Способ оценки степени деформирования обрабатываемого резанием материала

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием. Цель изобретения - повышение оперативности. В зоне наростообразования измеряют электрическое напряжение, возникающее в контакте между обрабатываемым материалом и режущим инструментом, и отношением значений переходного сопротивления контакта при большем и при меньшем входном сопротивлении измерительной схемы характеризуют степень деформирования обрабатываемого резанием материала. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 01 В 5/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4874993/28 (22) 16,10.90 (46) 15.09,92. Бюл. ¹ 34 (71) Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (72) С.В,Васильев (56) Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. — M.: Машиностроение, 1975, с.89.

Авторское свидетельство СССР

¹766747,,кл. В 23 В 1/00, 1978.

Васильев С.В. Измерение ЭДС резания

// Станки и инструмент, 1983. Nб,,с.23.

Биргер И.А. Остаточные напряжения.—

M.: Машгиз, 1963, с.32.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на станках, главным образом для лезвийной обработки.

Известен способ определения степени деформирования обрабатываемого резанием материала, о чем судят по искажению предварительно нанесенной на боковую сторону образца прямоугольной сетки. Недостатком способа является его трудоемкость и непригодность для производственных условий.

Наиболее близким к предлагаемому является способом оценки степени деформирования путем измерения отражающего деформацию параметра, по результату которого фиксируют наличие деформации. Изза явления наклепа деформацию отражает, например, микротвердость материала. Недостатком этого способа и используемого в нем параметра, отражающего деформацию, „„!Ж„„1762107 А1 (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО РЕЗАНИЕМ МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием. Цель изобретения — повышение оперативности. B зоне наростообразования измеряют электрическое напряжение, возникающее в контакте между обрабатываемым материалом и режущим инструментом, и отношением значений переходного сопротивления контакта при большем и при меньшем входном сопротивлении измерительной схемы характеризуют степень деформирования обрабатываемого резанием материала. 2 ил. является невозможность проводить измерение во время резания.

Цель изобретения — повышение оперативности.

Для этого включают обрабатываемый материал и инструмент в электрическую цепь с фиксированным входным сопротивлением. в качестве отражающего деформацию параметра используют разность потенциалов, возникающую в контакте между обрабатываемым материалом и режущим инструментом, и измеряют ее при различных скоростях резания, строят график зависимости разности потенциалов от скорости резания и фиксируют скорость резания, соответствующую максимальному значению производной от разности потенциалов по скорости резания, измеряют и фиксируют входное сопротивление электрической цепи, повторно измеряют разность потенциалов при скорости резания, меньшей ранее

1762107 зафиксированной скорости, и по полученным данным оценивают степень деформирования.

В условиях резания при измерении электрического напряжения U, его величина, полученная при максимальном входном сопротивлении электрической схемы, называется квази ЭДС резания Е.

На фиг.1 представлен график скоростной зависимости электрического напряжения V, измеренного вне и в зоне наростообразования; на фиг.2 — зависимость вычисленного коэффициента относительной деформации а обрабатываемого металла от скорости резания, Известно, что зону наростообразования диагностируют по характерному прогибу скоростной зависимости квази ЭДС резания Е. Вне зоны наростообразования ординаты кривой (см. фиг,1) U (V) не зависят от входного сопротивления К измерительного прибора, а в зоне наростообразования (за счет возникновения на режущем клине участка с заторможенным слоем и соответствующего перераспределения токов в зоне контакта обрабатываемая деталь — режущий инструмент) ордината кривой U (V) зависит от R. Пунктиром показано, полученная экстраполяцией правой части кривой E(V) (см, фиг,1), какой было бы квази

ЭДС Е при этих скоростях резания, если бы не было наростообразования.

На фиг.1 экспериментальные кривые соответствуют резанию стали 45-резцом, оснащенным твердым сплавом Т15К6 (s =

0,05 мм/об; t =- 0,2 мм) без применения технологической среды. В зоне наростообразования ордината U1 и соответствующая кривая соответствует R = ",00 Ом, а 02 — R =

5,6 килоом, Стрелками показано изменение амплитуды напряжения при соответствующем изменении R при резании. Таким образом, изменяя нагрузку R, получают скольугодно много точек нужной в данном случае зависимости, например (см. фиг.1) для разных скоростей резания V. Данному значению скорости V в рассматриваемом примере можно поставить в соответствии три значения напояжения, первое — экстраполированное Е, U1 и U2. Используя эти три величины и известные закономерности электрических цепей (закон Ома для полной цепи и закон Кирхгофа) можно получить выражение для переходного сопротивления Кк на участке внешнего трения.

Поскольку

Е = U1 + U1+ — (01 — Ен), Rki Rki

RI Ккн

Е = U2 + U2+ (U2 — Ен), Кк2 Кк2

Кг Ккн

5 где U1, U2 — измеренные напряжения, соответственно при нагрузке R1 и R2;

Rk1, Rk2 — соответствующие значения переходного сопротивления контакта на участке внешнего трения;

10 Rk„— то же, но на участке внутреннего трения, где имеет место неподвижный металл заторможенного слоя на режущем клине;

Ен — возникающая на участке внутрен15 него трения квази ЭДС и справедливы допущения R > Rk; Rkq cons

Ен О, то

Rk1

E = U1(1+ )

Ккн

E=U2(1+ )

Кк2

Ккн

20 откуда

Rk2 U1 Š— Ог)

Rкн 02 E — 01

Известно, что вольтамперная характеристика переходного сопротивления Rk на участке внешнего трения нелинейна, т.к, Rk обратно пропорционально току. Поскольку

R2 > R1, а U2 < U1 (см, фиг,1), что является следствием этой нелинейности, то Rk2(Rk1)

=е>1.

Физически электрическое сопротивление, определяемое на постоянном токе и без искажающего результат использования каких-либо сторонних источников электрической энергии, связано с рассеянием электронов на дефектах или узлах кристаллической решетки, которое в свою очередь пропорционально искажениям этой

45 решетки, т.е. ее деформации, Следовательно, е может служить мерой относительной деформации металла при резании.

На фиг.2 показан график я (V), который отображает происходящее при изменении скорости резания относительное изменение деформирования металла, Таким образом изобретение по сравнению с прототипом позволяет повысить оперативность определения степени деформировании материала, осуществляя это определение непосредственно при резании с помощью УЧПУ сганка, Формула изобретения

Способ оценки степени деформирования обрабатываемого резанием материала, 17б2 107

5й

9Р r. Ф

20 Риг Р

Составитель С.Васильева

Техред М.Моргентал Корректор А. Козориз

Редактор

Заказ 3250 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 заключающийся в том, что измеряют отражающий деформацию параметр, по результатам измерения фиксируют наличие деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности, включают обрабатываемый материал и инструмент в электрическую цепь с фиксированным входным сопротивлением, в качестве отражающего деформацию параметра используют разность потенциалов, возникающую в контакте между обрабатываемым материалом и режущим инструментом, и измеряют ее при различных скоростях резания, строят график зависимости разности потенциалов от скорости резания и фиксируют скорость резания, соответствующую максималь5 ному значению производной от разности потенциалов по скорости резания, изменяют и фиксируют входное сопротивление электрической цепи, повторно измеряют разность потенциалов при ско10 рости резания, меньшей ранее зафиксированной скорости, и по полученным данным оценивают степень деформирования,