Устройство для определения износостойкости режущего инструмента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 М 35 РЕТЕНИЯ ОПИСАН ЕПЬСТВУ АВТОРСКОМУ( на-Доннного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 648349,кл. В 233 17/00, 1976, .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯИЭНОСОСТОЙКОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее последовательно соединенные датчик виброакустическойэмиссии, блок измерения износа, регистратор и блок регистрации режимов обработки, соединенный с вторымвходом блоха измерения износа,о т .л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения возможностей определения износостойкости,оно снабжено блоком измерения скорости износа и блоком измерения усилий резания, блок измерения скорости износа выполнен в виде последовательно соединенных первого полосового усилителя, перестраиваемогоузкотолосного фильтра, детектораи схемы сравнения, выход которойсоединен с регистратором, системыавтоматической настройки, вход которой воединен с выходом детектора,а первый выход - с вторым входомперестраиваемого узкополосного фиды. ра, задатчика скорости износа, выход которого связан с вторым входом схемы сравнения, а вход - с вторым выходом системы автоматической аастройки, масштабного усилителя- ,преобразователя, первый вход которого связан с выходом полосового усилителя, а выход - с вторым входом полосового усилителя, первый вход полосового усилителя связан с датчиком виброакустической эмиссии, третий вход полосового усилителя соединен с блоком регистрации режимов обработки, блок измерения усилий выполнен в виде последовательно соединенных датчика усилия резания, второго полосового усилителя, пере- вй страиваемого фильтра, схемы усреднения и второй схемы сравнения,выход которой соединен с регистратором, схемы регулировки времени усреднения, С вход которой соединен с выходом пе-. рестраиваемого фильтра, а выход - с вторым входом схемы усреднения, задатчика, выход которого соединен с вторым входом второй схеьы сравнения,второй вход второго полосового усилителя связан. с блоком регистрации, режимов обработки, второй вход перестраиваемого фильтра соединен с третьим выходом системы автоматической настройки, выход схемы усреднения связан с, вторым входом масштабного усилителя-преобразователя, а блок регистрации режимов обработки соединен с регистратором,Изобретение относится к управлению процессом резания, измерениюосновных стойкостных параметров режущего инструмента непосредственнов ходе обработки и может быть использовано для выбора и поддержанияоптимального режима при обработкена станках с программным управлением,Известно устройство для определения износостойкости режущего инструмента, содержащее последовательносоединенный датчик виброакустическойэмиссии, блок измерения износа, регистратор и блок регистрации режимов обработки, соединенный с вторым 15входом блока измерения износа 13Недостатком известного устройстваявляется недостаточная точность иэффективность измерения иэносостойкости, что обусловлено необходимостью 20перенастройки устройства при заменеинструмента и обрабатываемой детали. Кроме того, в процессе резанияневозможно производить оптимизациюсамого процесса резания, учитыватьскорость развития износа и нестабильность усталостного разрушения режущего инструмента.Цель изобретения - расширение возможностей определения износостойкости.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для определения иэносостойкости режущего инстру-,мента снабжено блоком измерения скоро:ти износа и блоком измерения усилий резания, блок измерения скрости изно"а выполнен в виде.последовательно соединенных первого полосового усилителя, перестраиваемогоузкополосного фильтра, детектора .40и схемы сравнения, выход которой сое.динен с регистратором, системы автоматической настройки, вход которойсоединен с выходом детектора ,апервый выход - с вторым входом пере.страиваемого узкополосного фильтра,задатчика скорости износа, выходкоторого связан с вторым входом схемы сравнения, а вход - с вторым выходом системы автоматической настройки, масштабного усилителя-преобразователя, первый вход которого связанс выходом полосового усилителя, авыход - с вторым входом полосовогоусилителя, первый вход полосовогоусилителя, связан с датчиком виброакустической эмиссии, третий входполосового усилителя соединен с блоком регистрации режимов обработки,блок измерения усилий резания выполнен в виде последовательно соединенных датчика усилий резания, второгополосового усилителя, перестраиваемогб фильтра, схемы усреднения и второй схемы сравнения, выход которой соединен с регистратором, схемы регулиров.65ки времени усреднения, вход которой соединен с выходом перестраиваемого фильтра, а .