Способ измерения износа режущего инструмента при обработке цилиндрических поверхностей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 1629824 б 01 х 3/58 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о ания инс точке О нта в на =+а(о с емени т Коле которой инструм ростью чение в румсцтд цдчцц, (фиг. 1). 11 ри прав,1 сццц +с,) о.х(ц( цд учдсткс звенья образок к)т(.я в цс- двц жси(и и I. (:(1 с ко- .1.1, ц гст элс х(с цт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕ НИ Я ИЗНОСАРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к обработкеметаллов резанием, преимущественно к способам измерения износа инструмента. Цельизобретения - повышение точности измерения износа инструмента. Способ заключаетсяв том, что осуществляют резание, затемостанавливают подачу режущего инструмента, останавливают относительное вращение Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественно к способам измерения износа режу.цего инструмента, и может найти применение для измерения износа режугцего инструмента при автоматизации металлорежущего оборудования.Цель изобретения - повышение точности определения износа.На фиг. 1 приведена схема, поясняющая процесс осуществления способа; ца фиг. 2 - блок-схема устройства для реализации способа.Устройство содержит вибратор 1, установленный на суппорте станка, режущий инструмент 2, пьезоэлектрический датчик 3 вибрации (например, типа ИСА с диапазоном рабочих частот 50 - 40000 Гц), измеритель 4 шума и вибрации, предназначенный для измерения относительной скорости обработанной поверхности и вершины заготовки через 1 - 3 оборота цос 1 е остановки подачи, возбуждают механические высокочастотные или ультразвуковые колебания в одном из звеньев кицсматической пары инструмент - деталь в плоскости резания в направлении касательной к ярд(5 дтываемой поверхности, выбирают амплитуду колебаний, на 1 О - 205 большую величины допустимого износа инструмента, здддкп частоту, не равную и не кратную чдстоте другого звена. измеряют относительную скорость Р перемещения обрабатываемой поверхности и верн(ицы режущей кромки инструмента, одновременно измсряют длительность т контакта поверхцостсй ц каждый цикл колебаний, а ширину изцошсццой контактной площадки Й по задней поверхности определяют (вычисляют) цо формулс ф 6 -- 1 т. 2 ил,режущего инструмента. измеритель о врс - менных интервалов, предназначенный для измерения интервалов времени контакта поверхностей в каждый цикл измерений, блок 6 коммутации, дндлого-цифровой црсобразователь 7 и блок 8 управления (микро- ЭВМ), подключенный к сцлсме 9 Ч 1 У.Второй вход блока коммутации соединен с вторым выходом измерителя 4, второй вход которого соединен с вторым входом измерителя 5, выходом ЧПУ 9 и входом датчика 3, с блоком 8 управления ссх,п(цсгц( коммутатор 6, вибраторц вход ( истом 9 ЧПУ.Способ осуществляется следую)им образ мпары (контакт) инструмент - деталь, при этом точка А перемещается в положение А, а точка В в положение А, т. е. каждая из множества точек отрезка АВ проходит путь, равный ширине изношенной площадки по задней грани й. При дальнейшем движении в направлении +ОХ происходит разрыв элемента пары, что обеспечивает дискретность измерений. Затем движение осуществляют в обратном направлении - ОЛ, Исходя из этого длину отрезка АВ записывают в виде АВ=й -- т,где Й - ширина износа контактной площадки по задней поверхности, мм;Р - относительная скорость перемещения обработанной поверхности и вершины режущей кромки инструмента в плоскости резания в направлении касательной к обрабатываемой поверхности, мм/с;т - абсолютное значение времени контакта поверхностей в каждый цикл измерений, с.В соответствии с блок-схемой (фиг. 2) по команде на проведение измерения износа система 9 ЧПУ выключает подачу инструмента, через 1 - 3 оборота - вращение заготовки. При этом с передней поверхности инструмента удаляется стружка, а заготовка и инструмент образуют неподвижный контакт (фиг. 1). Система 9 ЧПУ запускает в блок 8 программу измерения износа, блок 8 включает вибратор 1, который возбуждает механические высокочастотные или ультразвуковые колебания инструмента в плоскости резания в направлении касательной к. обработанной поверхности.