Способ измерения силы резания

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ, включающий измерение в процессе резания скорости резания, оборотной подачи инструмента и определение силы резания по произведению их степенных функций, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и нгщежности , в процессе резания пропускают через контактную пару инструментдеталь электрический ток, измеряют электрическую проводимость контактной пары, а при определении силы резания в произведение включают степенную функцию измеренной проводимости .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(513 G 01 L 1 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3369419/18-10 (22) 23.12.81 (46) 30.09.83. Бюл. В 36 (72) В..Ц. Зориктуев, Ш.Г. Исаев, A.Ä. Никин и A.A. Меркушев (71) Уфимский авиационный институт им, Орджоникидзе и Пермский машиностроительный завод им. В.И. Ленина (.53) 531.781(088 ° 8) (56) 1. Бауманн Э. Измерение сил электрнческими методами. М., "Мир", 1978, с. 276-279.

2. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов, M., 1975, с. 217 (прототип).

„„SU„„1045015 А (54) (57). СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ

РЕЗАНИЯ, включающий измерение в процессе резания скорости резания, оборотной подачи инструмента и определение силы резания по произведению их степенных функций, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в процессе резания пропускают через контактную пару инструментдеталь электрический ток, измеряют электрическую проводимзсть контактной пары, а при определении силы резания в произведение включают степенную функцию измеренной проводимости, 1045015

На фиг. 1 приведена характерная зависимость проводимости (g) контактной пары от глубины резания (t) при постоянных значениях подачи (S) и скорости резания {V); на фиг. 2 — характерная зависимость

f{S) при t = Согн t u V = Соп s 1; на фиг. 3 — характерная зависимость тангенциальной и горизонтальной сос тавляющих сил резания Р> и Р

Е(g), полученная изменением глубины резания при S --ñý s1 и 4 =сопэ1; на фиг. 4 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в .следующем.

Известно, что сила резания является функцией режимов резания, т.е. глубины резания (t), оборотной подачи инструмента (S) и скорости резания (V), и может быть описана степенной функцией, 2

Р=C V" S>С где С вЂ” коэффициент, учитывающий

P обрабатывающий и инструментальный материалы, геометрию инструмента, смазывающе-охлаждающую жидкость.

4О

Изобретение относится к измерению сил резания и может быть использовано на металлорежущих станках при обработке металлов электропроводным инструментом.

Известен способ измерения силы, согласно которому измеряемую силу прикладывают к пакету электропроводных пластин и. по изменению проводимости определяют силу (1 .

Недостаток укаэанного способа низкая точность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения силы резания, включающий измерение в процессе резания скорости резания, оборотной подачи инструмента и определение силы резания по произведению их сте,, енных функций 2 ).

К недостаткам известного способа относятся низкие надежность и быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему измерение в процессе резания скорости резания, оборотной по (ачи инструмента и определение силы резания по проиэнедению их степенных функций в процессе резания пропусУ кают через контактную пару инструмент — деталь электрический ток, измеряют электрическую проводимость контактной пары, а при определении ,силы резания в произведение включа ют степенную функцию измеренной пронодимости.

Использование выражения (1 (для определения силы резания, особенно при черноной обработке неэффектинно, так как величина глубины резания {t) в отличие от скорости резания (V) и подачи (S) может значительно отличаться от расчетной.

Измерение же глубины резания непосредственно в процессе обработки известными методами во многих случаях не представляется возможным.

В то же нремя исследования проводимости g контакта инструмент обрабатываемая деталь показали, что ее величина является также функцией режимов резания: Ч, $, и может быть предстанлена степенной функцией (2 3 ц = С У Я

Ч (2) где C ©. — коэффициент, зависящий от геометрии инструмента, удельных электрических проводимостей обрабатываемой детали и инструмента.

Исключив параметр глубины резания + из выражений (1) и (2), получим Выражение, снязывающее силу резания P с проводимостьюд контакта инструмент — обрабатываемая деталь

Р= С / "5 -, (Э)

Значения постоянных С, Х, У, Z для результирующей силы резания, а также для любой ее составляющей могут быть определены в результате силовых испытаний. Например, для горизонтальной составляющей силы резания Р„ при точении жаропрочного сплава ЗИ698ВД инструментом из твердого сплава ВКбМ были полученьг следующие значения постоянных: С = 2,37-10, Х = -0,102;

У = 0,311; Z = 1,3б4.

Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг. 4), содержит измеритель 1 электрической проводимости, первый вход которого через токосъемник 2 соединен с обрабатываемой деталью 3, второй вход с резцом 4, изолированным от массы станка, а выход — с блоком 5 вычисления, на другие входы которого введены сигналы с датчика б подачи, датчика 7 скорости резания, а также постоянная СР и показатели степеней Х, У, Z. Выход блока 5 вычисления соединен с регистрирующим прибором 8.

1045015,Х,У, фиг 5

ВНИИПИ Заказ 7537/40 Тираж 873 Подписное

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

Способ реализуют следукщим обраэ м.

В процессе резания непрерывно измеряют проводимость контакта, образованного режуцим инструментом и обрабатываемой деталью, оборотную подачу инструмента и скорость ре- 5 эания. Сигналы U -. = Kä; g, U = K> S и U = К V соответоТ вен но с выV ходом измерителя 1 проводимости, датчика 6 подачи и датчика 7 скорости резания (К, КБ и К вЂ” коэффици- 10 енты пропорциональности) подаются на входы блока 5 вычисления, в котором производят вычисление силы резания в соответствии с выражением (3 1, и в результате на выходе блока 5 вычисления формируется сигнал, пропорциональный силе резания

Х Ч Z у Ц 0 =ксЧ5

Ч Э Я," P к=к" кУкт где Ч 5 Ю

Преймуществом предлагаемого способа является большое быстродейст" вие, так как информация поступает непосредственно из эоны резания, минуя промежуточные элементы. Вре- . мя определения силы в основном за" висит от быстродействия измерителя электрической проводимости, Большое быстродействие позволяет снизить вероятность поломки инструмента в момент врезания, например, при использовании способа в системах стабилизации силы резания. Кроме того, предлагаемый способ позволяет измерять силы резания при многоинструментальной обработке, а также на многосуппортных станках независимо «а каждом Инструменте.