Способ определения параметра шероховатости на токарных станках с чпу при получистовой и чистовой обработке металла твердосплавным инструментом

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)

Владельцы патента RU 2492968:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)

Способ относится к определению величины параметра шероховатости R_a при обработке стали с измерением термоэлектродвижущей силы. Для повышения точности определения величины параметра R_a предварительно осуществляют кратковременный пробный проход резцом по детали, измеряют термоЭДС, по которой определяют поправочный коэффициент на физико-механические свойства контактируемой пары резец-деталь, а величину параметра шероховатости Ra определяют с использованием измеренного значения термоЭДС по приведенной формуле. 7 табл.

Изобретение относится к обработке металлов резанием на токарных станках с ЧПУ и может быть применено для определения параметра шероховатости Ra автоматизированным (программным) путем.

Известен способ определения шероховатости поверхности детали при обработке на металлорежущим станке с использованием сигнала акустической эмиссии. Шероховатость определяют по отношению площадей спектров зарегистрированного и определенного заранее эталонного сигнала акустической эмиссии (см. Патент РФ 2163182 С1 МПК В23В 25/06 от 20.02.2001 г.).

Недостатком способа является то, что он требует наличие новой эталонной детали при смене марки обрабатываемой стали или марки инструмента и нового тарировочного графика. Кроме того, способ не может быть использован на этапе проектирования (разработки) технологического процесса для определения задаваемого значения шероховатости.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному является способ определения параметра шероховатости Ra при обработке наружных цилиндрических поверхностей в условиях получистового и чистового точения, описанный в Справочнике технолога-машиностроителя. T.1 / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова, - 5 изд., исправл. - М.: Машиностроение - 1, 2003, - 912 с. стр.172, таблица 15 и таблица 20 стр.179. Способ предусматривает определение параметра шероховатости Ra с учетом влияния скорости резания, подачи, переднего угла резца и коэффициента Ко, учитывающего условия обработки.

Недостатком этого способа является то, что он имеет ограниченное применение по маркам обрабатываемых сталей (ст.3; ст.20; ст.45; ст.70) и не учитывает влияние марки инструментального материала на высоту микронеровностей Ra, а такое влияние имеется (см. книгу Развитие науки о резании металлов, под ред. Зорева Н.Н. М.: Машиностроение, 1967. - 416 с. стр.295, рисунок 8.2). При смене марки инструментального материала изменяется его теплопроводность. Влияние теплопроводности контактируемых пар на шероховатость проявляется через передачу количества выделенного при резании тепла в инструмент и стальную заготовку, т.е. через коэффициент теплоусвоения, представляющий собой отношение теплофизических характеристик инструмента и стальной заготовки. Количество тепла, усвоенного объемом срезаемого металла, определяет долю хрупкого и вязкого разрушения в механизме стружкообразования и оказывает влияние на механизм образования микронеровностей и количественное значение параметра шероховатости Ra через температурную прочность металла.

Указанный недостаток приводит к тому, что рассчитанное значение параметра шероховатости Ra на стадии проектирования технологического процесса токарной обработки по наиболее близкому к заявленному способу не дает приемлимого совпадения с фактическим и это значение выходит за пределы допуска по классу шероховатости, что приводит или к браку по качеству обработанной поверхности или к недоиспользованию резерва повышения производительности (увеличения подачи). При существующем разбросе свойств (как между марочным составом так и внутри его) инструментального материала и обрабатываемых сталей определение параметра шероховатости Ra с ориентацией на среднее (справочное) значение этих свойств (коэффициент Ко) приводит к значительным ошибкам

