Способ тарирования естественной термопары резец-деталь и устройство для его осуществления

 

1. Способ тарирования естествен IS Г7 I ВГЕСОЮЗ -} 2АТ1;гП/т)- т ТЕХНИЧЕСКИЙ БИБЛИОТЕКА ной термопары peзeц-дetaль в процессе резания твердосплавным инструментом , включающий обточку с переменной скоростью одинаковых поверхностей одной детали одновременно двум i резцами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени тарировки, определяют моменты изменения магнитных свойств материала одного резца в его точках Кюри , фиксируют в эти моменты значения термоэлектродвижующей силы, возникающей в естественной термопаре , образованной вторым резцом с даталыо и тарируют по ним термопару.; . g

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„! 013111

g(5g В 23 В 25/06! A ИА е „ f.:-,"", »

j d

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

- ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3391114/25-08 (22) 05.02.82 (46) 23 04 83. Бюл. Ь 15 !

72) P В. Новичихин, Л, А. Рябинин и С. Н. Постников (53) 621.91 <088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1 350590, кл. В 23 В 1/00, В 23 В 25/06, -1972.

2. Авторское свидетельство СССР

И 8062Ь9, кл. В 23 В 25/06, 1981. (54) СПОСОБ ТАРИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ

ТЕРИОПАРЫ РЕЗЕЦ-ДЕТАЛЬ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ тарирова»ния естествен4 ной термопары резец-деталь в процессе резания твердосплавным инструментом, включающий обточку с переменной скоростью одинаковых поверхностей одной детали одновременно двум i .резцами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени тарировки, определяют моменты изменения магнитных свойств материала одного резца в его точкахКюри, фиксируют в эти моменты значения термоэлектродвижующей силы, возникающей в естественной термопаре, образованной вторым резцом с даталью и тарируют-по ним термопару ° ф Я

1013111

2. Устройство тарирования естест» венной термопары резец-деталь, содержащее . естественную термопэру резец-деталь, второй идентичный резец и токосъемники, подключенные к детали и первому резцу, о т л ич а ю,щ е е с я тем, что в него введены генератор, магнитный датчик, установленный на втором резце, усилитель-формирователь, компаратор, ключ, формирователь-, счетчик, усилитель, -преобразователь напряжениекод, распределитель, регистры и устройство индикации, причем генератор соединен с входом датчика, вы-: ход которого через угилитель-форми,рователь соединен с одним входом

Изобретение относится к обраЬотке металлов резанием, а именно к способам определения температуры в эо. не резания методом естественной термопары, и может быть использовано для 5 установления зависимости между термоэлектродвижущей силой (ТЭДС) и тем- 5 пературой при обработке твердосплавным инструментом.

Известен способ тарирования тер- 10

"мопары резец-деталь непосредствен. но в процессе резания, заключающийся в установке на станке. двух одинаковых образцов, которые обтачиваются двумя одинаковыми прорезными 15, резцами, один из которых используют как термопару резец-деталь, а другой выполняют разъемным в плоскости, перпендикулярной к оси вращения детали с нанесенной н плос- 20 кости .разъема тонкой пленкой легкоплавкого металла, по зонам оплавления KOToporo в процессе резания су-, дят о температуре резания, тарируя по ней,термопару 1 1. Q +E

Известно также реализующее данный способ устройство, включающее в себя естественную термопару резец-деталь, второй резец, токосъем.ник и регистрирующее устройство ).1 ). 3p

Недостатками известных способа и устройства являются невысокая точность и Ьольшая трудоемкость тари овки - необходимо периодически компаратора, другой вход компаратора подключен к выходу, ключа, к информационным входам . которого под». ключено опорное напряжение, выход компаратора через формирователь подключен к входу счетчика, выход которого соединен с управляющим входом ключа и с входом запуска преоЬразователя напряжениекод, информационный вход которого через усилитель и токосъемники подключен к -термопаре резец-деталь, вход запуска соединен с выходом формирователя, а выход преобразо вателя через распределитель соединен с регистрами, которые соединены с блоками индикации. снимать резец со ст нка разбирать

его и производить осмотр под микроскопом, Способ не обеспечивает однозначности соответствия значения ТЭДС температуре, так как для одного тарированного значения температуры плавления пленки) нельзя зафиксировать определенное значение ТЭДС,а лишь некоторый интервал значений, что происходит вследствие непостоянстs8 скорости в пределах одного замера из-за уменьшения диаметра резания при торцовом точении.

