Устройство для исследования процессов резания Советский патент 1983 года по МПК B23B25/06 

со

00

Изобретение относится к металлеобработке и предназначено для исследования процессов при скоростях более 50 м/с.

Известно устройство для исследования процессов сверхскоростного резания, в котором цилиндрической заготовке сообщают движение относительно режущего инструмента, помещенного у дульного среза артиллерийской системы, давлением пороховых газов в стволе указанной системы 1 .

Однако это устройство не дает воЗ можности осуществлять регистрацию физических параметров резания и следить за их изменением в процессе обработки.

. Известно также устройство для ис. следования процессов резания, включающее измерительную систему с акселерометром, обрабатываемый образец и резцы 2 .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, фиксируемая акселерометром, установленным на резце, которая в значительной степени зависит от вылета резца, жесткости его закрепления, массы резца, моста установки, акселерометра и качества его крепления к резцу.

Цель изобретения - повышение точности регистрации усилий резания. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования процессов резания, содержащем измерительную систему, включающую акселерометр, ствол с закрепленными в нем резцами и с обрабатываемым об гразцом, имеющим возможность перемещаться внутри ствола вдоль его оси, акселерометр установлен на торце обрабатываемого образца, направленном к дульному срезу ствола, один из контактов акселерометра соединен с резцами, а другой через контактную спицу диаметром 0,01-0,015 калибра ствола с заостренным свободным концом, установленную на упомянутом торце образца, соединен с контактным токосъемником, закрепленным на дульном срезе ствола и выполненным в виде ра ки из изоляционного материала с закрепленной в ней медной фольгой толщиной 0,,008 калибра ствола, сложенной в слоев.

На фиг. 1 представлено устройство общий вид; на фиг. 2 - образец с акселерометром.

Устройство состоит из ствола 1, обрабатываемого образца 2, резцедержтеля 3, в который устанавливают резцы k. На дульном срезе ствола за среплен на кронштейнах 5 токосъемник, представляющий собой рамку 6 с крышкой, выполненную из изоляционного материала, например текстолита,внутр которой закладывают медную фольгу 7 толщиной 0,00t-0,008 калибра ствола, свернутую в 5-7 слоев.

Акселерометр, установленный в обрабатываемый образец 2, состоит и из металлического цилиндрического корпуса 8 с внутренней и наружной резьбой. На торцовой поверхности корпуса акселерометра на припое установлена пьезокерамическая пластинка 9. Противоположный полюс пьезокерамической пластинки посредством изолированного провода 10, проходящего через отверстия в пь 3окерамике, изолирующей текстолитовой шайбе 11 и в днище корпуса акселерометра, соединяют с металлической контактной шайбой 12, которую устанавливают в корпус .датчика через текстолитовую втулку 13. имеющую внутреннюю и наружную резьбу, с помощью металлической контактной втулки 14 с в внутренней li наружной резьбой. Капля припоя 15, крепящего провод к поверхности пьезокерамической плаСтины является грузом действующим на пьезокерамику.Все втулки, устанавливаемые в корпус акселерометра, склеивают между собой по резьбе эпоксидной смолой.

В отверстие металлической контактной втулки 1 ввинчивают контакт ную стальную спицу 1б диаметром 0,01-0,015 калибра ствола с заточенным на конус концом. Для снятия акселерометра осевой нагрузки от спицы при движении в ловителе образца, спицу ввинчивают в акселерометр через шайбу 17 с резьбойым отверстием, которую изолируют от образца текстолитовой шайбой 18.,

Выбор толщины фольги, количества ее слоев, а также диаметра контактной спицы, обусловлен наилучшим контактом фольги со спицей, устойчивостью спицы и возможностью использования .акселерометра многократно. При меньшей толщине фольги и меньшем количестве ее слоев отмечается непостоянство электрического контакта между фольгой и спицей. .3 а при большей толщине фольги, уве.личении ее слоев, уменьшении диаметра контактной спицы наблюдаются потеря устойчивости спиц1, ее изгиб и поломка. Увеличение диамет ра контактной спицы BbObisaet увеличение осевой нагрузки на акселерометр при движении в ловителе образца и приводит к выходу его из строя, лишая этим самым возможност использовать акселерометр многокра но. 3 токосъемнике используют медную фольгу- металлический лист тол щиной 0,004-0,008 калибра ствола. Использование металлического листа большей толщины приводит к потере устойчивости иглы, ее изгибу и поломке. Медная фольга, сложенная в слоев, поддерживает надежный ко такт с движущейся через нее спицей не вызывая дополнительной нагрузки на акселерометр и не искажая резул таты измерения сил резания.

фиг. i 0 Устройство работает следующим образом. Под действием пороховых газов образец с установленным в нем акселерометром и со спицей движется по каналу ствола и попадает на резцы. При перемещении образца между резцами осуществляется его обработка и контактная спица находится в контакте с фольгой токосъемника. Электрический сигнал снимается с акселерометра через резец и медную фольгу токосъемника. Устройство дает возможность расширить область исследования процессов сверхскоростного резания, а .именно измерять усилия резания, используя акселерометры многократно. Знание значения силы резания позволяет выбрать оптимальные режимы обработки, спроектировать режущий инструмент и установки для обработки резанием со сверхвысокими скоростями, т.е. повысить производительность механической обработки.

W

V7

Фие.2