SU1143514A1

SU1143514A1 - Способ измерени тангенциальной составл ющей силы резани при многоразовом точении

Info

Publication number: SU1143514A1
Application number: SU823503440A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Цыденович Зориктуев; Шамиль Галиакберович Исаев; Аркадий Андреевич Меркушев; Евгений Дмитриевич Мокроносов; Алексей Дмитриевич Никин
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.С.Орджоникидзе; Предприятие П/Я Р-6760
Priority date: 1982-10-18
Filing date: 1982-10-18
Publication date: 1985-03-07

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ МНОГОРЕЗЦОВОМ ТОЧЕНИИ, заключающийс в измерении нагрузки на шпинделе станка, радиусов обработки и подач на оборот, отличающ и и с тем, что, с целью повышени быстродействи , дополнительно измер ют электрические проводи- мости контактов резец - деталь и определ ют тангенциальную составл ющую „ силы резани на отдельных резцах по выражению .. , г .JiiK.U Р 4,-Гб1ч и где -мощность резани ; Q -углова скорость шпиндел ; )5i - соответственно текущий радиус обработки и подама на оборот -го резца; Q; -электрическа проводимость i -го контакта резец - деталь; п -число одновременно работающих резцов.

Description

i(

&0

Ут

Изобретение относитс к области измерени сил резани на металлорежущих станках и может быть испол зовано при многорезцовом точении электропроводным инструментом дл измерени тангенциальных составл ю щих сил резани дифференцированно на каждом резце. Известен способ измерени сил резани при двухрезцовом точении, включающий непосредственное измерение тангенциальной составл ющей силы резани Pj,. на одном резце . а составл ющую другого резца Р выход получают вычитанием величины ного сигнала датчика силы из величины сигнала, пропорционального пот1ребл емой мощности привода глав ного движени - t JНедостатком этого способа вл етс необходимость встройки чувствительных элементов в суппортные узлы станка, что вызывает значител ные конструктивные трудности, снижает жесткость этих узлов, а следовательно , и технологические возможности станка. Известен способ измерени сил резани при многорезцовом точении по которому измер ют нагрузку на шпинделе станка, попеременно измен ют скорость подачи на каждом из резцов и путем сравнени приращени нагрузки на шпинделе суд т о силе резани на отдельных резцах Недостатком известного способа вл етс крайне низкое быстродейст вие, составл ющее в лучшем случае несколько секунд, что при учете высокой динамичности процесса реза ни , приводит к очень низкой надежности и практически не позвол ет использовать способ в системах авт ма,тического регулировани сил реза ни . Цель изобретени - повышение бы родействи измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что при способе измерени тан генциальной составл кицей силы реза ни при многорезцовом точении, заключающемс в измерении нагрузки на шпинделе станка, радиусов обработки и подач на оборот, дополните но. измер ют электрические проводимости контактов резец - деталь и определ ют тангенциальную составл хщую Р силы резани на отдельных резцах по выражению. Р . л л где W - мощность резани ; радиус обработки i -го резцаJ подача на оборот i -го резца; электрическа проводимость 1 -го контакта резец - деталь , углова скорость шпиндел ; число одновременно работающих резцов. На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предложенный способ. Устройство содержит блок 1 усилителей переменного тока, входы которого соединены с резцами 2, электрически изолированными от массы станка, и через измерительный токосъемник 3 с обрабатываемой деталью 4, а выходы - с входом блока 5 вычислени . Параллельно входам блока 1 усилителей соединены входы блока 6 пороговых элементов. Другие входы блока 5 вычислени соединены с выходами блока 7 датчиков радиуса обработки , блока 8 датчиков подачи на оборот, а также с выходом датчика 9 крут щего момента (мощности резани ). Резцы 2 через резисторы 10, а обрабатываема деталь 4 через силовой токосъемник 11 соединены с вторичной обмоткой понижающего трансфор матора 12. Сущность способа заключаетс в следующем. Экспериментальными исследовани ми установлено, что коррел ционна св зь между электрической проводимостью контакта резец - деталь и тангенциальной составл ющей силы резани PJ. независимо от текущих значений глубины резани t и износа резца может быть представлена в виде выражени Р,-СО V -посто нный дл данной пары материалов резца и детали коэффициент; -скорость резани .

3I

При многорезцовом точении суммарна нагрузка на шпинделе станка определ етс выражением

.v

U

где М - крут щий момент на шпинделе .

Учитыва , что скорость резани 1 -го резца определ етс выражением V; - WV после подстановки его в вы .ракение (2) получаем:

р.,;. (А

После подстановки выражени (4) в выражение (3) имеем

м .cpyi.:;5 ,(

Подставл значение Ср„ , полученное из выражени (5), в выражение (4) получаем выражение дл определени тангенциальной составл ющей силы .резани на отдельных резцах

. (&)

Как видно из выражени (6), предлагаемый способ позвол ет определ ть тангенциальную составл ющую силы резани Р„ раздельно на каждом резце по значени м нагрузки на шпинделе станка, радиусов обработки, подач на оборот и электрических проводимостей контактов резец - деталь, при этом отпадает необходимость в периодическом изменении подачи на оборот резцов. Быстродействие повьпиаетс на пор дка и ограничиваетс быстродействием датчиков радиусов обработки, подачи, измерител электрической проводимости контакта резец - деталь, а также быстродействием вычислительного устройства , реализующего выражение (6) и составл ет сотые доли секунды.

