Устройство для контроля температуры резания

Авторы патента:

B23B25/06 - измерительные, контрольные или установочные устройства, служащие для наладки, подачи, управления или наблюдения за режущими инструментами или обрабатываемыми изделиями (измерительные приборы или калибры G01B)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 В 23 В 25 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995044/31-08 (22) 26.12.85 (46) 15.01.88. Бюл. Ф 2 (71) Севастопольский приборостроительный институт и Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС .(72) В.А. Тараненко и И.М. Резник (53) 621.91.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1154072, кл. В 23 Q 11/04, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ . (57) Изобретение относится к области. станкостроения, в частности к устройствам для контроля температуры резания, и может быть использовано для косвенного контроля нагрузки на инструментах, например, в токарных, расточных, фрезерных станках. Цель изобретения - повышение точности контроля температуры за счет учета коэффициента излучательной способности поверхности заготовки при нагреве.

Введенные в устройство первый и второй функциональные преобразователи и блок деления осуществляют итерационный процесс определения темпе ратуры. На выходе устройства установлен пороговый элемент, срабатывающий при перегрузках. 1 ил.

1366302

Изобретение относится к станко" строению и может быть использовано для косвенного контроля нагрузки на инструментах, например, в токарных, расточных, фрезерных станках.

Цель изобретения вЂ” повышение точности контроля температуры за счет учета коэффициента излучательной способности поверхности заготовки при 10 нагреве.

На чертеже схематически изображено устройство.

Устройство для контроля температуры резания при обработке детали 1 15 резцом 2, закрепленным в резцедержателе 3, содержит кронштейн 4, на котором с возможностью вращения в горизонтальной плоскости установлена фокусирующая оптическая головка 5, со- 20 единенная световодом 6 с фотоэлектрическим датчиком 7. К выходу фотоэлектрического датчика 7 подключен блок

8 деления, первый функциональный преобразователь 9, Один из выходов первого функционального преобразователя

9 через второй функциональный преобразователь 10 соединен со вторым входом блока 8 деления. Второй выход первого функционального преобразова- 30 теля 9 подключен к блоку 11 дифференцирования, блоку 12 умножения и далее .к пороговому элементу 13.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом обработки подводят резцедержатель 3 с резцом 2 и кронштейном 4, на котором укреплена фокусирующая оптическая головка 5, к детали 1. Фокусирующую оптическую голов- 40 ку 5 наводят на определенную точку зоны резания перед резцом 2 и фиксируют на кронштейне 4. Диапазон длин волн работы оптической головки 5 выбирают таким образом, чтобы MHHHMH зировать поглощение инфракрасного излучения атмосферой, например 0 65

2,19, 3,9 мкм. Зеркальный объектив оптической головки 5 позволяет снимать инфракрасное излучение с площади до 1 мм .

Нагрев детали 1 во время обработки ведет к изменению коэффициента излучательной способности ее поверхности, который зависит от температуры. Энергия инфракрасного излучения, воспринимаемая фокусируняцей головкой

5, определяется выражением

Ею f айаг(Трез ) Е о(Трез ) э где K (Т в1) вЂ” зависящий от температуры резания Тре коэффициент иэлучательной способности ее поверхности, Е,(Т е, вЂ” энергия излучения абсолютно черного тела при температуре резания.

Выходное напряжение U e „ датчика

7 благодаря линейной обратной связи оптрона пропорционально измеряемому фототоку, т.е. тепловому излучению зоны резания.

Неопределенность коэффициента с излучательной способности поверхности заготовки, который по величине всегда меньше 1, ведет к тому, что фотоэлектрический датчик 7, который градуируется по модели абсолютно черного тела, измеряют температуру резания меньше действительной на несколько десятков градусов.

Сигнал с выхода датчика 7, пропорциональный температуре зоны резания, поступает на вход блока деления 8, в котором делится на поступающий на второй вход блока 8 деления выходной сигнал второго функционального преобразователя 10. Выходной сигнал второго функционального преобразователя

10 связан с его входным сигналом зависимостью, соответствующей f „(Т, ).

Эта зависимость определяется предварительно и уточняется экспериментально применительно к радиационным свойствам марок обрабатываемых заготовок.

Эту зависимость реализует преобразователь 10.

Выходной сигнал блока 8 деления поступает на вход первого функционального преобразователя 9, где преобразуется в соответствии с градуировочной характеристикой датчика 7 непосредственно в сигнал Ч(Т д ), пропорциональный истинной темйературе резания Тре, с учетом неопределенности коэффициента Е „ излучательной способности поверхности детали 1.

Блоки 8-10 осуществляют итерационный процесс определения температуры, поскольку сигнал с выхода датчика

7, характеризующий Тре меньше истинной, так как неизвестно Е, поступает на вход блока 8 деления. В блоке 8 этот сигнал делится на сигнал, характеризующий E, вЂ” ориентировочный, а с выхода блока 8 подается

1366302 услбвия отстройки от максимального значения в нормальных режимах резания. После срабатывания элемента 13 прекращается подача инструмента. ках инструмента уровень сигнала

ЭЧ(Т )

V(T ) вЂ”.вЂ” -- - - скачком превыРез Яг шает порог срабатывания порогового элемента 13, который выбирается из

Составитель А. Семенова

Техред Л.Сердюкова

Корректор А. Ильин

Редактор Н. Горват

Заказ 6732/12 Тираж 879

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 на вход первого функционального преобразователя 9. В соответствии с гра- дуировочной характеристикой датчика

7 и с выхода первого преобразователя

9 вновь поступает на вход второго преобразователя 10, реализующего зависимость Е, (Тр, ), т.е. сигнал с выхода датчика 7, характеризующий температуру меньше истинной,.итерационно приближается к сигналу, характеризующему истинную температуру резания.

