Способ экспресс-контроля обработанной поверхности Советский патент 1992 года по МПК G01N3/58 B23B25/06 

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при экспресс-контроле обработанной поверхности.

Целью изобретения является повышение точности контроля обработанной поверхности.

Способ поясняется чертежом, где F - мгновенная частота; А- средневыпрямлен- ное (эффективное) значение акустической эмиссии (АЭ); шероховатость; L-длина обработанной поверхности; Fnop, Anop, Rnop- соответственно их пороговые значения.

Способ осуществляют следующим образом.

Осуществляют рабочее точение заготовки из твердого сплава ВК-15 заточенным резцом из АТП с геометрией а 10°, у 0, , ф 45°, р на стенкеТПК-125ВМ

с ЧПУ Электроника К60 с бесступенчатым приводом главного движения.

Длина заготовки 20 мм, диаметр 30 мм, скорость вращения 200 об/мин, глубина резания 0,2 мм, скорость подачи 24 мм/мин.

Значение шероховатости измеряют при помощи профилометра-профилографа мод.201 завода Калибр,

После проведения рабочего прохода осуществляют возвратное движение режущего инструмента по траектории обработки при тех же частоте вращения шпинделя и скорости подачи инструмента. Измеряют средневыпрямленное значение сигнала АЭ и мгновенную частоту в полосе частот 80- 300 кГц. Коэффициент передачи тракта 2000.

Использование параметров сигнала АЭ, в частности эффективного значения уровня сигнала АЭ и мгновенной частоты, позволяет обнаруживать при возвратном движе 4 О СП Ч

СЛ 00

нии режущего инструмента по траектории обработки эффект касания микронеровностей режущего инструмента и обработанной им поверхности, что вызывает слабую генерацию сигналов АЭ. При ухудшении ка- чества обработанной поверхности, в частности с повышением шереховатости и др. факторами, возрастают размеры микронеровностей, в результате чего происходит процесс резания, режущий инструмент как бы дообрабатывает заготовку, что вызывает рост уровня и изменение спектрального состава АЭ. При наличии недовыработанных участков, связанных, например, с микросколами передней грани режущего инструмен- та или отклонением размеров от заданных, происходит резкий рост сигнала АЭ. Рост сигнала АЭ наблюдается и при прохождении режущим инструментам участков с повышенной твердостью обрабатываемой поверхности.

На чертеже видно, что отклонение шероховатости приводит к изменению средне- выпрямленного значения сигнала АЭ и мгновенной частоты.

В результате контрольных экспериментов были определены пороги, соответствующие значению Ra 0,45; АПор 900 мВ; Fnopf 22-10 имп./с.

Заявляемый способ позволяет избе- жать ошибок позиционирования, связанных с отводом режущего инструмента и его повторным позиционированием в место начала резания. Устраняются ошибки, связан- ные со случайностью места касания режущего инструмента и обрабатываемой поверхности при осуществлении прохода на холостом ходу, так как после обработки поверхность имеет форму спиралевидной волнистой поверхности, имеющей направ- ление, совпадающее с направлением подачи и отражающей форму вершина резца.

В способе не будет иметь значения на выступ или впадину попадет режущий инструмент, так как при возвратном движении он будет пересекать одинаковое количество следов от предыдущего прохода при резании, а спиралеобразный след инструмента будет идти в противоположном направлении. Это повышает точность метода при наличии зон с различной твердостью и шероховатостью. Кроме того, изменение направления подачи будет изменять резонансные свойства системы СПИД, что позволит выявить накопленные ошибки, проявляемые в волнистости поверхности, связанные с наличием детерминированных резонансных свойств системы СПИД при неизменной конфигурации системы и режимов.

Наиболее эффективным средством для реализации указанного способа является использование метода АЭ, который несет обширную информацию из места соприкосновения режущего инструмента и обрабатываемой поверхности. Частотная область обнаружения сигнала АЭ лежит значительно выше области обнаружения частот системы СПИД, метод АЭ значительно более помехоустойчив в этом отношении. Эффективное значение сигнала АЭ в значительном диапазоне линейно зависит от микротвердости материала и глубины резания. Наличие недообработанных участков, т.е. участков, у которых размеры превышаютоп- ределяемые допуском, а также при превышении заданной микротвердости, будет наблюдаться рост параметров сигнала АЭ относительно порогового уровня тем больший, чем больше наблюдается отклонение указанного параметра. Способ позволяет определять следующие параметры обработанной поверхности в моменты соприкосно- вения с режущим инструментом: шероховатость поверхности, степень отклонения размеров обработанной поверхности и микротвердость материала.

Формула изобретения

1.Способ экспресс-контроля обработанной поверхности, заключающийся в том, что после обработки определяют параметры соприкосновения поверхности и режущего инструмента на холостом ходу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, параметры соприкосновения определяют при возвратном движении режущего инструмента по траектории обработки.

2.Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве параметров соприкосновения используют параметры акустической эмиссии.

Р Ю

инп/с W

30

20

Z

2

$

A / Hnof

ojs0.,

fa

nQf- O.I

-HЧч

ST

Ij

-JTITU

I H

U

- - Ц.

II

$/

II

. „„ . l д„,.

F,

пор

- - Ц. Л /7i

0/

H

II

.

Применение: технология машиностроения, металлообрабатывающая промышленность, станкостроение. Сущность способа: осуществляют резание детали, затем производят возвратное движение режущего инструмента по траектории обработки. При возвратном движении режущего инструмента регистрируют параметры сигналов акустической эмиссии, в качестве информативного параметра выбирают эффективное значение уровня сигнала, дополнительно к указанному параметру регистрируют мгновенные значения частоты сигнала. Способ позволяет исключить влияние таких факторов, как твердость материала, глубина резания и помеховые ситуации на оценку шероховатости детали, т.е. позволяет повысить точность контроля качества поверхности, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.