмьы действия составляющих сил резания.

Обрабатываемая деталь 1 в процессе резания оказывает воздействие на резец 2 в виде сил Рд, Р>, Р ; которые взаимно перпендикулярны. Относительно оси 3 вращения детали установлены датчики 4, 5, 6 измерения сил, причем каждый датчик воспринимает действие только той силы, перпендикулярно которой ои установлен. в качестве датчйка могут быть ис15 пользованы акселерометры или другие датчики, позволяющие измерить внутренние напряжения, возникающие в резце под действием сил .Р, Р, Р„.

На диаграмме действия составляю20 щих сил резания по оси абсцис обозначено текущее время. По оси ординат действие сил, а также номер датчика, который воспринимает это действие.

Цифрами по оси абсцис условно обозначены моменты скола.

Рассмотрим действие сил в процессе резания, Начиная с какого-то момента времени, который соответствует начальной точке отсчета. Заготовка, З0 совершая вращательное движение, воэ79З721 действует на резец в направлении сил

Р, Р, Р . Под действием силы Р резец прогибается до момента, пока упругая сила деформации резца не превысит силу Р . Как только упругая cuha достигнет своего максимума, начинается лавинообразный процесс скола материала заготовки. Режущая часть резца под действием упругой силы совершает возвратное движение, при этом эа счет того, что происходит отделение части материала срезаемого слоя на величину hl по касательной к окружности заготовки, а скорость резания намного меньше скорости скола,то сила Pz уменьшается. Уменьшение происходит до тех пор, пока поверхность !5 заготовки опять не коснется режущей кромки. После касания процесс повторяется.

Сила Р> в начальный момент имеет максимальное значение, так как пло- ;щ щадь контакта резца по задней грани с деталью имеет максимальное значение. По мере прогиба резца площадь контакта уменьшается, что приводит к уменьшению силы Р . Уменьшение силы происходит до начала момента скола, по мере возвращения резца в первоначальное состояние действие силы увеличивается.

Сила Р обусловлена скоростью по-. дачи при резации заготовки. В первый ЗО момент времени сила Р„ имеет максимальное значение, так как произошло врезание режущей кромки в тело заготовки. В следующий момент под действием силы Р резец прогибается,,а ЗЗ это равносильно тому, что режущая часть вернулась в точку, предществующую начальному моменту (только касательно действия силы Р ). Кроме того,прогибание резца равносильно тому, gp что в некоторый момент подача отсутствует или равна О. Соответственно сила в этот момент будет иметь минимальное значение. Уменьшение силы Рх связано с тем, что режущая часть резца смещается вниз относительно оси вращения заготовки, поэтому площадь контакта срезаемого слоя по направлению действия силы Р„ уменьшается. В момент скола резец возвращается в начальное состояние.

В процессе резания датчики воспринимают действие сил резания, а так как резец в процессе резания совершает колебания в результате действия этих сил, то на выходе датчиков сигнал, характеризующий действие сил, имеет колебательный характер в пределе, который может быть принят за гармоническое колебание. Причем действие сил в трех плоскостях в один и тот же момент времени неодинаково, что объясняется запаздыванием действия сил в одной плоскости о носительно другой. Измеряя это запаздывание, которое выражается в разности фаз между амплитудами действия сил, судят о траектории движения режущей части резца. При отклонении этой траектории от заданной судят о состоянии инструмента и системы СПИД.

Формула изобретения

Способ контроля процесса резания при токарной обработке, при котором в процессе обработки регистрируют датчиками, расположенными в теле инструмента, амплитуды действующих сил, по которым контролируют сам процесс, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля виброустойчивости процесса резания, датчики устанавливают перпендикулярно друг другу в трех плоскостях, две из которых перпендикулярны оси вращения детали, измеряют сдвиг фаэ между амплитудами двух сил по отношению к третьей, выбранной в качестве эталонной, определяют разность между этими измерениями и по величине разности сдвига фаз судят о процессе резания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 416165, кл. В 23 В 1/00, 1974.

793721

Ру

Рх

6 фие.2

Составитель В. Платонов

Редактср Й. Марголис Техред И.Рейвес Корректор М. Деичик

Заказ 10691/74 ТИраж 1159 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4