Устройство для измерения износа режущих инструментов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее электрод, установленный на заданном расстоянии от опорного торца державки инструмента, регулируемый блок питания, блок определения момента пробоя зазора между электродом и режущей кромкой инструмента и блок фиксации напряжения пробоя, отличающееся тем, что с целью повьш1ения быстродействия измерения и стойкости режущего инструмента, блок питания выполнен с автоматической регулировкой напряжения и состоит из мультивибратора и последовательно сое-. диненных генератора линейно-изменяющегося напряжения, ключевого элемента, к второму.входу которого подсоединен мультивибратор, повышающего трансформатора и выпрямителя , первый выход которого через блок определения момента пробоя соединен с электродом, второй ход - с инструментом, а выход генератора соединен с входом блока фиксации напряжения пробоя, причем в устройство дополнительно введен командный блок, вход которого соеди (Л нен с вторым выходом блока определения момента пробоя, первый выход соединен с входом мультивибратора, а второй выход - с входом генератора . сд 4ib О ел оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

a(si) В 23 B 25/06

13, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3691537/25-08 .(22) 10.01.84 (46) 07.05.85. Бюл. М 17 (72) А.Д. Агеев, A.Г. Бородин и В.Т. Чиликов (71) Всесоюзный научно-исследовательский инструментальный институт (53) 621.91(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 582914. кл. В 23 В 25/06, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИЗНОСА РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ, содержащее электрод, установленный на заданном расстоянии от опорного торца державки инструмента, регулируемый блок питания, блок определения момента пробоя зазора между электродом и режущей кромкой инструмента и блок фиксации напряжения пробоя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения быстродействия измерения и стойкости режу„„Я0„„1154053 А щего инструмента, блок питания выполнен с автоматической регулировкой напряжения и состоит из мультивибратора и последовательно соединенных генератора линейно-изменяющегося напряжения, ключевого элемента, к второму. входу которого подсоединен мультивибратор, повышающего трансформатора и выпрямителя, первый выход которого через блок определения момента пробоя соединен с электродом, второй выход — с инструментом, а выход генератора соединен с входом блока фиксации напряжения пробоя, причем в устройство дополнительно введен командный блок, вход которого соединен с вторым выходом блока определе" ния момента пробоя, первый выход соединен с входом мультивибратора, а второй выход — c входом генерато-. ра.

1154053

S0

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности и может быть использовано при оценке степени износа инструмента при обработке резанием, а также для косвенной оценки радиуса округления режущей кромки инструмента.

Известно устройство измерения износа режущих инструментов (1), содержащее электрод, установленный на заданном расстоянии от опорного торца,цержавки инструмента, регулируемый блок питания, первый выход которого соединен через сопротивление с электродам и блоком фиксации напряжения пробоя (вольтметром), а второй выход соединен с вторым входом вольтметра и через блок определения момента пробоя (амперметр) с режущим инструментом.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие процесса измерения, так как первоначально подают на резец и электрод напряжение порядка 3-4 кВ, а затем ручной регулировкой постепенно его повышают до момента появления коронного разряда. В момент зажигания коронного разряда измеряют величину напряжения. Во время считывания показаний с амперметра (для определения момента зажигания коронного разряда) и вольтметра электрическая дуга будет существовать между резцом и электродом, что приводит к разрушению режущей кромки и снижению стойкости режущего инструмента.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения и стойкости режущего инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве измерения износа режущих инструментов, содержащем электрод, установленный на заданном расстоянии от опорного торца державки инструмента регулируемый блок питания, блок определения момента пробоя зазора между электродом и режущей кромкой инструмента и блок фиксации напряжения пробоя, блок питания выполнен с автоматической регулировкой напряжения и состоит из мультивибратора и последовательно соединенных генератора линейно-изменяющегося напряжения, ключевого элемента, к второму входу которого подсоединен мульти5

ЗО

45 вибратор, повышающего трансформатора и выпрямителя, первый выход которого через блок определения момента пробоя соединен с электродом, второй выход — с инструментом, а выход генератора соединен с входом блока фиксации напряжения пробоя, причем в устройство дополнительно введен командный блок, вход которого соединен с вторым выходом блока определения момента пробоя, первый выход соединен с входом мультивибратора, а второй выход — с входом генератора.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства измерения износа режущих инструментов, на фиг. 2-5 — временные графики изменений сигналов на выходах основных элементов устройства.

