Способ определения коэффициента усадки стружки

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для определения коэффициента усадки стружки в производственных условиях и использования его как критерия оптимизации процесса резания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа и снижение его трудоемкости путем определения коэффициента усадки элементной стружки непосредственно в процессе резания. Деталь 4 обрабатывают резцом 1. С помощью индукционного датчика 2 измеряют толщину стружки а . С помощью вибродатчика 3 измеряют частоту образования эле- MeHtoB стружки f. Скорость резания V задают или измеряют непосредственно в процессе резания. Коэффициент стружки К ц определяют по соотношению Кд V : 42 : f - а 1 табл., 2 ил. 00 СП оо /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 В 1 00

ОПИСЛНИК ИЗОБРЕТКНИЯ

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4076494/31-08 (22). 09.06.86 (46) 07.12.87. Бюл. У 45 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) Е.В.Бояринцев, В.А»Григорьева и И.Е.Белизина (53) 621.941.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1121102, кл.В 23 В 1/00, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИ1»:Нт

ТА УСАДКИ СТРУЖКИ (5?) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для определения коэффициента усадки стружки в производственных условиях и использования его

„„SU„„1357137 А1 как критерия оптимизации процесса резания. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа и снижение его трудоемкости путем определения коэффициента усадки элементной стружки непосредственно в процессе резания. Деталь 4 обрабатывают резцом 1. С помощью индукционного датчика 2 измеряют толщину стружки а . С помощью вибродатчика

3 измеряют частоту образования элементов стружки f. Скорость резания

V задают или измеряют непосредственно в процессе резания. Коэффициент стружки К „ определяют по соотношению К = V : 42 : Г-а„ 1 табл., 2 ил.

1357137

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для определения коэффициента усадки стружки в производственных

5 условиях и применения его как критерия оптимизации процесса резания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа и снижение его трудоемкости путем определения коэффициента усацки элементной стружки непосредственно в процессе резания.

На фиг. 1 представлен график зависимости расстояния между вершинами элементов стружки m и толщиной стружки а, при обработке стали 12X18H10T на фиг.2 — схема реализации предлагаемого способа.

При обработке различных типов материалов резанием происходит пластическая деформация, которая выражается в утолщении стружки пр отношению к высоте срезаемого слоя материала. 25

Коэффициент усадки стружки характеризует степень пластической деформации,происшедшей при этом, Если данный коэффициент равен единице, это означает, что в данном случае на процесс деформации растрачивается минимум энергии. Поэтому процесс выгоден с энергетической точки зрения, и коэффициент усадки стружки может быть принят в качестве критерия управле35 ния процессом резания.

Линейная зависимость расстояния между вершинами элементов стружки

m и толщиной стружки а,, которая сохраняется для многих типов материалов, образующих при резании элементную стружку, обоснована тем, что длина пластического контакта стружки по передней поверхности инструмента равна толщине стружки (наиболее выгодное энергетическое расположение объема деформируемого материала) .

Зависимость m-f (а, ) для обработки стали 12Х18Н10Т в широком диапазоне режимов обработки представлена на фиг.1: t = 1...3 мм; S = 0 21...

0,87 мм/об; V = 18,8 ...127.4 м/мин.

Уравнение, описывающее эту кривую, имеет следующий вид: m = 0,7 а,. Вид уравнения сохраняется для марок материалов 110Г!ЗЛ, 25Х2НМФА, сталь ч5, т.е. для широкого диапазона классов сталей.

Способ осуществляют следующим образом.

Непосредственно в процессе механической обработки замеряют скорость резания, частоту образования элементов стружки и толщину стружки, определяют коэффициент усадки стружки по формуле

k = с ц2 г а, где V - скорость резания; частота образования элементов стружки; а„- толщина стружки.

Применение системы адаптивного . управления позволяет использовать данный коэффициент в качестве крите-. рия управления процессом механической обработки.

Схема реализации предлагаемого способа (фиг.2) состоит из резца 1, индукционного датчика 2 для измерения толщины стружки, вибродатчика 3 для измерения вибрации в системе

"стружка — инструмент" .(частоты образования элементов стружки), заготовки ч, системы 5 регистрации и расчета коэффициента усадки стружки.

Резец отделен от резцедержателя станка виброгасящим материалом (например, сплавом СыИп), вследствие чего вибродатчик 3 фиксирует лишь частоту образования элементов стружки.

Пример, Заготовку из материала 12Х 18Н10Т диаметром 69 мм обрабатывают на станке 1К62 резцом 8KB c глубиной резания t = 1 мм, частотой вращения шпинделя n = 200 об/мин (V = 43,35 м/мин) в диапазоне подач

S = 0,21 ... 0,87 мм/об. В процессе обработки измеряют частоту образования элементов стружки f и толщину стружки а„

Результаты измерений, расчеты коэффициентов усадки стружки по предлагаемому,и известному способам приведены в таблице.

Способ -прост, не требует затрат времени на определение коэффициента усадки стружки (, 2 — 3 с) и позволяет использовать коэффициент усадки стружки в качестве критерия управления процессом резания. Затраты на оборудование в этом случае во много раз перекрываются эффективностью процесса резания по энергозатратам на проведение пластической деформации.

1357137 параметров принимают толщину стружки, частоту образования ее элементов и скорость резания, а коэффициент усадки стружки определяют по соотношению

k

4 42..g. где V - скорость резания;

K„- коэффициент усадки стружки;

f -,частота образования элементов стружки;

a, — толщина стружки.

Ч., а,, 1 м/мин мм с

S мм/об

К г по способу Ошибка, Е предла- известгаемому ному

2,75

-6,5

2,57

-б,б

0,23 43,35 0,40 1007,95 2,56

0,26 43,35 0,41 1080,44 2,33

2,39.2,55

+9,4

+1,3

2,40

2,37

2,53

0,3

+9,5

2,31

+6,3

2,21

2,35

0,39 43,35 0,51 1016,99 1,99

-5,5

1,88

-5,6,-4,2 .

1,67

1,77

0,47 43,35 0,52 1188,56 1,67

0,52 43,35 0,59 1029,06 1,7

1,60

1,62

1,81

1,71

1,71

1,79

1,64

1,76

0,7

1,81

1,8

1,76

1,77

Ф о р м у л h. и з о б р е т е н и я

Способ определения коэффициента усадки стружки, согласно которому

5 измеряют параметры процесса резания и стружки, а коэффициент усадки стружки определяют как соотношение измеряемых параметров, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и снижения трудоемкости путем определения коэффициента усадки элементной стружки непосредственно в процессе резания, в качестве измеряемых

0,21 43,35 0,40 938,3

0,28 43,35 0,46 946,74

43,35 0,49 911,86

0,34 43,35 0,51 915,75

0,43 43,35 0,51 1143,4

0,57 43,35 0,69 826,44

0,61 43,35 0,75 768,82

43,35 0,82 715,17

0,78 .43,35 0,94 610,01

0,87 43,35 0,96 610,88

-4,7

-5,4

-4,5

-6,8

+0,56

+0,57

1357137

/ 70 ®

04

Составитель В.Семенов

Техред М.Дидык

Редактор. Н.Тупица

Корректор О. Кравцова

Заказ 5927/9 Тираж 970

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4