Способ тарирования естественной термопары резец-деталь Советский патент 1985 года по МПК B23B25/06 

I Изобретение относится к металлообработке и предназначено для. определения температуры резания, замеря мой методом естественной термопары. Цель изобретения - повышение точ ности тарирования путем использования в качестве образцов резца и корня стружки, в зону контакта которых вводят контрольную термопару, а тар1фовочный график строят по сред нему значению термо-ЭДС при нагреве и охлаждении образцов. Способ заключается в том, что получают корень стружки, вводят его в контакт с резцом, используя при резании обрабатьшаемый и инструментальньй материалы, на которых необходимо провести тарирование. На корне в стружке сверлят отверстие, достигающее инструмента, вводят в него контрольную термопару. При этом горячий спай контрольной термо пары должен находиться в зоне контак та резец-деталь на корне стружки. Изолируют корень стружки с контрольной термопарой от среды. Нагревают и охлаждают корень стружки с контрольной термопарой и фиксируют температу ру зоны резец-деталь по контрольной термопаре и термо-ЭДС, возникающую между резцом и деталью на корне стру ки, а по среднему значению термо-ЭДС при нагреве и охлаждении строят тари ровочный график. Тарирование с использованием корн стружки в контакте с резцом повьшает точность, так как в процессе мгновен ной остановки резания в контактных зонах сохраняется упрочненное состоя ние обрабатываемого материала, которое имело место в процессе резания. Следовательно, в процессе тарировки учитывается изменение работы выхода электронов обрабатываемого материала за счет его упрочнения, имеющего мес то при резании. Кроме того, при получении корня стружки сохраняется контакт поверхностей инструмента и обрабатываемого материала, существовавший при резаЭлектрическая изоляция корня и контрольной термопары от среды необходима для исключения замыкания элементов системы через среду по каким-либо иным поверхностям, кроме контакта резец-деталь, существовавшего в процессе резания и сохранив82шегося при получении корня стружки, что искажает действительную картину и снижает достоверность способа. Изоляции можно добиться различными способами: созданием вакуума в зоне нагрева, применением неэлектропроводной среды, нанесением изолирующего покрытия. Нанесение покрытия является наиболее удачным способом, так как позволяет достаточно быстро и просто осуществлять нагрев и охлаждение всей системы. Нагрев и охлаждение корня стружки с контрольной термопарой с одновременной фиксацией температуры зоны контакта резец-деталь по контрольной температуре и термо-ЭДС пары резецдеталь необходимы для уменьшения погрешностей тарирования. В процессе нагрева и охлаждения возникает градиент температуры в корне стружки. При нагреве верхние слои имеют большую температуру по сравнению с зоной контакта резец-деталь, при охлаждении - наоборот, что может привести к появлению погрешностей тарирования Во-первых, когда термопара введена в отверстие, но не достигает контакта резец-деталь. Во-вторых, когда ввиду соизмеримости размеров горячего спая контрольной термопары и толщины стружки контролируется температура на каком-то удалении от контакта резец-деталь. В силу этого при нагреве контрольная термопара показывает большую температуру, чем имеет контакт резец-деталь. Возникает термо-ЭДС пары резец-деталь, соответствующая температуре контакта, но не; соответствующая температуре по контрольной термопаре. При охлаждении возникают обратно симметричные условия, при которых термо-ЭДС пары резецдеталь имеет большее значение, чем температура, которую фиксирует контрольная термопара. о Из условий симметрии теплового потока при нагреве и охлаждении действительное значение термо-ЭДС при конкретной температуре находится как среднее арифметическое, полученное при нагреве и охлаждении. При этом точность полученных результатов не зависит от размеров горячего спая термопары и погрешностей при ее введении в отверстие, опре3

деляет разницу в показаниях при нагреве и охлаждении.

Пример осуществления способа. Производится тарировка естественной термопары твердый сплав Т5К10 сталь 45. Строят тарировочные кривые для стали в состоянии зернистого и пластинчатого перилита. Для этого получают корни стружки в контакте с твердьм сплавом на режимах: V 100 м/мин, S 0,4 мм/о t 1,5 мм. В корнях стружки сверлят отверстия диаметром 0,4-0,5 мм. При этом сверло-достигает твердого сплава, т.е. отверстие достигает зоны контакта резец-деталь. В отверстие вводится контрольная термопара хромель-алюмель с величиной горячего спая порядка 0,1 мм до контакта с твердым сплавом. Корень стружки с контрольной термопарой

184

изолируют от среды обмазкой. Обмазка изготавливается из разведенного в жидком стекле глинозема (). Нагрев осуществляют погружением всей системы в расплав алюминия при 1100-1200 С, охлаждение производят на воздухе до исходной температуры.

При нагреве и охлаждении записываются сигналы термо-ЭДС контрольной термопары и термо-ЭДС пары резец-деталь с корня стружки. Сигнал термо-ЭДС естественной термопары резец-деталь снимается с термостатирующего стержня из сплава Т5К10, прижатого к твердому сплаву на корне, и со стружки, сохраненной при получении корня длиной 200-300 мм и выполняющей роль второго термостатирующего стержня. Запись осуществляется на световой шлейфовой осциллограф.

СПОСОБ ТАРИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕРМОПАРЫ РЕЗЕЦ-ДЕТАЛЬ, при котором осуществляют нагрев и последующее охлаждение зоны контакта образцов материалов детали и резца, при охлаждении с помощью контрольной термопары измеряют температуру образцов и фиксируют при зтом значения термо-ЭДС, по которым строят тарировочный график, отличающийся тем, что, с целью повышения точности тарирования, в качестве образцов используют резец и корень стружки, полученный при предварительной обработке детали, причем в корне стружки в зоне его контакта с резцом выполняют отверстие, в котором при тарировании размещают 3 Ь контрольную термопару, дополнительно измеряют температуру и термо-ЭДС при нагреве образцов, а тарировочный график строят по средним значениям термо-ЭДС, полученньм при нагреве и охлаждении.