Задача, на решение которой направлено изобретение состоит в повышении точности определения параметра шероховатости Ra при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей за счет оперативного определения величины поправочного коэффициента Ко, учитывающего физико-механические (теплофизические) свойства каждой контактной пары.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является повышение точности определения параметра шероховатости Ra программным (автоматизированным) путем на токарных станках с ЧПУ.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе определения параметра шероховатости на токарных станках с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке металла твердосплавным инструментом предварительно осуществляют кратковременный пробный проход резцом по детали, измеряют термоЭДС, по которой определяют поправочный коэффициент Ко на физико-механические свойства контактируемой пары резец-деталь, а величину параметра шероховатости Ra определяют с использованием измеренного значения термоЭДС по формуле (I):

$R_{a} = K o \frac{S^{0,85} {(90 + γ)}^{0,65}}{r^{0,36} \cdot V^{0,15}} \cdot м к м (1)$

где Ко=А+кЕ - поправочный коэффициент на физико-механические свойства контактной пары резец-деталь;

А - постоянная, равная 0,474, определенная из условий предварительной обработки (V=100 м/мин, S=0,1 мм/об и t=1 мм);

к - коэффициент, равный 0,11, определенный из условий предварительной обработки;

Е - термоЭДС, мВ;

S - подача, мм/об;

γ - передний угол резца;

r - радиус при вершине резца;

V - скорость резания, м/мин;

t - глубина резания, мм.

Впервые предложено для определения параметра шероховатости Ra при токарной обработке использовать не справочное значение поправочного коэффициента Ко, учитывающего среднестатистическое значение физико-механических свойств контактируемых пар резец-деталь, а оперативный сигнал термоЭДС, полученный в одинаковых условиях кратковременного пробного прохода резцом по стальной заготовке по всем сочетаниям контактных пар, среди группы углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей при обработке их твердосплавным инструментом.

Использование в заявленном способе определения параметра шероховатости Ra термоЭДС пробного прохода контактной пары повышает точность его определения, т.к. удельная составляющая термоЭДС, входящая в общую формулу полного значения ЭДС пары зависит от физико-механических, химических и теплофизических свойств конкретной контактной пары. (см. книгу Г.И. Епифанова «Физика твердого тела», М: Высшая школа, 1977, стр.262-264).

В заявленном способе определения параметра шероховатости Ra коэффициент Ко определяется для каждой контактной пары уравнением Ко=А+кЕ, что исключает ошибки применения среднего справочного значения и обеспечивает повышение точности определения Ra.

Наличие указанных отличительных признаков обеспечивает повышение точности определения параметра Ra при работе токарных станков с ЧПУ и создает возможность производить это определение автоматизированным (программным) путем.

Способ осуществляется следующим образом. Перед началом обработки детали по разработанному технологическому процессу осуществляют кратковременный (4-5 с) пробный проход твердосплавными инструментами по выбранным сталям на строго одинаковых режимах резания (V=100 м/мин, S=0,1 мм/об, t=1 мм), измеряют и фиксируют величину термоЭДС в парах, а затем этими же инструментами производят обработку сталей на выбранных технологических режимах (V, S, t) и измеряют параметр шероховатости Ra. По его измеренным значениям обратным пересчетом определяют значения коэффициента Ко по формуле (2)

$К о = R_{a} \frac{r^{0,36} \cdot V^{0,15}}{S^{0,85} {(90 + γ)}^{0,65}} . (2)$

и строят зависимость Ко как функцию от величины термоЭДС пробного прохода Е, по которой определяют численное значение постоянной А и величину коэффициента к в уравнении прямой, связывающей зависимость Ко от термоЭДС пробного прохода, а величину параметра шероховатости Ra определяют с использованием измеренного значения термоЭДС по формуле (1)

$R_{a} = K o \frac{S^{0,85} {(90 + γ)}^{0,65}}{r^{0,36} \cdot V^{0,15}} \cdot м к м (1)$

где Ко=А+кЕ - поправочный коэффициент на физико-механические свойства контактной пары резец-деталь;

А - постоянная, равная 0,474, определенная из условий предварительной обработки (V=100 м/мин, S=0,1 мм/об и t=1 мм);

к - коэффициент, равный 0,11, определенный из условий предварительной обработки;

Е - термоЭДС, мВ;

S - подача, мм/об;

γ - передний угол резца;

r - радиус при вершине резца;

V - скорость резания, м/мин;

t - глубина резания, мм.