Устройство состоит из автоматически регулируемого блока 1 питания, первый выход которого соединен через блок 2 определения момента пробоя с электродом 3, второй выход соединен с режущим инструментом 4 (резцом), третий выход соединен с блоком 5 автоматической фиксации напряжения пробоя. Второй выход блока 2 определени,. момента .пробоя соединен с входом командного блока б. Блок 1 питания содержит последовательно соединные генератор 7 линейно-изменяющегося напряжения, ключевой элемент 8, повышающий трансформатор 9 и выпрямитель 10 с двумя выходами, являющимися выходами блока 1 питания. Входами блока 1 питания являются генератор 7 линейно-изменяющегося напряжения и вход мультивибратора 11, соединенный с вторым входом ключевого элемента. Выходы командного блока 6 соединены с соответствующими входами блока 1 питания.

Устройство работает следующим образом. После установки резца 4 против электрода 3 с фиксированным расстоянием от опорного торца державки резца до электрода 3, командный блок 6 подает команды на запуск генератора 7 линейно-изменяющегося напряжения и мультивибратора 11, входящих в блок 1 питания.

Изменения напряжений на выходах генератора 7, мультивибратора 11

1154053 и ключевого элемента показаны на фиг. 2-4 соответственно зависимостями U> f() Uf(f(7, ) U> — f(). На выходе выпрямитепя 10 блока 1 питания напряжение автоматически повышается и имеет вид, показанный на фиг. 5 зависимостью

U = f(). Скорость нарастания

f5 коронного разряда по сигналу от блока 2 определения момента пробоя происходит срабатывание командного блока 6, одновременно выдающего команды в генератор 7 линейно- 20 изменяющегося напряжения на прекращение автоматического повьш ения напряжения и фиксации его амплитуды в момент зажигания коронного разряда и в мультивибратор 11 для 25 прекращения генерации прямоугольных импульсов. Напряжение на выходе повышающего трансформатора 9 практически мгновенно спадает до куля, коронный разряд между резцом щ

4 и электродом 3 прекращается, а величина напряжения в момент зажигания коронного разряда фиксируется блоком 5 автоматической фиксации напряжения пробоя. При изменении зазора между резцом 4 и электродом

3 прямопропорционально изменяется величина напряжения пробоя, по которой определяют относительную величину износа резца в радиальном направлении.

Работоспособность устройства проверяют при следующих условиях.

Частота прямоугольных импульсов мультивибратора — i кГц. Коэффициент передачи повышающего трансформатора — 300. Максимальное напряжение на выходе генератора линейноизменяющегося напряжения — 12 В. Время измерения при первоначальном зазоре, равном 1 мм, составляет 3 с. Чувствительность устройства

3,5 В/мкм. Точность измерения износа инструмента проверяют по мик роскопу. Погрешность не превышает

«+3-4%.

Для выявления влияния длительности воздействия коронного разряда на структуру появления трещин и зон выкрашиваний,(кратерного типа) проводят опытные замеры износа, состоящие из серии по 20 последовательных замеров неизношенной и изношенной одной грани, соответственно для случаев использования предлагаемого и известного устройств.

Общее время одного измерения при использовании предлагаемого устройства составляет 3 с, а время нахождения режущей грани под воздействием коронного разряда при измерении составляет - 0,05 с. В.известном устройстве эти соотношения соответственно l2 с и 3 с (указано среднее время, полученное из серии опытов).

Исследования проводят на пластинах твердого сплава марки Т15К6 из серий по 20 замеров с последующей проверкой пластин металлографическим методом с использованием микроскопа МИМ8-М при увеличении

1350. Выявлено, что длительность воздействия коронного разряда на режущую кромку (изношенную или неизношенную) практически не оказывает влияния на изменения в структуре, а влияет, главным образом, на появление трещин и зон выкрашиваний (кратерного типа). Так, например, в серии из 20 последовательных замеров суммарное время нахождения режущей грани под воздействием коронного разряда при измерении в известном устройстве составляет 60 с и при последующем исследовании режущей кромки металлографическим методом выявлены трещины и зоны выкрашиваний (кратерного типа) режущей грани. Суммарное время нахождения грани под воздействием коронного разряда в предлагаемом устройстве в серии из 20 последовательных замеров составляет 1 с и при последующем исследовании ре; жущей кромки металлографическим методом трещины и зоны выкрашиваний не обнаружены, т.е. устройство обеспечивает повышение стойкости режущего инструмента по сравнению с известным.

Таким образом, применение предлагаемого устройства обеспечивает сокращение времени измерения износа режущего инструмента в 3,5-5 раз и повышение стойкости в 1,? раза.

1154053

Составитель В. Влодавский

Техред М. Гергель Корректор Н. Король, Редактор И, Дербак

Заказ 2584/11 Тираж 1086

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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