СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ДЕЙСТВИЯ РЕЗЦА НА ОБРАБАТЫВАЕМЫЙ ОБРАЗЕЦ ДРЕВЕСНО-Л ИСТОВО ГО Советский патент 1973 года по МПК G01N3/58 

1

Изобретение относится к измерительной технике для определения сил, а именно к способам измерения силы действия резца на обрабатываемый древесно-листовой материал, и может быть использовано ,в деревообрабатывающей промышленности.

Известен способ измерения силы действия резца на обрабатываемый материал, например древесностружечную и древесноволокнистую плиту, путем регистрации с помощью малоинерционного датчика и измерительной аппаратуры двух ее составляющих, расположенных вместе с силой действия в плоскости, параллельной нлоскости вращательного движения резцов инструмента.

Для измерения результирующей силы регистрируют с помощью, например, двухкомпонентных датчиков составляющие этой силы в двух взаимно перпендикуляных направлениях и по значению составляющих судят о величине и направлении равтаодействующей силы.

В процессе тарировки и измерения сил возникают погрешности, обусловленные регистрацией составляющих результирующей силы по двум раздельным каналам измерительной аннаратуры в виде двух записей, возможностью взаимного влияния составляющих и недостаточной жесткостью упругого элемента многокомнонентного датчика при высокой чувствительности. Кроме того, нри срезании или сдвиге весьма тонких стружек (-10-15 мкм) затупленным резцом возникает значительная сила отжима (нормальная составляющая),

превосходящая силу резания (касательную составляющую) в несколько раз. В этих условиях сила отжима, действующая по направлеПИЮ нормальной составляющей, создает измерительную деформацию упругого элемента

датчика, соизмеримую с толщиной стружек, что приводит к нарушению первоначально запланированного контакта резца с обрабатываемым материалом. Для устранения этого увеличивают жесткость упругого элемента

датчика, но тем самым снижают чувствительность датчика, а следовательно, и точность измерений.

Цель изобретения - упростить измерительную схему, увеличить жесткость упругого элемента датчика и повысить точность измерений. Это достигается тем, что касательную и нормальную составляющие силы действрш измеряют по одной записи проекций этих составляющих на измерительное направление однокомнонентного датчика, которое совмещают с нлоскостью действия сил и устанавливают перпендикулярно оси симметрии обрабатываемого образца, проходящей через центр вращения резцов инструмента и совпадающей с направлением нодачи образца.

На фиг. 1 изображена схема размещения образца, инструмента и измерительного направления однокомпонентного датчика; па фпт. 2 осциллограммы формы записи проекций составляющих при разных зпачениях и направлениях действия нормальной составляющей PJI.

Измерительное направление 1 однокомпонентного датчика 2 совмещают с полскостью действия касательной РК и нормальной Я„ составляющих и устанавливают перпендикулярно оси симметрии 3 образца 4, проходяпшй через центр о вращепия резца 5 режущего инструмента 6 вращательного действия и совпадающей с направлепием подачи обрабатываемого образца. Затем при резании регистрируют усилие, действующее по паправлспию измерения 1, равное разности или сумме нроекций составляющих и определяемое формулой

Ру : Р COS S - РН sin S,

где е - мгновенный угол контакта резца с обрабатываемым материалом, измеряемый от оси симметрии образца (см. фиг. 1). Сделав преобразоваиие формулы Ру, иолучают

Ру - Р (cos е - m sin е),

где -отнощение нормальной составРЛ

ляющей к касательной, зависящее от стенени затупления резца и других факторов процесса.

При ирямоугольном резании малых образцов С постоянной щириной стружки сила действия практически постоянна на всей дуге контакта резца с обрабатываемым материалом по схеме резания (см. фиг. 1). Для этих условий исследование уравнения показывает, что в зависимости от знака (отжимающая или затягивающая Рц) и величины т формы записи на осциллограмме могут быть различными (см. фиг. 2). Вместе с тем средняя ордината площади записи для всех ее форм в определенном масштабе соответствует действительной касательной составляющей РИ.

Нормальную составляющую РН измеряют но той же записи (см. фиг. 2, + Рн). взяв разность двух некоторых парных значений ординат записи относительно оси симметрии ов, наприМер, берут разность ординат в. точке с выхода резца из Сонрикосиовения с материалом и точке а входа резца в материал.

Получают

Py. 2PHSins.

Для повыщения точности измеряют разность нескольких парных значений ординат, по которым вычисляют среднее значение нормальной составляющей Pj,.

Для проверки измерений РК, а вместе с тем и РП вычисляют сумму двух парных значений ордииат записи осциллограммы, которая равиа

у. + у« 2РкСО$е,

И по ией определяют значение РК. Истинное значение касательной составляющей Р,; измеряют и непосредственно по осциллограмме (фиг. 2, ордината, расположенная па оси сим.мстрип записи, точка в).

Для случая Р„ - затягивающая (фиг. 2, -Р,|), получают

-- y« -2PHSine. Для случая (фиг. 2, ) и Рус-

.р п

уа - UЕсли первоначально выполняют разделение осциллограммы иа парные значения ординат относительно оси ее симметрии, то затем измеряют ряд ординат, по которым вычисляют площадь осциллограммы, и по приведенным формулам - зиачеиия составляющих РК и РНСилу действия измеряют следующим образом.

При подаче образца с постоянной скоростью и на вращающийся резец снимается

стружка постоянной толщины (колебания толщины могут быть 1,7%) нри прямоугольном резании. Возникающая при этом сила действия резца на образец с помощью однокомпоиентного датчика и измерительного прибора

регистрируется на осциллограмме в виде одиой записи проекций составляющих силы действия. Одиовременно с записью проекций составляющих на осциллограмме для удобства последующих измерений записывают отметку

оси симметрии записи.

Предмет изобретения

Способ измерения силы действия резца на обрабатываемый образец древесно-листового

материала путем регистрации с помощью малоинерциопного датчика касательной и нормальной составляющей силы действия, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерительной схемы, увеличения жесткости уиругого элемента датчика и повышения точности измерения, касательную и нормальную составляюпдие силы действия измеряют по одной записи ироекций этих составляющих на измерительное направление однокомпопентного датчика, которое совмещают с плоскостью действия сил и устанавливают перпендикулярно оси симметрии обрабатываемого образца, проходящей через центр вращения резцов инструмента и совпадающей с направлением подачи

образца.

Р..и