Была проведена экспериментальная проверка предлагаемого способа по точности определения параметра шероховатости Ra и сравнения точности «определения по прототипу при токарной обработке марок сталей ст.45; СТ.40Х; ШХ15 твердосплавными инструментами марок Т15К6, Т5К10, ТТ7К12, ТН 20 на режимах получистовой и чистовой обработки на токарном станке с ЧПУ 16К20Ф3. Результаты экспериментальной проверки приведены в таблицах 1-7. Резание проводилось резцами, оснащенными пятигранными сменными неперетачиваемыми пластиками (СНП).

Условия обработки: диапазон изменения глубины резания 0,5-1 мм, диапазон изменения подач S=0.11-0,34 мм/об, диапазон изменения скорости резания V=80-180 м/мин, радиус закругления резца r 1,2 мм, передний угол γ минус 4 градуса, главный угол в плане φ=75 градусов, вспомогательный φ₁=15 градусов.

Таблица 1
Сталь 45-Т15К6 (Е=10,8 мВ)
Скорость резания V, м\мин	подача S, мм/об	Глубина резан., t мм	Шероховатость Ra, мкм	Шероховатость Ra, мкм
Прототип расчетная	Прототип измеренная	% относит ошибки	предлаг. способ расчет.	предлаг. способ измеренная	% относит. ошибки
80	0,26	1	7,5	4,3	75	4,8	4,3	11
80	0.3	1	8,4	4,9	72	5,6	4,9	14
0,34	1	9,3	5,8	60	6,0	5,8	4
100	0,26	1	7,2	3,5	104	4,6	3,5	31
100	0.3	1	7,9	4,6	71	5,3	4,6	15
0,34	1	8,7	5,7	42	5,8	5,7	2
120	0,26	1	6,8	3,4	100	4,5	3,4	32
120	0.3	1	7,6	4,8	58	5,2	4,8	8
0,34	1	8,4	4,7	78	5,6	4,7	19
140	0,11	0,5	3,5	1,8	94	2,08	1,8	11
140	0,15	0,5	4,4	2,4	83	2,7	2,4	12
0,21	0,5	5,7	2,7	110	3,5	2,7	29
160	0,11	0,5	3,3	1,5	124	2,08	1,5	33
160	0,15	0,5	4,3	2,03	113	2,7	2,03	35
0,21	0,5	5,5	2,3	139	3,5	2,3	34
180	0,11	0,5	3,3	1,7	105	2,0	1,7	18
180	0,15	0,5	4,1	2,3	78	2,7	2,3	17
0,21	0,5	5,3	3,3	60	2,6	3,3	21

Таблица 2
Сталь 45 - ТТ7К12 (Е=9,5 мВ)
Скорость резания V, м\мин	подача S, мм/об	глубина резания t, мм	Шероховатость Ra, мкм
Предлагаемый способ расчетная	Предлагаемый способ измеренная	% относительной ошибки
	0,26	1	4,1	3,8	8
80	0.3	1	4.8	5,5	12
	0,34	1	5,3	6,2	14
	0,26	1	4,2	4,0	5
100	0.3	1	4,9	5,1	4
	0,34	1	5,3	6,3	16
	0,26	1	4,1	4,5	9
120	0.3	1	4,8	4,9	2
	0,34	1	5,2	5,8	10
	0,11	0,5	1,9	2,1	10
140	0,15	0,5	2,5	2,2	14
	0,21	0,5	3,2	2,6	23
	0,11	0,5	1,9	1,9	0
160	0,15	0,5	2,4	2,3	4
	0,21	0,5	3,2	2,4	33
	0,11	0,5	1,8	1,8	0
180	0,15	0,5	2,3	1,9	21
	0,21	0,5	3,1	2,3	34

