Способ определения прочностных параметров кинематической пары инструмент-деталь Советский патент 1993 года по МПК B23B25/06 

Изобретение относится к обработке ме- таллов резанием-, преимущественно к способам определения жесткости и обусловленных ею параметров пары инструмент-деталь, может найти применение для определения силы резания и упругих перемещений детали при обработке на станках токарной группы.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа. .

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения прочностных параметров кинематической пары инструмент-деталь, включающем приложение нагрузки к одному из звеньев кинематической пары и измерение его деформации, нагрузку прикладывают в форме импульса силы в направлении главного движения резания, измеряют длительность импульса резания и текущее значение линейной скорости входного звена в интервале длительности импульса резания, на основании чего затем определяют величину динамической деформации, вибрационной жестко-, сти, составляющие силы резания, величину статической деформации и значение собственной частоты колебаний выходного звена.

Приложение нагрузки в форме импульса силы в процессе резания позволяет сократить штучное время обработки, повысить жесткость пары инструмент-деталь, обеспечить выполнение принципа инверсии, определяющей правильность измерений, и тем самым расширить технологические возможности способа.

Измерение скорости входного звена в интервале длительности импульса резания позволяет во взаимосвязи измерять параметры вибрационного движения и вибрационного воздействия.

На фиг.1 приведен эскиз, поясняющий .процесс осуществления способа; на фиг.2 - блок-схема устройства для реализации способа.Р

ел С

со

Ј ю со

т (Т.--г) - время, когда стружка не контактирует с передней поверхностью инструмента.

С учетом (4) и (5) текущее значение радиальной РУвибр составляющей силы резания при импульсном нагружении определяют по формуле

то с учетом (9)

25т2Р.У . 1 m k

(12)

откуда значение собственной частоты колебаний детали определяют по формуле

Использование: обработка металлов резанием, способы определения жесткости, для определения силы резания и упругих перемещений детали при обработке на Станках токарной группы. Сущность: прикладывают нагрузку к одному из звеньев кинематической пары в форме импульса силы в направлении главного движения резания и измерения его деформации. Измеряют длительность импульса резания и текущее значение линейной скорости входного звена в интервале длительности импульса резания. Затем определяют величину динамической деформации, вибрационной жесткости, составляющие силы резания, величину статической деформации и значение собственной частоты колебаний выходного звена. 2 ил., 3 табл.

PYB

V

е - m V Т 1fV3 П

вибр 2 77 лп °

а фактическое значение радиальной PY0 составляющей силы резания, как если бы она действовала постоянно, то есть при статическом нагружении, исходя из явлений механизма резания с нечувствительностью к вибрациям, и запаздывание проявления нагрузки и реакции упругих перемещений. - по формуле

pYo43(

Ј. т Jl Ј1 ь

Известно, что поведение системы при О t т определяют решением в виде

г дин

Y0 2 ski

Р0Т

т

а упругие перемещения Y0 детали в направлении радиальной составляющей силы резания, как если бы она действовала постоянно, по известной формуле

Yo PY0

EJ

где Ро - собственная частота колебаний детали;

k - параметр условия крепления детали (в центрах, патроне);

Е - модуль упругости материала заготовки;

J - Момент инерции поперечного сечения обрабатываемого вала.

С учетом (7) и (9) величину упругих перемещений Yo детали в направлении радиальной составляющей силы резания, как если бы она действовала постоянно, определяют окончательно по формуле

103

- Do .

Если подставить в (9) правую часть выражения (7) и переписать (9) в виде

. t Jen6p -f

дин

(6)

10

.p0 areslnr4LJL

(13)

15

20

25

30

35

40

Микро- ЭВМ 8 обрабатывает сигналы по алгоритмам (4), (5), (6 ), (7), (10), (13) и выдает результаты расчета, например, на видеоконтрольное устройство (на фиг.2 не показано).. . : Пример. Обтачивают в центрах вал начисто. Диаметр вала 150 мм, длина L 2000 мм.

Режимы резания: скорость обрабатываемой поверхности V0 200 м/мин (3,3333333 103 мм/с), глубина резания t 1 мм, подача S 0,3 мм/об, резец проходной Т15К6, обрабатызаемый материал ст. 45.

Параметры вибрационного движения инструмента: период колебаний Т 33,333333 х х , амплитуда а 12,5-200-33,333333 х

v6

Ч3

х 10° 83,333333 мк.

Масса заготовки m 0,0281014 кгс /мм

4

Модуль упругости материала Е 2-10 кг/мм .

Момент инерции поперечного сечения

обрабатываемой заготовки J лОо /64 24.50489 106мм2. -

Коэффициент закрепления k L3/48 109/6.

Число оборотов заготовки п 430,148494.

Измеренные параметры представлены в табл.1.

Определяемые параметры приведены в табл.2 и 3 (нагружение и измерения на сере- 45 дине длинь вала).

Данные примера измерений отличаются от экспериментальных данных Соколовского А.П.

5Q Формула изобретения

. Способ определения прочностных параметров кинематической пары инстру; мент-деталь, включающий приложение нагрузки к одному из звеньев кинематиче55 ской пары и измерение его деформации, о т- личающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, нагрузку прикладывают в форме импульса силы в направлении главного движения резания, измеряют длительность импульса резания и текущее значение линейной

скорости входного звена в интервале длительности импульса резания, на основании

чего определяют прочностные параметры кинематической пары инструмент-деталь.

Т а б л и 1

Таблица 2

Таблица 3

Фиг. 1

Фиг. 2