Способ применения устройства маятникового скрайбирования для получения корней стружек при резании



Способ применения устройства маятникового скрайбирования для получения корней стружек при резании
Способ применения устройства маятникового скрайбирования для получения корней стружек при резании
Способ применения устройства маятникового скрайбирования для получения корней стружек при резании

 

G01N1/28 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2613569:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") (RU)

Изобретение относится к области способов исследования материалов путем получения корней стружек при резании с последующим их изучением. Сущность: осуществляют установку и закрепление образца на столе устройства, задание маятнику начальной энергии путем оснащения грузом некоторой массы и поворота маятника вокруг оси качания в исходное положение, позиционирование образца смещением предметного стола относительно траектории качательного движения маятника. На маятнике закрепляют режущий элемент, а останов лезвия режущего элемента в материале образца обеспечивают варьированием массы груза и угла поворота маятника. Технический результат: расширение области применения устройства маятникового скрайбирования. 3 ил.

 

Решение относится к области способов исследования материалов путем получения корней стружек при резании с последующим их изучением.

Известно устройство [1] для реализации метода маятникового скрайбирования, с помощью которого оцениваются физико-механические свойства исследуемого материала образца. Работа устройства основана на обеспечении взаимодействия индентора, закрепленного на качающемся маятнике, с материалом образца путем его деформации с образованием следа маятникового скрайбирования. При этом индентором является алмазный наконечник конической формы [2], образец выполняют из инструментального материала. Непременным условием является то, что энергия взаимодействия (масса маятника, его радиус, угол отклонения маятника от нижнего вертикального положения, глубина внедрения индентора) индентора с образцом должны позволить ему выйти за пределы образца. Исследуемыми при маятниковом скрайбировании параметрами являются либо параметры [3] сигналов акустической эмиссии, регистрируемой во время скрайбирования, либо параметры [4, 5] следа скрайбирования.

В то же время известны [6, 7] решения, в которых предложены те или иные способы получения корней стружек, необходимых для изучения поведения материала обрабатываемой заготовки при тех или иных условиях нагружения. Суть этих способов сводится к обеспечению такого (мгновенного) останова процесса резания, при котором участок сформировавшейся стружки остается не отделенным от материала заготовки в плоскости сдвига. Эти способы реализуемы преимущественно для точения и фрезерования в условиях установившегося процесса резания.

Недостатком этих решений является невозможность получения:

а) корней стружки разных размеров, т.е. с разной длиной, толщиной в начале и в конце стружки;

б) корней стружки с убывающей до нуля величиной скорости резания.

По мнению заявителя, эти недостатки могут быть устранены при использовании устройства маятникового скрайбирования для получения корней.

Техническим результатом заявляемого решения является расширение области применения устройства маятникового скрайбирования.

Технический результат достигается тем, что взамен алмазного индентора конической формы на маятник устанавливают и закрепляют режущий элемент, а масса и угол отвода маятника варьируют для обеспечения останова режущего элемента в материале образца.

Таким образом, заявляемый способ (как и совокупность признаков, имеющихся в указанных источниках информации) включает в себя установку и закрепление образца на двухкоординатном предметном столе устройства, закрепление режущего элемента на маятнике, позиционирование образца смещением предметного стола относительно траектории качательного движения маятника, задание маятнику начальной энергии путем оснащения грузом некоторой массы и поворота маятника вокруг оси качания в исходное положение.

Однако заявляемый способ отличается тем, что на маятнике закрепляют режущий элемент, а останов лезвия режущего элемента в материале образца обеспечивают варьированием массы груза и угла поворота маятника.

На фиг. 1 показана общая компоновка устройства: на фото слева устройство маятникового скрайбирования, на фото справа - микроскоп для наблюдения результатов.

На фиг. 2 показана общая схема реализации заявленного способа.

На фиг. 3 показан частный случай реализации способа, когда ширина образца меньше возможной длины хода режущего элемента в теле образца.

Для описания заявляемого способа необходимо пояснить работу устройства маятникового скрайбирования.

