RU201939U1

RU201939U1 - Резец сборный с элементами для измерения ЭДС резания

Info

Publication number: RU201939U1
Application number: RU2020126868U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Фролов; Александр Викторович Рогачев
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2021-01-21

Abstract

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована для автоматического определения режимов резания при обработке металлов путем определения величины ЭДС резания. Резец содержит державку со сменной режущей пластиной, электроизолированной от державки и закрепленной на ней посредством рычага с винтом, и проводник для подключения в измерительную цепь, при этом он снабжен прокладкой, установленной между режущей пластиной и державкой, и стальными пластинами, установленными по бокам режущей пластины, а упомянутые рычаг, прокладка и стальные пластины покрыты диэлектрическим износостойким покрытием из корунда. Кроме того, в рычаге установлен подпружиненный контакт, который присоединен к упомянутому проводнику, размещенному в канавке, расположенной вдоль державки под съемной пластиной. Использование полезной модели позволяет повысить надежность и безопасность применения измерительной системы резца в промышленных условиях. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении при обработке металлов резанием для автоматического определения режимов резания путем определения взаимных свойств контактной пары инструмент - обрабатываемый материал через величину термоЭДС при механической обработке.

Известно устройство для измерения температуры резца естественной термопарой, содержащее обрабатываемую заготовку, резец, изолированный от суппорта станка, удлинительный термоэлектрод, соединяющий режущую часть резца с измерительным прибором, другой удлинительный термоэлектрод, связывающий измерительный прибор с обрабатываемой заготовкой через токосъемник, который выполнен в виде неподвижного контактного узла, состоящего из двух сочленяемых элементов, один из которых представляет собой электропроводную часть суппорта станка, а второй выполнен в виде удлинительного термоэлектрода, подключенного к измерительному прибору (Патент РФ № 2650827, МПК G01K 13/00, G01K 7/02, опубл. 17.04.2018).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная жесткость, вызванная применением электроизоляционных прокладок, размещаемых между резцедержателем и суппортом станка. Также к подобным причинам относится невысокий уровень защищенности узлов измерительной системы от воздействия агрессивной среды рабочей зоны станка, а также сложности, возникающие при смене инструмента, обусловленные способом электроизоляции.

Наиболее близким и принятым за прототип является резец сборной конструкции для измерения ЭДС резания, в гнезде корпуса которого размещена и закреплена рычагом посредством винта режущая пластина. Корпус токопроводящего режущего инструмента или заготовку изолируют от массы станка, включают инструмент и заготовку в замкнутую электрическую цепь и регистрируют ЭДС, возникающую в процессе резания на контактных поверхностях инструмента (Патент РФ № 2165337, МПК B23B 25/06, опубл. 20.04.2001).

Недостатками данного устройства является нанесение электроизоляционного покрытия на режущую пластину, что исключает применение стандартных быстросменных платин и ведет к удорожанию выполняемых операций резания. Также необходимость электроизоляции корпуса сборного резца от массы станка приводит к снижению жесткости системы.

Задача полезной модели - разработка устройства для измерения эдс резания, применимого в промышленных условиях.

Технический результат - безопасность использования измерительной системы в агрессивной среде рабочей зоны станка, расширение арсенала технических средств для измерения ЭДС резания.

Технический результат достигается при использовании резеца сборного с элементами для измерения ЭДС резания, содержащего державку со сменной режущей пластиной, электроизолированной от державки и закрепленной на ней посредством рычага с винтом, и проводник для подключения в измерительную цепь, причем он снабжен прокладкой, установленной между режущей пластиной и державкой, и стальными пластинами, установленными по бокам режущей пластин, при этом упомянутые рычаг, прокладка и стальные пластины покрыты диэлектрическим износостойким покрытием из корунда, а в рычаге установлен подпружиненный контакт, который присоединен к упомянутому проводнику, размещенному в канавке, расположенной вдоль державки под съемной пластиной.

Применение прокладки, стальных пластин и рычага, покрытых диэлектрическим износостойким покрытием из корунда (оксида алюминия Al₂O₃), обеспечивает электроизоляцию режущей пластины, тем самым обеспечивая безопасность использования измерительной системы в агрессивной среде рабочей зоны станка. Кроме этого, отсутствие дополнительных электроизоляционных прокладок, размещенных между резцедержателем и суппортом станка, позволяет повысить жесткость измерительной системы.

Диэлектрическое износостойкое покрытие Al₂O₃ наносится методом плазменного напыления или PVD покрытием. Сущность плазменного напыления заключается в том, что в высокотемпературную плазменную струю подается распыляемый материал, который нагревается, плавится и в виде двухфазного потока направляется на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия. PVD покрытие - это метод напыления покрытий (тонких пленок) в вакууме, при котором покрытие получается путем прямой конденсации пара наносимого материала. Различают следующие стадии вакуумного напыления:

1. создание газа (пара) из частиц, составляющих напыление,

2. транспорт пара к подложке;

3. конденсация пара на подложке и формирование покрытия.