Высокое быстродействие предлагаемого способа позвол ет повысить точность измерени при высоких частотах (свыше 0,1 Гц), колебаний сил резани за счет исключени сглаживани их амплитудных зггачений.

Значени показателей степени К . Ij и , вход щих в выражение (6), дл различных сочетаний материалов

435144

резца и детали измен ютс в незначительных пределах, например, при обработке жаропрочных сплавов ЭИ69698ВЛ резпом из твердого сплава 5 ВК6М X - 0,038; IJ 0,337, Z 1,516, а при обработке стали ОХНЗЦбЛ резцом из твердого сплава

Т15К6 X - 0,023; U 0,391;

7 1,741.

0 Малые значени X характерны и

дл других сочетаний материалов детали и резца и практически вли нием скорости резани на результаты измеренир можно пренебречь ( X 0) .

5 Способ осуществл етс следующим образом,

В процессе резанна измер ют нагрузку на шпинделе станка (мощность резани и угловую скорость шпиндел ,

0 крут щий момент), радиус обработки и подачу на оборот каждого из наход щихс в работе резцов и электрическую проводимость контактов резецдеталь . По измеренным значени м ука5 .занньтх параметров в соответствии с выражением (1) производ т расчет текущего значени тангенциальной составл ющей силы резани Р,.,

Устройство работает следующим

п образом,

В процессе резани через контакты резец - деталь протекает переменный , одинаковый по величине во всех контактах электрический ток, замыка сь по цепи резистор 10 резец 2 - деталь 4 - силовой токосъемник 11 - трансформатор 12, Одинаковые значени эт1гх токов достигаютс равенством сопротивлений резисторов R , имеющих значение на 2 пор дка , чем остальные сопротивлени цепи вторичной обмотки трансформатора 12, в том числе и сопротивление контакта резец - де- таль. Ориентировочные значени

резисторов 1 Ом, а напр жение вторичной обмотки трансформатора 12 1В.

Падение напр жени на каждом контакте резец - деталь (U,,Ll2

0 вызванное протеканием электрического тока и обратно пропорциональное электрическим проводимост м этих контактов, снимаетс с резцов 2 вблизи режущей кромки, а с детали 4 5 через измерительный токосъемник 3, и Цодаетс на вход блока 1 усилителей переменного тока. Усиленное напр жение с выхода блока 1 усилителей подаетс на вход блока 5 вычислени , на другие входы которого подаютс сигналы с выходов блока 7 .датчиков радиуса обработки, блоi ka 8 датчиков подачи на оборот и датчика 9 крут щего момента. JU блоке 5 вычислени в соответствии с выражёниёп o .. Л . чГгГеЬ . производитс вычисление тангенциаль ной составл ющей силы резани .раздельно дл каждого инструмента. В случае прекращени реаани одним или двум резцами и разрыва контакта резец - деталь этих, резцов напр жение, снимаемое с этих резцов становитс равньы напр жению на вых де трансформатора 12, что примерно на 2 пор дка выше напр жени на кон такте резец - деталь при наличии процесса резани . Яри порогов устройство 6 отключает соответствующий канал из процесса вычислени в блоке 5 вычислени . Предлагаемый способ измерени сипы резани при многорезцовом точении по сравнению с известньоч имеет гораздо более высокое быстро 4 6 действие (примерно на 2- пор дка), что позвол ет использовать его в системах автоматического управлени (САУ) силовыми параметрами процесса резани при обработке заготовок с резкими колебани ми припуска как по длине, так и по периметру заготовки . Применение САУ силовыми параметрами на токарных станках при черновой обработке деталей из лить , поковок, а также со сложньм профилем увеличивает производительность станков на 20-60%, повьлпает надежность оборудовани и создает услови дл комплексной автоматизации процесса обработки резани . Годовой экономический эффект при применении САУ процессом резани составл ет в зависимости от стоимости станка от 2000 до 10000 руб. на один станок. Кроме того, предлагаемый способ не требует периодического изменени оборотной подачи инструмента поочередно на каждом резце, что не снижает производительности (исход из технологических соображений и прочности резца, изменение подачи возможно только в сторону уменьшени ) и позвол ет использовать способ при многорезцовом точении с одним суппортом , когда поочередное изменение подачи резцов невозможно. /2

Claims

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ МНОГОРЕЗЦОВОМ ТОЧЕНИИ, заключающийся в измерении нагрузки на шпинделе станка, радиусов обработки и подач на оборот, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнитель но измеряют электрические проводимости контактов резец -’ деталь и оп ределяют тангенциальную составляю· щую силы резания на отдельных резцах по выражению где

М - мощность резания;

G) - угловая скорость шпинде· ля;

V*; - соответственно текущий радиус обработки и подача на оборот j -го резца;

Q; - электрическая проводимость ί -го контакта резец - деталь;

η - число одновременно работающих резцов.