Образец устанавливают и закрепляют (за счет тисков или иного приспособления) на предметном столе, который установлен на основании устройства (прибора) для маятникового скрайбирования с возможностью горизонтального перемещения в двух взаимоперпендикулярных направлениях с помощью механизмов микромеханических перемещений. Маятник (определенной длины и массы) установлен на оси вращения, смонтированной в стойках, закрепленных на основании устройства. На маятнике закреплен режущий элемент. Перемещение режущего элемента по радиусу маятника приводит к изменению глубины внедрения его в материал образца. Изменение массы (за счет сменных грузов) и угла отвода маятника от нижнего вертикального положения обеспечивает при отпускании маятника определенную энергию взаимодействия индентора с материалом образца, которой достаточно для осуществления процесса резания. В результате деформации материала в теле образца формируется след маятникового скрайбирования в виде поверхности, обработанной лезвием режущего элемента. Для образования корня стружки запасенной маятником энергии должно быть недостаточно для выхода режущего лезвия из материала образца. Управление (выбор) величиной энергии маятника осуществляется варьированием массой сменных грузов, закрепляемых на маятнике, и величиной угла отвода (поворота вокруг оси качания) маятника.

Заявляемый способ реализуют следующим образом. Вместо индентора в маятнике 1 закрепляют режущий элемент 2. На предметном столе 3 устанавливают и закрепляют образец 4 так, чтобы траектория АБ качательного движения В проходила через тело образца шириной в при выбранной глубине t резания. Под глубиной резания в данном случае понимается максимальная величина заглубления режущего элемента в тело образца. Маятник снабжают сменным грузом 5 некоторой массы m1 и отводят на некоторый угол α от нижнего вертикального положения маятника. Маятник отпускают, он совершает качательное движение В, режущий элемент входит во взаимодействие с материалом образца, образуется стружка 6. Если запасенная энергия маятника была выбрана рационально, то по мере перемещения режущего лезвия в материале образца его скорость уменьшается и в некоторый момент времени режущий элемент остановится в материале образца. При этом участок ГД стружки окажется соединенным с материалом образца. Эта стружка и является предметом исследования, в том числе корень этой стружки. Если запасенная энергия маятника оказалась избыточной, то маятник выходит из материала образца, его фиксируют, уменьшают массу сменного груза (или угол α отвода маятника, или глубину t резания, либо то и другое) и повторяют процесс до подбора рациональной величины энергии, запасенной маятником.

Величину энергии, запасенной маятником, можно рассчитать по известным зависимостям движения физического маятника и сопоставить ее с величиной работы, необходимой для образования указанной стружки.

На фиг. 3 представлен частный случай, когда ширина в образца меньше возможной длины ЕДЖ взаимодействия режущего элемента с материалом образца на траектории АДБ движения режущего лезвия.

Литература

1. Патент РФ №2147737. Устройство для испытания материалов. Опубл. 20.04.2000. Бюл. №11.

2. Физические методы, устройства и технологические приемы оценки качества инструментальных материалов: учебное пособие с грифом УМО AM // А.С. Верещака, В.В. Высоцкий, П.А. Саблин, Б.Я. Мокрицкий. - Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2012. - 88 с. ISBN 978-5-7765-0944-5.

3. Патент РФ №2140076. Способ акустического контроля трещиностойкости изделий. Опубл. 9.07.1998, Бюл. №29.

4. Пустовалов Д.А., Мокрицкий Б.Я., Коннова Г.В., Кравченко Е.Г. Сравнительная оценка свойств инструментальных материалов по максимальной ширине следа индентирования при маятниковом скрайбировании // Упрочняющие технологии и покрытия, №6, 2015, с. 17-20.

5. Патент РФ №2554293 на изобретение «Способ сравнительной оценки свойств материалов по площади поперечного сечения следа маятникового скрайбирования», заявка №2013158612 от 27.12.2013, опубл. 27.06.2015, Бюл. №18.

6. Ермаков Ю.М. Комплексные способы эффективной обработки резанием. - М.: Машиностроение, 2003. - 272 с.

7. Авторское свидетельство СССР №552138 МПК В23В 27/22. Способ получения корней стружки. Опубл. 30.03.1977, Бюл. №12.

Способ применения устройства маятникового скрайбирования для получения корней стружек при резании, включающий в себя установку и закрепление образца на столе устройства, задание маятнику начальной энергии путем оснащения грузом некоторой массы и поворота маятника вокруг оси качания в исходное положение, позиционирование образца смещением предметного стола относительно траектории качательного движения маятника, отличающийся тем, что на маятнике закрепляют режущий элемент, а останов лезвия режущего элемента в материале образца обеспечивают варьированием массы груза и угла поворота маятника.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области медицины и биологии, а именно к гистологии, и к гистологической технике и может быть использовано в практике патоморфологических лабораторий лечебных учреждений и морфологических кафедр высших учебных заведений медицинского и биологического профиля.Изобретение решает задачу создания ускоренного способа изготовления гистологических препаратов, которые можно было бы длительное время хранить в условиях лабораторий и многократно использовать для изучения.

