Способ оценки степени деформирования обрабатываемого резанием материала

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИ СПУБЛИК(19) (11)1 Я)5 С 01 В 5/3 ории резания оение, 1975,явля ние ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков(56) Бобров В.Ф. Основы теметаллов. - М.; Машинострс.89,Авторское свидетельство СССРМ 766747, кл, В 23 В 1/00, 1978,Васил ьев С. В, Измерение ЭДС резания// Станки и инструмент, 1983, М 6, с.23,Биргер И.А, Остаточные напряжения. -М.: Машгиз, 1963, с.32. Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на станках, главным образом для лезвийной обработки.Известен способ определения степени деформирования обрабатываемого резанием материала, о чем судят по искажению предварительно нанесенной на боковую сторону образца прямоугольной сетки. Недостатком способа является его трудоемкость и непригодность для производственных условий.Наиболее близким к предлагаемому является способом оценки степени деформирования путем измерения отражающего деформацию параметра, по результату которого фиксируют наличие деформации. Изза явления наклепа деформацию отражает, например, микротвердость материала. Недостатком этого способа и используемого в нем параметра, отражающего деформацию,(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО РЕЗАНИЕМ МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к обработке металлов резанием. Цель изобретения - повышение оперативности. В зоне наростообразования измеряют электрическое напряжение, возникающее в контакте между обрабатываемым материалом и режущим инструментом, и отношением значений переходного сопротивления контакта при большем и при меньшем входном сопротивлении измерительной схемы характеризуют степень деформирования обрабатываемого резанием материала, 2 ил проводить измереД повышение операется невозможностьво время резания.Цель изобретения -тивности,Для этого включают обрабатываемый материал и инструмент в электрическую цепь с фиксированным входным сопротивлением. в качестве отражающего деформацию параметра используют разность потенциалов, возникающую в контакте между обрабатываемым материалом и режущим инструментом, и измеряют ее при различных скоростях резания, строят график зависимости разности потенциалов от скорости резания и фиксируют скорость резания, соответствующую максимальному значению производной от разности потенциалов по скорости резания, измеряют и фиксируют входное сопротивление электрической цепи, повторно измеряют разность потенциалов при скорости резания, меньшей ранеезафиксированной скорости, и по полученным данным оценивают степень деформирования.В условиях резания при измерении электрического напряжения О, его величина, полученная при максимальном входном сопротивлении электрической схемы, называется квази ЭДС резания Е.На фиг.1 представлен график скоростной зависимости электрического напряжения Ч, измеренного вне и в зоне наростообразования; на фиг.2 - зависимость вычисленного коэффициента относительной деформации е обрабатываемого металла от скорости резания,Известно, что зону наростообразования диагностируют по характерному прогибу скоростной зависимости квази ЭДС резания Е. Вне зоны наростообразования ординаты кривой (см. фиг,1) О (Ч) не зависят от входного сопротивления В измерительного прибора, а в зоне наростообразования (за счет возникновения на режущем клине участка с заторможенным слоем и соответствующего перераспределения токов в зоне контакта обрабатываемая деталь - режущий инструмент) ордината кривой О (Ч) зависит от В. Пунктиром показано, полученная экстраполяцией правой части кривой Е(Ч) (см, фиг,1), какой было бы квази ЭДС Е при этих скоростях резания, если бы не было наростообразования.На фиг.1 экспериментальные кривые соответствуют резанию стали 45-резцом, оснащенным твердым сплавом Т 15 К 6 (з = 0,05 мм/об; т =- 0,2 мм) без применения технологической среды. В зоне наростообразования ордината 01 и соответствующая кривая соответствует В = 100 Ом, а 02 - В = 5,6 килоом, Стрелками показано изменение амплитуды напряжения при соответствующем изменении В при резании. Таким образом, изменяя нагрузку В, получают скольугодно много точек нужной в данном случае зависимости, например (см. фиг.1) для разных скоростей резания Ч. Данному значению скорости Ч в рассматриваемом примере можно поставить в соответствии три значения напояжения, первое - экстраполированное Е, 01 и 02. Используя эти три величины и известные закономерности электрических цепей (закон Ома для полной цепи и закон Кирхгофа) можно получить выражение для переходного сопротивления Вк на участке внешнего трения.Поскольку Е = 01 + 01+ - (01 - Ен), Ви Ви В ВкнЕ=02 В +02+ В (02 Ен),Вк 2 Вк 2Вг Вкн 5 где 01, 02 - измеренные напряжения, соот-.ветственно при нагрузке В 1 и В 2;Вц, Вк 2 - соответствующие значения переходного сопротивления контакта на участке внешнего трения;10 Вь - то же, но на участке внутреннеготрения, где имеет место неподвижный металл заторможенного слоя на режущем клине;Ен - возникающая на участке внутрен него трения квази ЭДСи справедливы допущения ВВк: Вь сопи; Ен О, то Е = 01(1+ )ВкнЕ=О 2(1+ )Вк 2Вкн 20 откуда Вс 2 01 Е - 02)Вкн 02 Е - 01 З 0 Известно, что вольтамперная характеристика переходного сопротивления Вк научастке внешнего трения нелинейна, т.к, Вкобратно пропорционально току. ПосколькуВ 2В 1, а 0201 (см, фиг,1), что являетсяследствием этой нелинейности, то Вк 2(Вк 1)я 1,Физически электрическое сопротивление, определяемое на постоянном токе ибез искажающего результат использованиякаких-либо сторонних источников электрической энергии, связано с рассеянием электронов на дефектах или узлахкристаллической решетки, которое в своюочередь пропорционально искажениям этой45 решетки, т.е, ее деформации, Следовательно, е может служить мерой относительнойдеформации металла при резании.На фиг.2 показан графлк я (Ч), который отображает происходящее при изменении скорости резания относительноеизменение деформирования металла,Таким образом изобретение по сравнению с прототипом позволяет повысить оперативность определения степенидеформировании материала, осуществляяэто определение непосредственно при резании с помощью УЧПУ сганка,Формула изобретенияСпособ оценки степени деформирования обрабатываемого резанием материала,Составитель С.ВасильеваРедактор Техред М,Моргентал Корректор А. Козориз Заказ 3250 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина звод заключающийся в том, что измеряют отражающий деформацию параметр, по результатам измерения фиксируют наличие деформации, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения оперативности, включают обрабатываемый материал и инструмент в электрическую цепь с фиксированным входным сопротивлением, в качестве отражающего деформацию параметра используют разность потенциалов, возникающую в контакте между обрабатываемым материалом и режущим инструментом, и измеряют ее при различных скоростях резания, строят график зависимости разности потенциалов от скорости резания и фиксируют скорость резания, соответствующую максималь ному значению производной от разности потенциалов по скорости резания, изменяют и фиксируют входное сопротивление электрической цепи, повторно измеряют разность потенциалов при ско рости резания, меньшей ранее зафиксированной скорости, и по полученным данным оценивают степень деформирования,