Колебания инструменту сообщают в плоскости резания в направлении касательной к . обрабатываемой поверхности для обеспечения требований выполнения принципов инверсии, определяющей правильиость измерений, а именно: траектория движения при измерении должна соответствовать траектории движения при формообразовании; линия действия должна совпадать с линией измерения (принцип Аббе); базы измерения должны совпадать с рабочими базами (правило единства баз). Выбирают амплитуду колебаний по крайней мере на 10 - 20 Я больше величины допустимого износа инструмента для обеспечения прерывистости процесса измерения на дискретной длине износа инструмента по задней поверхности, Выбирают частоту колебаний инструмента не равной и не кратной собственной частоте колебаний детали для недопущения явлений резонанса при измерениях.На инструмент 1 устанавливают датчик 3 вибрации, представляющий собой акселерометр. Механические колебания посредством датчика 3 преобразуют в электричес Формула изобретения 40 4550 55 5 10 15 20 25 30 35 кий сигнал, который затем подают на вход измерителя 5 шума и вибраций, где сигнал усиливают, фильтруют и выделяют постоянную составляющую сигнала с помощью детектирования и на выходе получают значение относительной скорости перемещения обработанной поверхности и вершины режущего инструмента, одновременно выделенную постоянную составляющую сигнала от измерения 4 шума и выбраций подают на вход измерителя 5 временных интервалов, где измеряют временной интервал периодических сигналов в виде времени контакта в каждом цикле колебаний. Блок 6 коммутации, управляемый от микроЭВМ, подключает аналого-цифровой преобразователь 7 к измерителю 4 шума и вибраций и измерителю 5 временных интервалов. Аналого-цифровой преобразователь 7 преобразует аналоговые сигналы измерителя 5 временных интервалов и измерителя 4 шума и вибраций в цифровые коды микроЭВМ, которая обрабатывает сигнал по алгоритму Й =тХ и в зависимости от результата расчетов выдает соответствующую команду в систему ЧПУ 9.Пример. Обтачивают в центрах вал начисто. Диаметр вала 0=200 мм, длина 2= =2000 мм. Режимы резания; окружная линейная скорость обрабатываемой поверхности (расчетная)=150 м/мин; глубина резания 1=1,5 мм; подача 5=0,3 мм/об; резец проходной Т 15 Кб, главный заданный угол сс=12, обрабатываемый материал Ст. 45. Параметры вибрационного движения инструмента; частота механических высокочастотных или ультразвуковых колебаний =20000 Гц, амплитуда колебаний 1,0 мм. Величина допустимого износа й = =0,8 мм. Способ измерения износа режущего инструмента при обработке цилиндрических поверхностей, заключающийся в том, что осуществляют резание, затем останавливают подачу режущего инструмента, останавливают относительное вращение заготовки через 1 - 3 оборота после остановки подачи, возбуждают механические высокочастотные или ультразвуковые колебания в одном из звеньев кинематической пары инструмент - деталь, регистрируют механические колебания, прошедшие через каждую контактную поверхность инструмент - деталь, и определяют степень износа инструмента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения износа, механические высокочастотные или ультразвуковые колебания одному из звеньев (например, инструменту) кинематической пары инструмент - деталь сообщают в плоскости резания в направлении касательной к обрабатываемой поверхности, выбирают амплитуду коле 1629824где 6 -10 баний по крайней мере на 10 - 20 ОО больше величины допустимого износа инструмента, задают частоту, не равную и не кратную частоте другого звена, измеряют относительную скорость перемещения обработанной поверхности и вершины режущей кромки инструмента, одновременно измеряют абсолютное значение времени контакта поверхностей в каждый цикл измерений, а ширину изношенной контактной площадки по задней поверхности определяют по фор- муле ширина изношенной контактной площадки по задней поверхности, мм;относительная скорость перемещения обработанной поверхности и вершины режущей кромки инструмента в плоскости резания в направлении касательной к обрабатываемой поверхности, мм,/с;абсолютное значение времени контакта поверхностей в каждый цикл измерений, с.Составитель О. НесоваРедактор Н. Япола Техред А. Кравчук Корректор Л. ПатайЗаказ 435 Тираж 385 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101