Таблица 3
Сталь 45 - ТН20 (Е=5,9 мВ)
Скорость резания V, м\мин	подача S, мм/об	глубина резания t, мм	Шероховатость Ra, мкм
Предлагаемый способ расчетная	Предлагаемый способ измеренная	% относительной ошибки
	0,26	1	3.2	4,3	25
80	0.3	1	3,7	4,8	23
	0,34	1	4,1	4,4	7
	0,26	1	3,1	3,7	16
100	0.3	1	3,6	3,6	0
	0,34	1	3,9	3,7	5
	0,26	1	3,0	3,2	6
120	0.3	1	3,5	3,6	3
	0,34	1	3,8	3,9	3
	0,11	0,5	1,2	1,7	29
140	0,15	0,5	1,6	1,8	11
	0,21	0,5	2,1	2,3	9
	0,11	0,5	1,24	2,0	37
160	0,15	0,5	1,61	1,9	16
	0,21	0,5	2,16	2,41	14
	0,11	0,5	1,22	0,9	33
180	0,15	0,5	1,59	1,45	7
	0,21	0,5	2,12	2,5	16

Таблица 4
Сталь 40Х - ТН20 (Е=7,9 мВ)
Скорость резания V, м\мин	подача S, мм/об	глубина резания t, мм	Шероховатость Ra, мкм
Предлагаемый способ расчетная	Предлагаемый способ измеренная	% относительной ошибки
	0,26	1	3,8	2,8	35
80	0.3	1	4,5	3,5	32
	0,34	1	4,9	3,7	32
	0,26	1	3,7	3,1	19
100	0.3	1	4,3	5,5	21
	0,34	1	4,7	4,1	14
	0,26	1	3,6	3,3	9
120	0.3	1	4,2	3,7	13
	0,34	1	4,5	4,3	5
	0,11	0,5	1,61	2,3	30
140	0,15	0,5	2,14	1,9	22
	0,21	0,5	2,8	2,2	27
	0,11	0,5	1,58	1,48	7
160	0,15	0,5	2,1	1,9	22
	0,21	0,5	2,7	2,0	35
	0,11	0,5	1,55	1,55	0
180	0,15	0,5	2,0	1,6	25
	0,21	0,5	2,6	2,0	30

Таблица 5
Сталь 40Х - ТТ7К12 (Е=10,5 мВ)
Скорость резания V, м\мин	подача S, мм/об	глубина резания t, мм	Шероховатость Ra, мкм
Предлагаемый способ расчетная	Предлагаемый способ измеренная	% относительной ошибки
	0,26	1	4,8	5,05	4
80	0.3	1	5,4	5,7	5
	0,34	1	5,9	5,6	5
	0,26	1	4,5	4,2	7
100	0.3	1	5,2	5,2	0
	0,34	1	5,7	6,5	12
	0,26	1	4,4	5,8	24
120	0.3	1	5,1	6,5	9
	0,34	1	5,5	6,2	11
	0,11	0,5	2,1	3,3	37
140	0,15	0,5	2,7	3,6	22
	0,21	0,5	3,6	3,7	3
	0,11	0,5	2,0	3,1	35
160	0,15	0,5	2,7	4,0	32
	0,21	0,5	3,5	3,8	8
	0,11	0,5	1,9	3,2	9
180	0,15	0,5	2,6	4,1	36
	0,21	0,5	3,4	4,3	21