Применение таких видов покрытия позволяет получить толщину слоя 0.1 мм, при которой диэлектрическое износостойкое покрытие Al₂O₃ сохраняет свои свойства.

Диэлектрическое износостойкое покрытие Al₂O₃ благодаря своей высокой твердости позволяет уменьшить вибрации при резании даже при нанесении тонким слоем. Такая изоляция режущей пластины позволяет использовать стандартные режущие пластины без модификации и облегчает процесс снятия-установки тела резца в резцедержатель / оправку, что значительно упрощает обслуживание измерительной системы.

Присоединение проводника к подпружиненному контакту, находящемуся внутри рычага, обеспечивает его изоляцию от агрессивной среды рабочей зоны станка, что повышает безопасность использования измерительной системы. Кроме того, полученная конструкция позволяет, регистрировать стабильный сигнал ЭДС непосредственно с режущей пластины, что уменьшает влияние паразитных ЭДС и повышает точность измерения.

Использование съемной пластины для защиты проводника, проходящего по канавке вдоль державки, позволяет защитить элементы измерительной цепи от воздействия агрессивной среды рабочей зоны станка.

На фиг. 1 представлена измерительная цепь для измерения ЭДС.

На фиг. 2 представлено устройство для измерения ЭДС.

Резец сборный 1 с элементами для измерения ЭДС резания, состоит из державки 2, в гнезде режущей части которой размещена сменная режущая пластина 3. Сменная режущая пластина 3 закреплена рычагом 4, посредством винта 5 и изолирована от державки 2 снизу прокладкой 6, а по бокам при помощи стальных пластин 7, зафиксированных винтами 8. Рычаг 4, прокладка 6 и стальные пластины 7 покрыты диэлектрическим износостойким покрытием из корунда. В рычаге 4 находится подпружиненный контакт 9, к которому присоединен проводник 10. Проводник 10 проходит по канавке вдоль державки 2 и закрыт съемной пластиной 11. Съемная пластина закреплена винтами 12. Посредством проводника 10 резец 1 подключается в измерительную цепь. Сменная режущая пластина 3 в измерительной цепи контактирует с заготовкой 13.

Устройство работает следующим образом.

Резец сборный 1 с элементами для измерения ЭДС резания устанавливают в резцедержателе станка. Заготовку 13 устанавливают в шпинделе станка. При контакте сменной режущей пластины 3 с заготовкой 13, цепь замыкается. Для измерения ЭДС резания в измерительную цепь включен гальванометр 14.

В процессе резания в измерительной цепи, образованной за счет электроизоляции сменной режущей пластины 3 прокладкой 6 и стальными пластинами 7, покрытыми диэлектрическим износостойким покрытием из корунда, а также электроизоляции рычага 4, вследствие нагрева в зоне резания возникает термоЭДС. Величина термоЭДС возникающая на поверхностях сменной режущей пластины 3 регистрируется гальванометром 14, подключенным к сменной режущей пластине 3 посредством проводника 10, присоединенного к подпружиненному контакту 9.

Резец сборный с элементами для измерения ЭДС резания адаптирован к промышленному применению методов автоматического управления режимами резания за счет повышения жесткости и надежности измерительной системы, а также упрощения ее обслуживания и возможности использования сменных режущих пластин без модификации.

Таким образом, включенный в измерительную цепь посредством проводника, резец сборный с элементами для измерения ЭДС резания содержащий державку со сменной режущей пластиной, закрепленой рычагом, посредством винта и изолированной от державки снизу посредством прокладки, а по бокам при помощи стальных пластин, при этом рычаг, прокладка и стальные пластины покрыты корундом, а проводник присоединен к подпружиненному контакту, расположенному в рычаге и проходит по канавке вдоль державки под съемной пластиной, обеспечивает безопасность использования измерительной системы в агрессивной среде рабочей зоны станка и расширяет арсенал технических средств для измерения ЭДС резания.

Claims

Резец сборный с элементами для измерения ЭДС резания, содержащий державку со сменной режущей пластиной, электроизолированной от державки и закрепленной на ней посредством рычага с винтом, и проводник для подключения в измерительную цепь, отличающийся тем, что он снабжен прокладкой, установленной между режущей пластиной и державкой, и стальными пластинами, установленными по бокам режущей пластины, при этом упомянутые рычаг, прокладка и стальные пластины покрыты диэлектрическим износостойким покрытием из корунда, а в рычаге установлен подпружиненный контакт, который присоединен к упомянутому проводнику, размещенному в канавке, расположенной вдоль державки под съемной пластиной.