Способ определения критической скорости резания Советский патент 1981 года по МПК G01N3/58 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ

Изобретение относится к технической физике точнее к способам исследования обрабатываемос ти режущими инс1;.рументами, и предназначено для измерения предельно высокой скорости резания, при которой смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) еще оказывают свое влияние (кри тической скорости резания). Активные компоненты СОЖ, как правило, уме1чьшают сопротивление резанию, в чем заклю чается один из эффектов их действия. Однако, с увеличением скорости резания активные компоненты СОЖ не успевают проникать в области гранич1 ых поверхностей инструмента и обрабатываемого материала (проявление зффекта на молекулярном уровне). Позтому на практике для правильного применения той или иной СОЖ при обработке материалов резанием важно знать для нее критическую скорость резания, выше которой применение этой СОЖ не дает уменьшения сил резания. Известен способ определения критической скорости резания, заключающийся в сравнении величин износа резцд за одно и то же время при резании в среде СОЖ и на воздухе (1. Однако этот способ сложен, длителен и требует значительного расхода исследуемых материалов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ (этределения критической скорости резания, заключающийся в том, что в течение заданного промежутка времени производят резание в нейтральной среде при постоянных усилиях подачи и скорости резания и затем измеряют величину продольной подачи, далее производят резание в среде СОЖ при тех же условиях и также измеряют величину подачи. Затем определяют эффективность действия среды СОЖ по отношению разности величин подачи к подаче в нейтральной среде. Указанную операцию повторяют от 15 до 25 раз, в зависимости от исследуемых материалов, с различными скоростями резания и строят кривую зависимости эффективности действия среды СОЖ от скорости резания, по точке перегиба на указанной зависимости определяют критическую скорость резанИя. Однако известный способ недостаточно точен, поскольку скорость резания изменяется дискретНО, а результат измерения-содержит ряд систематических ошибок. Кроме того, способ требует значительного расхода исследуемых материков и длителен. Цель изобретения - разработка способа определения критической скорости резания, позволяющего повысить точность определения при со кращешш времени определения и уменьшении расхода исследуемых материалов. Указанная адль достигается тем, что производят обработку образца режущим инструментом с постоянным усилием подачи и применением СОЖ, резание осуществляют с непрерывно увеличивающейся скоростью, фиксируя при этом велиадну продо;№Ной подачи, строят график зависимости продольной подачи от скорости резания, а критическую скорость резания определяют по излому на этой зависимости. При постоянном усилии подачи и наличии эффекта действия активной .среды устанавливается определенная подача S мм/об., которая с увеличением скорости резания остается постоянной или плавно изменяется. В момент, когда скорость резания становится больше, чем скорость проникновения активных компонентов СОЖ в зону резания, силы сопротивления резанию резко (в 1,5-3 раза) возрастают и подача также сущестйенно уменьшается. Таким образом, критической скорости резания соответству ет излом на зависимости продольной подачи от скорости резания при постоянном усилии подачи. .. На фиг. 1 приведена зависимость подачи S от скорости резания Ср (Ср.крит. - критическая скорость резания); на фиг. 2 - функциональная схема реализующая способ. В присутствии СОЖ производится обработка образца 1 режущим инструментом 2 при постоянном усилии подачи, задаваемым задатчиком 3 усилия подачя. При этом посредством тиристорного задатчика 4 скорости резанил увеличивают скорость враще}шя электродвигателя 5, передающего посредством кинематической передачи 6 вращение к образцу 1 и одновременно изменяют велишну продольной подачи измерителем 7 величины подачи. Выходной сигнал измерителя величины подачи подают на первый вход двухкоординатного самописца 8, на второй вход которого 8 подают пропорциона;п.ное скорости резания напряжение от задатчика 4 скорости резания. Самописец 8 вычерчивает кривую зависимости продольной подачи от ско рости резания. Скорость резания увеличивают до получемия на кривой излома, соответствующего критической скорости резания. 4 Например, при постоянном усилии подачи 00 И производят течение стали 45 в присут- , твии эмульсии четыреххлористого углерода. амописец предварительно калибруют по осям скорости резания и подачи. Эксперимент показывает, что излом на кривой зависимости ве;шчины подачи от скорости резания приходится на скорость резания 72 м/мин. Следовательно, 72 м/мин является критической скоростью резания, для исследуемого случая обработки, и применение данной эмульсии при скоростях резания свыше критической (72 м/мин) не приведет к существенному сниже}шю сил резания. Предлагаемый способ, по сравнению с известными позволяет сократить время измерения и уменьшить расход исследуемых материалов, поскольку производят только один эксперимент вместо 15-25 без последующей обработки результатов измерений. Кроме того, непрерывное изменение скорости резания позволяет существенно увеличить точность определения. Точность определения также возрастает вследствие исключения ряда систематических ошибок. Способ предназначен для измерения .критической скорости резания любых твердых тел в присутствии любых СОЖ. Применение способа позволяет сократить время определения от 180 до 10 мин, уменьшить в 15-25 раз расход исследуемых материалов и в 2-3 раза повысить точность определения. Формула изобретения Способ определения критической скорости, резания, включающий обработку образца режущим инструментам с постоянным усилием подачи и применением СОЖ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, сокращения времени и расхода материалов, резание осуществляют с непрерывно увеличивающейся скоростью, фиксируя при этом величину продольной подачи, строят график за висимости продольной подачи от скорости резания, а критическую скорость резания определяют по излому на зтой зависимости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ле Ван Зиен. Исследование жидких поверхностно-активных и химических активных сред на процессы обработки им микроразрушения твердых тел. Дис. на соиск. учен, степени к-та Хим. наук. М., МГУ, 1975, с. 38-41.

Фиг. 2