Группа изобретений относится к получению водного конденсата из воздуха и способу концентрирования примесей из воздуха, которые могут быть использованы для высокочувствительного определения примесей в воздухе при проведении экологических исследований.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно в химической и нефтехимической отраслях промышленности на любых предприятиях и заводах, где вязкость изготовляемых ими продуктов является основным показателем качества.

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторной диагностике, и может использоваться для автоматического подсчета количества ретикулоцитов на анализаторах мазков крови.

Изобретение относится к запорной арматуре, применяющейся для газообразных сред, и может быть использовано, в частности, в пробоотборных емкостях. Клапан газоплотный содержит основание 1, корпус 2, по меньшей мере четыре уплотнительных кольца 5, 6, 7 и 8 из полимерного упругого материала и шпиндель 3 с золотником 3а.

Группа изобретений относится к технологии прокачки различных сред по трубопроводу и технике отбора проб жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтехимической промышленности, где требуется точность определения параметров потока в трубопроводе.

Группа изобретений относится к устройствам для разделения фракций с более низкой и более высокой плотностями пробы текучей среды, а именно к вариантам механического разделителя и к вариантам узла разделения для обеспечения разделения пробы текучей среды на первую и вторую фазы, включающего такой механический разделитель.

Группа изобретений относится к области техники, связанной с использованием раствора(ов) на основе полимеров в подземных пластах месторождений, в частности в методах повышения нефтеотдачи пласта.

Изобретение относится к оборудованию для растворения поляризованного материала образца, а именно динамической поляризации ядер. Зонд растворения содержит удлиненный трубчатый внешний кожух, первый и второй удлиненные трубопроводы и сужающий элемент.

Изобретение относится к области лабораторных исследований процессов смешения различных сыпучих материалов в химической промышленности, в промышленном производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности.

Способ включает относительное перемещение обрабатываемой детали и режущего инструмента с одновременной подачей в зону резания смазочно-охлаждающей технологической среды, подвергаемой вибрационному воздействию в диапазоне частот от 1 до 40 кГц.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для уменьшения эксцентричности внутренней поверхности (7) полой детали (1), в частности полого вала, относительно ее наружной поверхности (9).

Способ включает обработку поверхности вращения формообразующим токарным резцом и непрерывно вращающимся вокруг своей оси многозубым инструментом при сообщении заготовке вращения, а резцу и многозубому инструменту - движений равных осевых подач.

Способ предназначен для механической обработки осесимметричных деталей и включает воздействие под усилием режущего инструмента на вращающуюся деталь. Предельную скорость резания определяют по приведенной формуле в зависимости от критического значения разности температуры поверхностного и центрального слоев обрабатываемой детали, приводящей к появлению термопластических деформаций в поверхностных слоях детали и образованию остаточных напряжений, подачи резца за один оборот изделия и глубины резания.

Способ включает нагрев обрабатываемой поверхности заготовки пламенем газовой горелки перед обработкой по винтовой линии с последующим охлаждением и срезанием припуска.

Способ включает построение графика температурной зависимости структурно-чувствительной характеристики пластин по результатам кратковременных испытаний в диапазоне от 400 до 1000°С и определение на нем характерного участка, соответствующего интервалу температур максимальной работоспособности.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам поверхностного упрочнения с получением закалочных структур. Для повышения износостойкости деталей машин из закаливаемых металлов, преимущественно из железоуглеродистых сплавов, и создания на поверхности детали полностью или частично закаленного поверхностного слоя с однородными свойствами по его толщине инструментом в виде резца, имеющим режущую и деформирующую кромки послойно подрезают поверхностный слой детали с сохранением его механической связи с деталью по своей узкой стороне, при этом пластически деформируют подрезанные слои рабочими поверхностями инструмента, после чего подрезанные слои укладывают на деталь деформирующей кромкой инструмента.
Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при обработке пластичных материалов по схеме несвободного резания. Осуществляют обработку пластичных материалов лезвийным инструментом с принудительным отводом стружки путем приложения тянущего усилия к стружке.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке глубоких отверстий в трубных заготовках. Обработку осуществляют устройством, содержащим борштангу с режущим инструментом, расположенную на эксцентричных подшипниках в пиноли с режущими и дорнующими зубьями, которую базируют перед подачей рабочей среды в исходном положении во входном люнете.

Способ включает механическое воздействие на деталь резца в процессе их взаимного перемещения и подачу в зону резания озонированного воздуха под давлением посредством сопла, размещенного на расстоянии 10 мм от передней поверхности резца.
Наверх