Таблица 6
Сталь 40Х - Т5К10 (Е=15,6 мВ)
Скорость резания V, м\мин	подача S, мм/об	глубина резания t, мм	Шероховатость Ra, мкм
Предлагаемый способ расчетная	Предлагаемый способ измеренная	% относительной ошибки
80	0,26	1	6,5	6,9	6
80	0.3	1	7,3	7,5	3
0,34	1	8,2	8,1	1,3
100	0,26	1	6,3	6,4	1,2
100	0.3	1	7,1	7,2	1,3
0,34	1	7,9	8,3	5
120	0,26	1	6,1	6,5	6,5
120	0.3	1	6,9	6,9	0
0,34	1	7,9	8,0	1,2
140	0,11	0,5	3,0	2,4	25
140	0,15	0,5	3,1	2,5	24
0,21	0,5	4,1	3,2	28
160	0,11	0,5	2,3	1,9	21
160	0,15	0,5	3,0	2,5	16
0,21	0,5	4,0	3,4	18
180	0,11	0,5	2,2	2.1	5
180	0,15	0,5	2,9	2,3	26
0,21	0,5	3,7	2,9	27

Таблица 7
Сталь ШХ15 - Т15К6 (Е=10,7 мВ)
Скорость резания V, м\мин	подача S, мм/об	глубина резания t, мм	Шероховатость Ra, мкм
Предлагаемый способ расчетная	Предлагаемый способ измеренная	% относительной ошибки
	0,26	1	4,7	5,1	8
80	0.3	1	5,5	5,3	4
	0,34	1	6,0	5,4	11
	0,26	1	4,7	4,5	5
100	0.3	1	5,4	5,4	0
	0,34	1	6,0	6,0	0
	0,26	1	4,5	4,9	8
120	0.3	1	5,2	4,5	15
	0,34	1	5,6	5,2	8
	0,11	0,5	2,1	3,0	30
140	0,15	0,5	2,8	2,4	16
	0,21	0,5	3,7	3,5	6
	0,11	0,5	2,0	2,8	28
160	0,15	0,5	2,7	3,0	10
	0,21	0,5	3,6	2,9	24
	0,11	0,5	2,0	1,8	11
180	0,15	0,5	2,7	2,6	4
	0,21	0,5	3,6	3,7	3

В таблице 1 представлены результаты расчета параметра шероховатости Ra при обработке стали 45 резцом Т15К6, из которой видно, что максимальная относительная погрешность определения параметра Ra по прототипу достигает 58-139%. Ошибка имеет отрицательный знак и не приводит к браку обработки (фактическое значение шероховатости меньше расчетного), но при этом не используется резерв увеличения подачи (производительности обработки). По предлагаемому способу погрешность определения лежит в пределах 2-35% и позволяет использовать резерв повышения производительности. В таблицах (2-7) приведены расчетные и измеренные значения параметра Ra при обработке сталей 45, 40Х и ШХ15 различными марками твердосплавных инструментов. Экперименты проводились с целью расширения диапазона применяемости предлагаемого способа по классу обрабатываемых сталей и учета влияния теплофизических свойств твердосплавного инструмента.

Результаты экспериментов показали, что предлагаемый способ определения Ra учитывает изменения физико-механических свойств контактной пары при смене марки твердосплавного инструмента или марки обрабатываемой стали или при одновременной смене того и другого одновременно. Максимальная относительная погрешность между расчетным значением Ra по предлагаемому способу и измеренным при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей составляет 35%.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения параметра шероховатости Ra при токарной обработке и расширяет диапазон его использования по классу обрабатываемых сталей.

Данный способ не регламентирует номенклатуры марок применяемого твердосплавного инструмента и создает возможность определения на токарных станках с ЧПУ параметра шероховатости Ra автоматизированным (программным) путем, используя формулу (1) как основу для построения алгоритма автоматизированного определения.

