Способ определения скорости резания

Сотоа Соеетсиик Социалистических Республик(51) 15/О рисоедииеиием заявки Гееудерствееме вмте. СССР ае делам зебрте а еткрьб(71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станк(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ Изобретение относится к обработкеметаллов резанием и может быть использовано во всех случаях, где резаниеосуществляют электропроводным инструментом.В современной металлообработке резанием с появлением труднообрабатываемых конструкционных материалов, вызывающих интенсивный износ режущего инструмента, поиск диапазона рабочих ско.ростей, где износ инструмента минимален, представляет одну из актуальнейШйх задач, Известны способы определения оптимальной скорости резания, базирующиеся на проведении ряда стойкьстных испытаний,Классический способ определенияскбрости резания основан на зависимости"т 1 (Т),где е, - скорость резания,Т - стойкость инструмента.Экспериментальное получение зависимости У щ х (Т) связано со значительным расходом обрабатываемого и инструментального материалов н рабочеговремени.Более совершенен способ, основанныйна использовании термоэдс, генерируе 5 мой в процессе резания и Отождествляемой с температурой контакта инструмента с обрабатываемой деталью. 1,Как и все другие известные способыэтот способ требует для определения опта тимальной с точки зрения износа инструмента скорости резания проведениястойкостных испытаний (в сокращенномобъеме) и не учитывает реальный раэброс физических свойств материалов,участвующих в резании: обрабатываемого (от заготовки к заготовке даже одной марки) и инструментального (от отеной пластинки к другой), Другими словами, этот способ не обеспечивает работы первой пары: инструментальныйобрабатываемый материал, - на оптимальной скорости резания с точки зренияминимального резца,Между тем прогрессивные конструции металлорежущего оборудования ипроцесс автоматизации средне - и мелкосерийного производства путем создания комплексов быстропереналаживаемых станков с ЧПУ, управляемых отцентральной ЭВМ, требует высокой надежности инструмента в работе во всехслучаях часто. меняющихся заготовок.Целью настоящего изобретения являегся повышение надежности инструмента в работе путем учета фактическихфизико-химических свойств обрабатываемого и инструментального материаловДля этого измеряют оптическим цветовым пирометром температуру контыта инструмент деталь вычисляют эаВиесимость производной термоэдс по тем-, ." пературе контакта и по полученной эависймости выбирают скорость резания, 20соо"гветствуюшую минимальному значению производной,В начале обработки детали производятрезание с переменной скоростью, эасчет чего получают зависимость производной термоэдс, по температуре контакта.На фиг. 1 дана схема осуществленияспособа на примере обработки деталитипа фланца, на фиг. 2 - график эави- зосимости термоэдс и температуры отскорости резания;.на фиг, 3 - устройство для реализации предлагаемого способа.Заготовка, установленная в патронстайка, подвергаетс:я предварительнойобточке по торцу А. При этом скоростьреаниЯ при постоянной частоте вращения шпинделя меняется в некоторых пределах,"Получаемые при этом сигналы;первый, термоэдс в функции скоростирезания Е = Е Щ, и второй,:температура скользящего контакта, реГистрируемая оптическим цветовым пирометром, также в функции скорости резанияТ щ Т (7), показаны на фиг, 2. Вйдэтих функций может существенно отлй чаться не только при переходе на другую марку обрабатываемого материала,ио, например, при его термообработке,являясь характеристическим для даннойпары инструментального и обрабатываемого материала.Исследованиями установлено, что,несмотря на схожее монотонное возрастание функций Е йТ, между ними имеется различие в форме и координатеточек перегиба (фиг, 2), определяемое физико-химическими свойствами материала заготовки и, например, твердого сплава, Это различие сказывЕаетсяна аиде и величине функции -Й -- ,т. е, производной от термоэдс потемпературе, показанной на фиг. 2 пунк,тиром. физически значение производнойсоответствует коэффициенту о 0 в формуле Зеебека, записанной в дифференциальной формеЕ ззаД Т/и характеризует взаимоцейстие инструментального и обрабатываемого материалов а условиях скользящего контакта, По виду функции1 (7)дТи ее значению производят выбор скорости резания, при котором взаимодействиеобрабатываемого и инструментальногоматериалов минимально (минимальна величина производной), т, е, минималенизнос инструмента,На фиг, 3 показано возможное расположение техническйх средств, обрабатываемой заготовки 1, режущего инструмента 2, пирометра 3, наведенного навершину режущей кромкиблока 4 регистрации термоэдс Е и температуры Тконтакта, системы Я управления станка и привода 6 главного движения ставкаНа основании данных, поступающихв блок 4 контроля, в период измененияскорости резания (предварительной обточки) вычисляют значения функциидЕ, определяют скорость резания, соответствующую ее минимуму, и посредством системы 5 управления станка управляют приводом главного движениястанка так, чтобы фактическая скоростьрезания находиласьв допустимом диапазоне,Все сказанное выше подтверждает,что предлагаемый способ может обеспечить надежность инструмента в работе даже при обработке первой заготовки и учесть ее индивидуальные особенности, налример, термообработку, т. ев таких условиях, когда известные способы неэффективны. При этом отпадаетнеобходимость проведения стойкостныхиспытаний.В современных комплексах станковс ЧПУ, управляемых от ЭВМ, испольэование указанного способа позволит повысить производительность этих комплексов (за счет повышения надежности обработки, сокрашения простоев и брака).3формула изобретения 1, Способ опрецеления скорости резания, соответствуюшей минимальному износу режущего инструмента, при котором производят измерение величины термоэдс, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности инструмента в работе путем учета фактических физико-химических свойств обрабатываемого и инструментального ма- териалов, измеряют оптическим цветовым пирометром температуру контакта инструмент - деталь, вычисляют зависи- мость произвоцной термоэцс по температуре контакта и по полученной зависимости выбирают скорость резания, соответствующую минимальному значению производной2. Способ по и. 1, о т л н ч а юш и й с я тем, что, в начале обработ ки цетали производят резание с переменной скоростью, эа счет чего получают зависимость произвоцйой термо эдс по температуре контакта.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Макаров А, Д, Разработка основ оптимального резания металлов.Уфа, ВДНХ СССР и Уфимский. авиационный институт им. Орцжоникидэе, 1971, с. 4.илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная аказ 445/13 Тнр ЦНИИПИ Госу по делам 113035, Москва, Поциисное омитета ССС ткрытий наб., ц 45