выход - с вторым входом усреднения, задатчика, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнения, второй вход второго полосового усилителя связан с блоком регистрации режимов обработки, второй выход перестраиваемого фильтра соединен с третьим выходом системы автоматической настройки, выход схемы усреднения связан с вторым входом масштабного усилителя-преобразователя, а блок регистрации режимов обработки соединен с регистратором.На чертеже показана блок-схема устройства.Устройство для определения износостойкости режущего инструмента состоит из последовательно соединенных датчика 1 виброакустической эмиссии, блока 2 измерения износа и регистратора 3. Блок измерения скорости износа выполнен в виде полосового усилителя 4, перестраиваемого узкополосного фильтра 5, детектора б, системы 7 автоматической настройки, задатчика 8 скорости износа, схе мы 9 сравнения, масштабного усилителя-преобразователя 10 и блока 11. регистрации режимов обработки, Блок измерения усилий резания выполнен в виде датчика 12 усилия резания, второго полосового усилителя 13, перестраиваемого фильтра 14 с встроенным детектором, схемы 15 усред" нения, схемы 1 б регулировки времени усреднения, второй схемы 17 сравнения и задатчика 18 допустимой величины циклической составляющей силы ре-зания.Устройство работает следующим образом.Датчик 1 виброакустической -эмис-, сии, установленный на суппорте станка, подает сигнал на блок 2 измерения износа, который формирует сигнал об износе и подает его на вход рЕ- гистратора 3.Одновременно сигнал с датчика 1, поступает на полосовой усилитель 4блока измерения скорости износа.Полосовой усилитель 4 выделяет полосу частот, в которой содержится частота основного контура системы СПИД. ,Блоком 11 регистрации режимов обработки устраняется влияние на входной сигнал полосового усилителя 4 режима обработки, Масштабный усилитель-преобразователь 10 осуществля.- ет обратную связь на полосовой уси литель 4, поддерживая его выходной сигнал постояннымпо .сравнению с общим интегральным уровнем. Система 7 автоматической настройки перестраива-. ет узкополосный фильтр 5 в диапазоне его частот на выделение максимальных1026038 ВНИИПИ Заказ 4549/35 Тираж 873 Подписное лиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул.Проектная,4 значений амплитуд, при этом пиковый детектор 6 выделяет максимальное зна-чение, амплитуд сигнала, поступающего с фильтра 5, Так как интегральное (по частоте) значние сигнала на выходе полосового усилителя 4 постоян но, то значение сигнала на выходе пикового детектора 6 определяется добротностью основного контурасистемы СПИД, т,е. чем меньше дис,сипация в системе, тем меньше ин- " 10 тенсивность и скорость износа.Задатчик 8 скорости износа допустимого значения настраивается системой 7 автоматической настройки во время контрольной обработки 15 .на допустимую величину скорости износа, которая корректируется при дальнейшей обработке системой 7.При автоколебаниях в системе СПИД сигнал в блоке измерения скорости 2 О износа дополнительно нормируется сигналом блока измерения усилий резания. Для этого сигнал с датчика 12 уси- лия резания, имеющего ту же частотную характеристику, что и полосовой усилитель 4, нормируется сигналом с блока 11 оегистоации режимов обработки. Фильтром 14 с детектором, перестраиваемымсистемой 7 автоматической настройки синхронно с фильтром 5, выделяется максимальное значение амплитуд сигнала. С фильтра 14 сигнал поступает на схему 15 усред нения, где интегрируется по времени, задаваемому схемой 16 регулировки времени усреднения в зависимости от уровня сигнала на входе схемы,15, который подается на масштабный усилитель-преобарзователь 10, в результате чего изменяется масштаб нормирования сигнала в блоке скорости износа по закону изменения динамической составляющей силы резания.В свою очередь выходной сигнал со схемы 15 усреднения поступает на вторую схему 17 сравнения, на второй вход которой поступает сигнал с задатчика 18 допустимого значения циклической составляющей силы резания. Разностный сигнал со схемы 17 сравнения определяет . усталостное состояние режущего инструмента по циклической составляющей силы резания, который накапливается в блоке памяти регистратора 3.Применение предлагаемого уст" ройства позволяет кроме определения величины износа определять скорость развития износа и момент возможного наступления усталостного разрушения режущего инструмента, что дает возможность определить оптимальные режимы обработки на станках с программным управлением, износостойкость и состояние режущего инструмента.