Способ определения величины параметра шероховатости R_a на токарном станке с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке стали твердосплавным инструментом с измерением термоэлектродвижущей силы, отличающийся тем, что предварительно осуществляют кратковременный пробный проход резцом по детали, измеряют термоЭДС, по которой определяют поправочный коэффициент К_о на физико-механические свойства контактируемой пары резец-деталь, а величину параметра шероховатости R_a определяют с использованием измеренного значения термоЭДС по формуле
$R_{a} = K_{o} \frac{S^{0,85} {(90 + y)}^{0,65}}{r^{0,36} \cdot V^{0,15}} \cdot м к м,$
где К_о=А+к·Е - поправочный коэффициент на физико-механические свойства контактной пары резец-деталь;
А - постоянная, равная 0,474, определенная из условий предварительной обработки при V=100 м/мин и S=0,l мм/об;
к - коэффициент, равный 0,11, определенный из условий предварительной обработки;
Е - термоЭДС, мВ;
S - подача, мм/об;
γ - передний угол резца;
r - радиус при вершине резца;
V - скорость резания, м/мин;
t - глубина резания, мм.

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей. .

Многокомпонентный датчик силы резания // 2455121

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в автоматизированных системах технологического оборудования и в измерительной технике. .

Устройство компенсации тепловых погрешностей токарного станка // 2453400

Изобретение относится к токарным станкам и предназначено для компенсации тепловых смещений шпинделей. .

Устройство контроля точности обработки деталей на токарных станках с числовым программным управлением // 2452595

Изобретение относится к области обработки металлов резанием на токарных станках с числовым программным управлением и может быть использовано для активного контроля геометрических параметров деталей.

Способ программного контроля предельного состояния режущих кромок сборных многолезвийных инструментов // 2449860

Изобретение относится к обработке металлов резанием на станках с ЧПУ и может быть применено для контроля работоспособности сборных многолезвийных инструментов. .

Устройство для измерения сопротивления сверлению // 2448811

Изобретение относится к устройствам для исследования или анализа материалов путем определения их твердости и может быть использовано для определения физико-механических характеристик растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций и т.п.

Способ контроля состояния режущих кромок многолезвийного инструмента // 2446917

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и предназначено для контроля состояния режущих кромок многолезвийного инструмента. .

Устройство компенсации тепловых и силовых погрешностей токарного станка // 2438830

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к токарным станкам с повышенной точностью изготовления деталей. .

Устройство управления движением режущего инструмента при обработке деталей на станке // 2432233

Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к следящим системам, объектом которых является исполнительный двигатель с нагрузкой на валу, в том числе с упругими связями и зазором, к которым предъявляются повышенные требования к точности, быстродействию и стабильности динамических характеристик.

Устройство для оценки эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов // 2428280

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих технологических сред, используемых при резании металлов. .

Способ автоматизированного управления копировальным токарным станком // 2504456

Способ включает генерирование управляющих сигналов, поступающих на электромагнитные муфты автоматической коробки скоростей подач станка. Для повышения универсальности и расширения области применения профиль обрабатываемой детали представляют цифровой моделью в виде координат большого числа элементарных отрезков, вносят в память цифровой системы управления (ЦСУ). Затем в процессе обработки посредством ЦСУ определяют отклонения реального положения рабочего органа станка от исходного теоретического профиля и в зависимости от величины отклонения, направления подачи и угла наклона текущего элементарного отрезка профиля формируют управляющие сигналы, поступающие на электромагнитные муфты следящей подачи, которые переключают редуктор автоматической коробки скоростей для обеспечения автоматического отслеживания траектории движения рабочего органа станка в отношении положения линии каждого элементарного отрезка. При этом выбор ведущей и следящей подачи определяют автоматически в зависимости от угла наклона каждого элементарного отрезка, а интервалы включения и выключения следящей подачи и частоту ее работы определяют по приведенным формулам. Моменты включения и выключения следящей подачи определяют в зависимости от качества обработанной поверхности, заданного диапазоном расчетных значений указанных отклонений положения рабочего органа станка и шириной зоны слежения. 2 ил.

