Способ измерения тангенциальной составляющей силы резания при многоразовом точении

(1% (И) 9 В 23 В 25/06 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВСЕСОЮЗНА з НА, тЯНТЩТЕХНМ,ЕИМ БИБЛИОТЕКА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания. М., "Машиностроение", 1977, с. 196-198.2. Авторское свидетельство СССР У 618200, кл. В 23 В 25/06, 1976, (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ МНОГОРЕЗЦОВОМ ТОЧЕНИИ, заключающийся в измерении нагрузки на шпинделе станка, радиусов обработки и подач на оборот, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительэлектрические проводиктов резец - деталь и о нгенциальную составляю- резания на отдельных ыражению но измеряю мости конт ределяют та щую Р силь резцах по в ЧЙг;С,мощность резания;угловая скорость ш е й нде ля,соответственно текущийрадиус обработки и подача на оборот 1 -горезца;электрическая проводимать 1 -го контактарезец - деталь,число одновременно ртающих резцов. Фс або- еИзобретение относится к областиизмерения сил резания на металлорежущих станках и может быть использовано при многорезцовом точенииэлектропроводным инструментом дляизмерения тангенциальных составляющих сил резания дифференцированнона каждом резце.Известен способ измерения силрезания при двухрезцовом точении,включающий непосредственное измерение тангенциальной составляющейсилы резания Р на одном резцеа составляющую другого резца Рполучают вычитанием величины выходного сигнала датчика силы из величины сигнала, пропорциональногопотребляемой мощности привода главного движения 1.Недостатком этого способа является необходимость встройки чувствительных элементов в суппортныеузлы станка, что вызывает значитель.ные конструктивные трудности, сни-,жает жесткость этих узлов, а следовательно, и технологические возможности станка.Известен способ измерения силрезания при многорезцовом точениипо которому измеряют нагрузку нашпинделе станка, попеременно изменяют скорость подачи на каждом изрезцов и путем сравнения приращения нагрузки на шпинделе судят осиле резания на отдельных резцах 2,Недостатком известного способа 35является крайне низкое быстродействие, составляющее в лучшем случаенесколько секунд, что при учетевысокой динамичности процесса резания приводит к очень низкой надеж- фности и практически не позволяетиспользовать способ в системах автоматического регулирования сил резания.Цель изобретения - повышение быст 45родействия измерения,Поставленная цель достигаетсятем, что при способе измерения тангенциальной составляющей силы резания при многорезцовом точении, за- фключающемся в измерении нагрузкина шпинделе станка, радиусов обработки и подач на оборот, дополнительно.измеряют электрические проводи-.мости контактов резец - деталь и Ы. определяют тангенциальную составляю,щую Ру силы резания на отдельныхрезцах по выражению.Мг, Я.-Ч где Ц Экспериментальными исследованиями установлено, что корреляционная связь между электрической проводимостью контакта резец - деталь и тангенциальной составляющей силы резания Р независимо от текущих значений глубины резанияи износа резца может быть представлена в виде выражения(2) Р СэС х Р где Ср - постоянный для даннойпары материалов резца идетали коэффициент" - скорость резания.- мощность резания;- радиус обработки 1 -го,резца,- подача на оборот 1 -горезца;Й 1 - электрическая проводимость 1 -го контактарезец - деталь,Я - угловая скорость шпинделя;О - число одновременно работающих резцов.На чертеже показана блок-схемаустройства, реализующего предложенный способ.Устройство содержит блок 1 усилителей переменного тока, входы которого соединены с резцами 2, электрически изолированными от массыстанка, и через измерительный токосъемник 3 с обрабатываемой деталью 4,а выходы - с входом блока 5 вычисления. Параллельно входам блока 1усилителей соединены входы блока 6пороговых элементов. Другие входыблока 5 вычисления соединены с выходами блока 7 датчиков радиуса обработки, блока 8 датчиков подачина оборот, а также с выходом датчика 9 крутящего момента (мощностирезания). Резцы 2 через резисторы 10,а обрабатываемая деталь 4 через силовой токосьемник 11 соединены с вторичной обмоткой понижающего трансформатора 12Сущность способа заключается вследующем.телей подается на вход блока 5 вычисления, на другие входы которого подаются сигналы с выходов блока 7 ,датчиков радиуса обработки, блока 8 датчиковподачи на оборот и датчика 9 крутящего момента. ,3 блоке 5 вычисления в соответствии с выражеииеиНг", В у-к 1 ф и) иЕг б М. 1 М Л 1 1 производится. вычисление тангенциальной составляющей сипы резания 15 1 раздельно для каждого инструмента.В случае прекращения реааиия одним или двумя резцами и разрыва контакта резец .- деталь этих резцовнапряжение, снимаемое с этих резцов, 30 становится равньы напряжению на выхо. де трансйорматора 12, что примерно на 2 порядка выше напряжения иа контакте резец - деталь при наличии процесса резания. йри этом пороговое И устройство 6 отключает соответствующий канал из процесса вычисления в блоке 5 вычисления.Предлагаемый способ измерения сипы резания нри многорезцовом то- Зр ченин по сравнению с известнымимеет гораздо более высокое быстродействие (примерно на 2 порядка), что позволяет использовать его в системах автоматического управления БИСАУ) силовыми параметрами процесса резания при обработке заготовок с резкими колебаниями припуска как ;по длине, так и по периметру заготовки. Применение САУ силовыми пара" метрами на токарных станках при черновой обработке деталей из .литья, поковок, а также со сложным проФилем увеличивает производительность станков на 20-603, повышает надежность оборудования и создает условия для комплексной автоматизации процесса обработки резания.Годовой экономический эФФект при применении САУ процессом резания составляет в зависимости.от стоимости станка от 2000 до 10000 руб, на один станок. Кроме того, предлагаемый способ не требует периодического изменения оборотной подачи инструмента поочередно на каждом резце, что не снижает производительности (исходя из технологических соображений и прочности резца, изменение подачи возможно только в сторону уменьшения) и позволяет использовать способ при многорезцовом точении с одним суппортом, когда поочередное изменение подачи резцов невозможно.1143514,Тираж 1086Государственного комитета СССРелам изобретеий и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 3/10 ВНИИПИ Заказ одписно 13035 иал ППП "Патент", г, У од, ул. Проектная, 4 Составитель В, ВлодавскийРедактор И. Николайчук Техред Л.Микеш Корректор М. Леонтю