Способ измерения силы резания Советский патент 1983 года по МПК G01L1/20 

См

0,5 1,0 f.5 l,ff 1.5

СП

MM puf.1

Изобретение относится к измерению, сил резания и может быть использовано на металлорежущих станках при обработке металлов электропроводным инструментом.

Известен способ измерения силы, согласно которому измеряемую силу прикладывают к пакету электропроводных пластин и, по изменению проводимости определяют силу 1,

Недостаток указанного способа низкая точность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения силы резания, включающий измерение в процессе резания скорости резания, оборотной rioдачи инструмента и определение силы резания по произведению их стеПенных функций Г2.

К недостаткам известного способа относятся низкие надежность и быстродействие.

Цель изобретения - првыаиение быстродействия и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему измерение в процессе резания скорости резания, оборотной подачи инструмента и определение силы резания по произведению их степенных функций в процессе резания пропускают через контактную пару инструмент - деталь электрический ток, измеряют электрическую проводи.юсть контактной пары, а при определении си.лы резания в произведение вклаочают степенную функцию измеренной проводимости.

На фиг. 1 приведена характерная зависимость провсдимости (g) контактной пары от глубины резания (t) при П9СТОЯННЫХ значениях подаи (S) и скорости резания (V); на фиг. 2 - характерная зависимость g f S) при t Cons t и V Con s t; на фиг. 3 - характерная зависимость тангенциальной и горизонтальной сос тавляющих сил резания Р, и f(g), полученная изменением глубины резания при S corisi и V con3ii на фиг. 4 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Известно, что сила резания является функцией режимов резания, т.е. глубины резания (t), оборотной подачи инструмента (S) и скорости резания (V), и может быть описана степенной функцией , 2

I - If

Р с V

(1)

Ср - коэффициент, учитывающий

обрабатывающий и инструментальный материалы, геометрию инструмента, смазы:вающе-охлаждающую жидкость.

Использование выражения (1 ) для определения силы резания, особенно при черновой обработке неэффективно, так как величина глубины резания (t в отличие от скорюсти резания V) и подачи (S) может значительно отличаться от расчетной . Измерение же глубины резания непосредственно в процессе обработки известными методами во многих случаях не представляется возможным.

В то же время исследования проводимости g контакта инструмент обрабатываемая деталь показали, что ее величина является также 5 функцией режимов резания: V, S, t и может быть представлена степенной функцией 2 J oL 7г rs

g t (2)

Ч

где Crt- - коэффициент, зависящий от

геометрии инструмента, удельных эле1бтрических проводимостей обрабатываемой детали и инструмента.

25 Исключив параметр глубины резания t из .выражений (1) и (2), получим Выражение, связывающее силу резания Р с проводимостьюg контакта инструмент - обрабатываемая де30 тальV V 7

РгС„У 5 , (3) Р

v.-.f г -г г- У-х Zt

Ср-СрС .

Значения постоянных Ср, X, У, Z для . результирующей силы резания, а также для любой ее составляющей могут быть определены в результате силовых испытаний. Например, для Горизонтальной составляющей силы резания Р при точении жаропрочного сплава ЭИ698ВД инструментом из твердого сплава ВКбМ были получены следующие значения постоянных: Ср 2,37-10 2, X -0,102; -У 0,311; Z 1,364.

Устройство, реализующее предлаraeivttiifl способ (фиг. 4) , содержит измеритель 1 электрической проводимости, первый вход которого через токосъемник 2 соединен с обрабатываемой деталью 3-, второй вход с резцом 4, изолированным от массы станка, а выход - с блоком 5 вычисления, на другие входы которого введены сигналы с датчика 6 подачи, датчика 7 скорости реза«ия, а также постоянная Ср и показатели степеней X, У, Z. Выход блока 5 вычисления соединен с регистрирующим прибором 8.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ, включающий измерение в процессе резания скорости резания, оборотной подачи инструмента и определение силы резания по произведению их степенных функций, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и нгщежности, в процессе резания пропускают через контактную пару инструментдеталь электрический ток, измеряют электрическую проводимость контактной пары, а при определении силы резания в произведение включают степенную функцию измеренной проводимости .