Способ тарирования естественной термопары в процессе врезания // 2505380

Способ включает осуществление процесса резания на интересующих режимах с одновременной регистрацией величины термо-ЭДС, образующейся в результате взаимодействия материалов инструмента и заготовки, соотнесение значения температуры в зоне контакта со значением термо-ЭДС и построение по полученным данным тарировочного графика. Для снижения трудоемкости и повышения точности на заготовке выполняют поперечные пазы, полируют боковую поверхность режущей части инструмента. Освещают боковую полированную поверхность пучком когерентного монохроматического излучения, формируют интерференционную картину в предметной плоскости видеокамеры в результате взаимодействия отраженного и опорного пучков. Осуществляют процесс врезания инструмента в заготовку с радиальной подачей, регистрируют с помощью видеосъемки изменения интерференционных картин по отношению к интерференционной картине, полученной до резания. По изменениям интерференционных картин, связанных с перемещениями боковой поверхности, определяют значения температур в зоне контакта в моменты нахождения режущей части инструмента в поперечных пазах заготовки, измеряют длины контакта на передней и задней поверхностях режущего инструмента на изображении его режущей части, совмещенном с изображением интерференционных картин, в моменты резания перед вхождением инструмента в очередной паз. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ адаптивного управления обработкой валопроводов движительно-рулевых колонок // 2510665

Изобретение относится к области общего и специального машиностроения и может использоваться во всех областях промышленного производства, а именно при токарной обработке длинных деталей типа вал, и, в частности, при обработке валопроводов движительно-рулевых колонок (ДРК). Способ адаптивного управления обработкой валопроводов ДРК включает генерирование сигналов управления, поступающих на электропривод поперечной подачи каретки с резцедержателем, при этом в плоскости, проходящей через вершину резца перпендикулярно оси центров станка, с помощью оптоэлектронных датчиков контролируют горизонтальные и вертикальные отклонения суппорта от оси центров станка, величину которых компенсируют за счет дополнительного перемещения каретки с резцедержателем, причем величину перемещения определяют по предлагаемой формуле. 2 ил.

Способ тарирования естественной термопары // 2514369

Способ включает осуществление процесса резания с одновременной регистрацией величины термоЭДС, образующейся в результате взаимодействия материалов режущего инструмента и заготовки, определение значений температуры в зоне контакта и соотнесение ее со значением термоЭДС, изменение параметров режимов резания и повторное получение соотносящихся данных, по которым строят тарировочный график. Для повышения точности измерения температуры предварительно полируют боковую поверхность режущей части инструмента, освещают боковую полированную поверхность пучком когерентного монохроматического излучения, формируют интерференционную картину в предметной плоскости видеокамеры в результате взаимодействия отраженного и опорного пучков, непрерывно регистрируют с помощью видеосъемки изменения интерференционных картин, связанных с перемещениями боковой поверхности, выводят режущую часть инструмента из зоны резания, а значения температуры в зоне контакта определяют по изменению интерференционных картин до резания и после выведения режущей части инструмента из зоны резания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для тарирования естественной термопары // 2520291

Устройство содержит образец детали, установленный на оправке, и резец, изолированные от зажимных элементов станка и резцедержателя. При этом образец детали и режущая часть резца электрически соединены через токосъемник и измерительный прибор для регистрации термо-ЭДС. Для повышения точности измерения температуры режущей части резца устройство снабжено интерферометром, состоящим из полупрозрачного зеркала и оптического клина, жестко связанного с резцом посредством держателя, средством записи значений термо-ЭДС и интерференционных картин, регистрируемых видеокамерой, лазером и коллиматором для расширения пучка когерентного монохроматического излучения. При этом боковая поверхность режущей части резца выполнена зеркально-полированной. На периферии образца детали могут быть выполнены поперечные пазы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения оптимальной скорости резания // 2535839

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, в частности к способу определения оптимальной скорости резания при обработке жаропрочных сплавов на никелевой основе для твердосплавного инструмента. По результатам кратковременных испытаний определяют температуру резания, при которой происходит изменение вида стружки из сливной в элементную. На графике зависимости температуры резания от скорости резания по этой температуре определяют оптимальную скорость резания. Технический результат заключается в сокращении трудоемкости определения оптимальной скорости резания на основе стандартных кратковременных испытаний при обработке жаропрочных сплавов на никелевой основе для твердосплавного инструмента. 1 ил., 1 табл.