Известен также спосоЬ, согласно которому образцы обрабатывают с переменной скоростью резания, формируют временной интервал для измерения. термосопротивления и ТЭСС, определяют приращения скорости резания на этом временном интервале, измеряют приращения термосопротивления, а также измеряют приращение ТЭДС на каждом временном интервале, по величине термосопротивлеHwR судят об изменении температуры, определяют отношение приращения температуры к приращению скорости, та,рируя по нему термопару деталь-резец Е23, Известно устройство, реализующее этот способ, которое содержит естественную термопару резец-деталь, второй резец, токосъемник, регистрирующий прибор, соединенный с Ьло4

3 10131 ком тарировки, блок определения приращения скорости и резистивный блок(2).

Однако и а этом способе предусматривается использование специального разъемного резца с напыленными изоляционным и термореаистивным материалами и наличие дополнительного специализированного оборудования . для. напыления. Кроме .того, необходимо проводить предварительную тариров- 1а ку изготовленного резца для получения зависимости его сопротивления от температуры, носящей нелинейный характер, что, в свою очередь, увели-чивает время тарировки. 1$

Непрерывное, монотонное изменение термосопротивления затрудняет ,выделение тарировочных точек, предьявляет большие требования к разрешающей способности измерительной аппаратуры и предопределяяет медленное приращение скорости резания и затрудняет автоматизацию процесса тарировки.

Целью изобретения является павы- д венке точности тарировки а зоне оптимальных скоростей резания и сокращение времени тарировки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу тарирования ,-естественной термопары резец-деталь в процессе резания твердосплавным инструментом, включающему обточку с переменной скоростью одинаковых поверхностей одной детали одновременно-двумя резцами, определяют момен ты изменения магнитных свойств материала, одного резца в его точках Кюри, фиксируют в эти моменты значения термоэлектродвижущей силы, возникаю щей в естественной термопаре, образованной вторым резцом с деталью и тарируют по иим термопару .

Кроме того, в устройство для осуществления способа, содержащее естественную термопару резец-деталь, -второй идентичный резец и токосьемники, подключенные к детали и nåðвому резцу, введены генератор, магнитный датчик, установленный на втором резце, усилитель-формирователь, компаратор, ключ, формирователь, счетчик, усилитель, преобразователь напряжение-код, распределитель, регистры и устройство ин-. дикации, причем генератор соединен с входом датчика, выход которого через усилитель-формирователь соединен с одним входом компаратора, дру- 1

11 ф ой вход компаратора подключен к выходу ключа, к информационным входам которого подялючено опорное напряжение, выхо.", компаратора через формирователь подключен к входу счетчика, выход которого соединен с управляющим входом ключа и с входом запуска преобразователя напряжение-код, информационный вход которого через усилитель и токосъемники подключен к термопаре резец-деталь, вход запуска соединен с выходом фощмирователя, а выход преобразователя через распределитель соединен с регистрами, которые соединены с блоками индикации.

Сущность способа заключается в следующем.

В резцедержателе суппорта устанавливают два :,одинаковых по геометрическим параметрам, предварительно отоб" ранных по ТЭДС резца, оснащенных твердосплааными пластинами. Первый резец представляет собой естественную термопару с отрабатываемой деталью. Вариант конструктивного исполнения электрической цепи термопары и закрепление детали принимают аналогичными тем, которые существуют в реальных условиях экспруатации термопары. Производят одновременное обтачиаание двух одинаковых поверхностей детали дву. 1я идентичными резцами. При этом в обеих. зонах резания развивается од .-,накоаая температура, которую изменяют увеличе.нием скорости резания. При увеличении температуры в зонах резания определяют момент резкого изменения маг.нитных свойств твердосплавной пластины, соотаетатвующий первой точке

Кюри. 8 этот момент фиксируют значение ТЭДС. Дальнейшее увеличение температуры в зонах резания приводит ко второму изменению магнитнах свойств, измеряемых у второго резца (втораяточка Кюри) . Б этот момент фиксируют.,значение ТЭДС.