На выходе блока 11 дифференцирования напряжение пропорционально про- 15

Э V(+сез ) изводной вЂ вЂ -- вЂ” вЂ” градиенту тема7 пературы. На вход блока 12 умножения поступают сигналы с выхода первого функционального преобразователя (Т g3 ) и с блока 1 1 Э Ч(Трg3 )д t.

Сигнал на выходе блока 12 умножения пропорционален произведению

3V(T q ) 25

V(T ) вЂ” вЂ” - - - . При перегрузре p g

Формула изобретения

Устройство для контроля температу-, ры резания, содержащее фокусирующую оптическую головку, установленную с возможностью вращения на кронштейне, жестко закрепленном в резцедержателе, подключенный к оптической головке, фотоэлектрический датчик, последовательно соединенные блок дифференцирования, блок умножения и пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство между фотоэлектрическим датчиком и,блоком дифференцирования введены соединенные последовательно блок деления и первый функциональный преобразователь и второй функциональный преобразователь, вход которого связан с выходом первого функционального преобразователя, а выход вЂ” с вторым входом блока деления, при этом второй вход блока умножения связан с выходом первого функционального преобразователя..

Изобретение относится к измерительным устройствам, применяемым в автоматизированных металлорежущих станках с адаптивным регулированием

Устройство для крепления патрона к шпинделю станка // 1357147

Изобретение относится к устройствам для установки зажимного патрона на шпинделе станка с коррекцией его радиального положения

Система автоматической настройки инструмента на станках с чпу // 1355361

Изобретение относится к станкостроению и может найти применение в металлорежущих станках с ЧПУ, оснащенных магазином ин струментов

Устройство для определения положения размерообразующего зуба многолезвийного инструмента // 1351711

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования на станках сверлильно-фрезерно-расточной группы в качестве устройства определения пространственного положения размерообразующего зуба многолезвийного инструмента

Способ измерения температуры в режущей пластине круглой формы // 1346341

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано, для определения температуры в разных точках режущей пластины круглой формы в процессе резания

Устройство для управления точностью формы // 1344521

Стенд для неразрушающего контроля качества сборного режущего инструмента // 1342603

Изобретение относится к области машиностроения

Способ автоматического управления рабочим органом станка и привод подачи станка // 1340914

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках с программным управлением , автоматических приборах и устройствах , например в приводе основного зеркала антенной системы радиотелескопа , а также в других машинах, имеюпшх автоматически управляемые исполнительные механизмы для установки рабочего органа Цель изобретения - повьппение точности позиционирования рабочего органа за счет увеличения вторично прикладываемой нагрузки на постоянную величину, учитьгоающую величину рассогласования между заданной и текущей координатами рабочего органа и податливость кинематической цепи о Отработку заданного перемещения осуществляют в два этапа

Резцедержатель токарного станка // 1337204

Изобретение относится к металлообработке , а именно к устройствам для крепления резцов в станках токарной группы

Устройство для автоматического измерения деталей // 1335376

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к системам активного контроля, применяемым в станках с ЧПУ, в частности токарных

Нагрузочное устройство для испытания шпинделей // 2104824

Нагрузочное устройство для испытания быстроходных шпинделей // 2108205

Приспособление для настройки резцов многорезцового блока для обработки наружной поверхности // 2109598

Изобретение относится к вспомогательным устройствам для токарных станков, предназначенных для наладки режущих инструментов, и может быть применено при наладке вне станка многоразовых блоков, используемых, например, в комбинированных инструментах для обработки наружных поверхностей

Нагрузочное устройство для ускоренных испытаний станков // 2110368

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проведении ускоренных испытаний токарно-револьверных станков на надежность и долговечность

Шпиндельный узел металлорежущего станка // 2116165

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке металлов резанием, и может быть использовано преимущественно в автоматизированных металлорежущих станках с адаптивным управлением - сверлильных, расточных, фрезерных, токарных и т

Способ обеспечения геометрической точности и размерной настройки высокоточного металлорежущего станка // 2116869

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в прецизионных станках токарных для автоматической компенсации тепловых деформаций шпиндельных узлов

Способ измерения величины термоэдс естественной термопары инструмент - деталь // 2117557

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в системах автоматического управления металлообрабатывающих станков

Устройство для компенсации теплового смещения оси шпинделя // 2118233

Способ определения составляющих силы резания на токарных станках с чпу // 2120354

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на токарном станке с ЧПУ в ручном (настроечном) режиме и в режиме автоматизированного определения составляющих силы резания для расчета усилий зажима деталей (Pz) и расчета допустимой стрелы прогиба деталей (Py) в условиях чистового и получистового точения

Способ диагностики токарных станков по параметрам точности и устройство для его осуществления // 2123923