Способ определения оптимальной скорости резания в процессе металлообработки // 2538750

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для определения оптимальной скорости резания при работе на выбранном технологическом оборудовании. Согласно изобретению осуществляется предварительная обработка заготовки при разных скоростях резания с записью сопровождающих вибраций и с последующим выделением посредством полосовых фильтров высокочастотной и низкочастотной составляющих вибраций и определением амплитудных значений указанных составляющих. За величину оптимальной скорости резания принимают значение скорости, при которой отношение упомянутых значений амплитуд высокочастотной составляющей к низкочастотной минимально. 3 ил.

Устройство для токарной обработки некруглых деталей // 2541327

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей при наличии на обрабатываемой поверхности зон прерывистого резания. В устройстве реализован принцип самообучения, обеспечивающий минимальные систематические от детали к детали ошибки формы, при этом минимизируются и случайные ошибки, вызванные смещением указанных зон. Эффект достигается посредством отключения интегральной составляющей в регуляторе положения режущего инструмента в зонах отсутствия резания. Технический результат - повышение точности токарной обработки серийных некруглых деталей в условиях случайного от детали к детали смещения зон прерывистого резания. 1 ил.

Способ компенсации упругих тепловых деформаций подшипников шпинделей металлообрабатывающих станков и устройство для его реализации // 2542941

Изобретение относится к способу и устройству компенсации упругих тепловых деформаций подшипников шпинделей металлообрабатывающих станков. При вращении вала шпинделя осуществляют непрерывное измерение температуры нагрева каждого его подшипника. Корректировку тепловых деформаций подшипников осуществляют при достижении температуры подшипников шпинделя некоторого уровня путем расширения на определенную величину с помощью пьезокерамических элементов ширины осевого паза, выполненного на поверхности отверстия шпинделя. Технический результат заключается в повышении ресурса работы подшипников шпиндельного узла за счет компенсации тепловых смещений шпинделя в процессе его эксплуатации. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ механической обработки заготовок на станках с чпу // 2544713

Способ включает выполнение проходов резца, контроль размеров заготовки и шероховатости обработанной поверхности и корректировку режимов обработки. Для повышения точности изготовления деталей, уменьшения шероховатости обрабатываемой поверхности и сокращения времени на обработку при корректировке режимов обработки используют устройства обратной связи и осуществляют непрерывное измерение в процессе обработки размеров заготовки лазерными дальномерами, жестко укрепленными на расстоянии до 1 м от обрабатываемой поверхности с учетом возрастания расстояния от лазерного дальномера до обрабатываемой поверхности при снятии слоя металла резцом за проход, а величину шероховатости в месте обработанной поверхности - лазерными измерителями шероховатости, жестко закрепленными на расстоянии до 1 м неподвижно на расстоянии от обработанной поверхности, на которую подают поток лазерного излучения. Затем измеренное значение размера заготовки подают в устройство обратной связи и далее - в устройство отработки программы, с помощью которого осуществляет постоянное сравнение фактического размера заготовки с заданным размером для внесения соответствующих корректировок в производимые перемещения резца с обеспечением соответствия расстояния до обрабатываемой поверхности при удалении припуска материала заготовки за несколько проходов заданному размеру заготовки в месте обработки. При этом одновременно в устройство обратной связи и далее - в устройство отработки программы подают значение измеренной величины шероховатости обработанной поверхности для сравнения с заданной шероховатостью. При этом, если шероховатость обработанной поверхности выше заданной в управляющей программе, то производят остановку станка и корректируют режим механической обработки, после чего производят пуск станка. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.