По полученным значениям тарируют термопару .

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего дан ный способ, Резцы 1 и 2 закреплены в резцедержателе 3, обрабатываемая деталь 4 закреплена в станке. -Токосъемники 5 соединены с резцом 1 и деталью 4. Генератор 6 соединен с входом датчика

7, выход которого подключен к усили1 телю-формирователю 8. Входы компара.

Составитель В. Влодавский

Техред Л.Пекарь Корректор Ю. Макаренко

4,Редактор Т ° Кугрышева

Заказ 2880/16 Тираж 1104

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное ул . Проектная, 5 10131 тора 9 соединены с выходом усилителя-формирователя 8 и ключа 10, а выход через формирователь 11 соединен со счетчиком 12 и входом запуска преобразователя 13 напряжение-код, Один выход счетчика 12 соединен с управляющим входом ключа 10. Информационный вход преобразователя 13 напряжение-код подключен к выходу усилителя 14, вход которого соединен с токосъемниками 5 . .Информационный вход распределителя 15 соединен с преобразователем 13, управ-. ляющий -. с вторым выходом счетчика

12, а выходы подключены к регистрам

16 и 17, соединенным, в свою очередь,. с устройством 18 индикации.

Получение тарировочных значений для термопары резец-деталь произво дится следующим образом ° 20

При увеличении скорости резания или подачи увеличивается температу-ра в зоне резания. При достижении температуры первой точки Кюри в зоне резания резцов 1 и 2 изменяются магнитные свойства резца 2, соответственно уменьшается сигнал с установленного на резце 2 датчика 7, выполненного в виде двух катушек, одна из которых подключена к гене- ЗВ ратору 6, а другая - к усилителюформирователю 8, Сформированный сигнал поступает на один вход компаратора 9 и, так как сигнал в момент первой точки Кюри устанавливается меньше значения, скоммутированного ключом 10,- на другой вход компаратора

9. При этом на выходе компаратора появляется скачок напряжения. Формирователь 11 этот перепад преобразует в импульс, который поступает на вход счетчика 12 и на вход запуска преобразователя 13 напряжение-код.

Счетчик 12 при этом устанавливается в следующее со таяние, подавая сигнал на ключ 10, который подключает второе опорное напряжение на вход компаратора 9 . Импульс, пришедший на

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, 11 d вход запуска преобразователя 13, включает последний, преобразующий поступающий на его измерительный вход с усилителя 14 сигнал ТЭДС в соответствующий цифровой код. Распределитель

15 сигналом по управляющему входу со счетчика .12 устанавливается в первое состояние . При этом первое измеренное значение ТЭДС в виде цифрового кода поступает в регистр 16 и индицируется на цифровом устройстве 18 индикации °

При достижении температуры в зоне резания значение второй точки Кюри процесс измерения ТЭДС происходит аналогично, но измеренное значение записывается во второй регистр 17 и также индицируется в устройстве 18 индикации.

Способ может быть применен для любого конкретного вида точения и конструкции инструмента, Приемуществом его является и то,что наибольшая точка воспроизведения зависимости ТЭДС от температуры достига- . ется в области тарировочных-.точек, находящихся в наиболее важной области температур — области нахождения оптимальной температуры резания. Введение ряда перечисленных блоков в устройство позволяет легко автоматизировать процесс тарировки и увеличИть точность получения тарировочных данных. Время тарировки при этом сокращается вследствие исключения операций подготовки специального резца, устранения требований к временной растяжке процесса тарировки в области оптимальных скоростей резания для точного выявления требуемых значений, так как температуры точек Кюри - точек скачкообразного изменения магнитных свойств - являются характеристиками материала инструмента, хорошо известны, не зависят от типа резца и не требуют высокой разрешающей способности аппаратуры для их выявления.