Способ контроля процесса резания и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контролю технологического процесса в металлорежущих станках и может быть применено при резании алмазным дисг ком ферритовых сердечников магнитных головок записи и воспроизведения сигналов и звука, при точении магнитных дисков и т.п. Цель - обеспечение возможности контроля относительного времени резания, увеличение информативности контроля и предотвращение локального изменения свойств, поверхности обрабатываемой детали в зоне резания. Для этого осуществляют операции демпфирования вибрации державки на высоких часто тах, ее виброизмерения, вьщеления огибакщей сигнала высокочастотных вибраций, определения относительного времени пребывания огибающей над установленным уровнем и по полученному результату судят об относительном времени и процессе. Устройство для осуществления t способа содержит державку детали и измерительный вибропреобразователь , подключенный через резонансный усилитель к индикатору , демпфер, прикрепленный к державкеj и последовательно включенные между вибропреобразователем и индикатором детектор огибающей, формирующее устройство, фильтр низких частот и блок сравнения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л

(5D4 В 23 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3858657/31"08 (22) 14.02.85 (46) 23.01.87. Бкп, У 3 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) В.Н.Аугутис, П.А.Варанаускас, К.M.Ðàãóëüñêèñ и К,П,Улявичюс (53) 621. 91 (088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 829352, кл, В 23 Q 15/00, 1978.

Патент Японии Р 58-29465, кл. G 01 Р 3/42, 1984. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контролю технологического процесса в ме таллорежущих станках и может быть применено при резании алмазным дис-. ком ферритовых сердечников магнитных головок записи и воспроизведения сигналов и звука, при точении магнитных дисков и т.п. Цель — обеспечение воэможности контроля относи.Я0„„1284785 А 1 тельного времени резания, увеличение информативности контроля и предотвращение локального изменения свойств. поверхности обрабатываемой детали в зоне резания, Для этого осуществляют операции демпфирования вибрации державки на высоких частотах, ее виброизмерения, выделения огибающей сигнала высокочастотных вибраций, определения относительного времени пребывания огибающей над установленным уровнем и по полученному результату судят об относительном времени и процессе, Устройство для осуществления способа содержит державку детали и измерительный виб- g

O ропреобраэов атель, подключенный через резонансный усилитель к индикатору, демпфер, прикрепленный к державке; и последовательно включенные между вибропреобразователем и индикатором детектор огибающей, формирующее устройство, фильтр низких частот и блок сравнения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

t28a7e!

Изобретение относится к области контроля технологического процесса в обрабатывающих станках и может быть применено для регулирования режимов работы этого процесса, например, при обработке ферритовых сердечников магнитных головок записи и воспроизведения сигналов и звука.

Цель изобретения — обеспечение воэможности контроля относительного времени резания, увеличение информативности контроля и предотвращение локального изменения свойств поверхности обрабатываемой детали в зоне резания, На фиг,! приведены графики последовательности операций способа; на фиг,2 — устфойстно для осуществле- ния способа, При резании, например, элементов ферритоных сердечникон магнитных головок их качество зависит ат режима резания, Неравномерное резание, вызванное биением шпинделя или алмаз- 25 ного диска, ведет к преждевременному его износу и изменению магнитных и механических свойств феррита в зоне резания. Это вызвано тем, что резание при наличии биений фактически 30 осуществляется на весь период Т вращения алмазного диска, а его часть

6Т. При той же подаче локальное воэдейстние на феррит меньше, когда относительное время резания ьТ/Т 1, 35

Измерение вибраций шпинделя или державки на низких частотах не дает информации об относительном времени резания, Вибрации, возникающие в зоне контакта алмазного диска с деталью, !О распространяются в детали и через акустический контакт, например слой клея, н державку, где их демпфируют.

Для уменьшения влияния низкачастот" ных вибраций, а также улучшения воэможности демпфирования вибраций н электрический сигнал преобразуются с помощью резонансного преобразователя в области 1 МГц, На выходе резонансного усилителя, настроенного на частоту преобразователя, получаем периодически изменяющийся сигнал U (фиг,1), Выделяется огибающая сигнала U и сравнивается с г уровнем, соответствующим, например, 55

0,2 îr максимума огибающей, Превыпение этого уровня саотнЕтствует наличию резания и составляет часть ь Т периода ог ибающей Т, Последава5 2 тельность импульсов длительностью Т и периодом Т фильтруют и получают напряжение Uо = Б аТ/Т, которое пропорцианапьно относительному времени резания Т/Т. Этот сигнал является информационным П„„ . Его сравнивают с установленным уровнем U, и результат Б„„; <Б разрешает судить а недопустимом относительном времени резания, что приводит к перегреву. и другим локальным изменениям обрабатываемой поверхности.

Пример 1. Способ проверен на специальном станке. Раэрезывался феррит марки M 1000 НТ и марки ФГ-З.

Применялись режущие алмазные диски диаметром !5 и 20 мм, толщиной

0,3 мм. Скорость вращения диска

60000 и 80000 аб/мин, подача 2 и

5 мм/мин.

Установлено, что беэ контроля процесса резания появляется перегрев обрабатываемых деталей, При обработке неопытным рабочим иэ 100 образцов брак достигал 95, а опытным — 12, Определено, что пределы измеренного относительного времени резания

0,3-0,8 при установленном уровне огибающей 0,2 !!, Этот уровень подбирается .экспериментально как минимальный, преньппающий уронень снгнала ренерберации, Пример 2. Определено относительное время резания при точении магнитных дисков на станке МК 6512, Подача 1 мм/с, глубина резания до

20 мкм, Относительное время резания

0,1-1, Устройство (фиг,2) для осуществления способа содержит державку 1 обрабатываемой детали 2,,например ферритового сердечник" магнитных головок записи и воспроизведения сигналов и звука, и инструмент 3„ например алмазный диск, Держав-..а i с деталью 2 имеет акустический контакт, например приклеена. Она также сопряжена с демпфером 4 и измерительным вибрапреабразователем 5, выход которого подключен через резонансный усилитель 6, детектор 7 огибающей, например двухполупериорный выпрямитель с фильтром низких частот, формирующее устройство 8 и фильтр 9 низких частот к блоку 10 сравнения, Устройство работает следующим абраэам.

3 1284

В зоне контакта алмазного диска 3 с. деталью 2 возникают вибрации, ДеTBJlb 2 имеет акустический контакт с державкой I, Поэтому вибрации распространяются из детали в державку 1

Генерация вибраций осуществляется только во времени 4Т той части периода вращения Т алмазного диска 3, когда он осуществляет резание, Ос"тальную часть периода в державке 1 10 происходят свободные колебания. При скоростях вращения диска, например, более 60000 об/мин период, соответственно, меньше 1 мс. Дпя того, чтобы уменьшить реверберацию на высо- 15 ких частотах, а тем самым точнее определить ту часть периода, в которой осуществляется резание, державка 1 демпфируется на высокой частоте демпфером 4 так, чтобы время ревербера- 2б ции было меньше периода вращения (периода огибающей) ° В качестве демпфера 4 может быть применен металл с большим затуханием.

Введение демпфера 4 позволяет на выходе резонансного вибропреобразователя 5 получить сигнал, огибающая которого пропорциональна интенсивности резания, Это достигается за счет того, что иэ-за малой ревербера- 30 цин в случае отсутствия резания вибрации быстро затухают.

Сигнал резонансного вибропреобразователя 5 поступает на резонансный усилитель 6, резонансная частота которого совпадает с резонансной частотой преобразователя 5,.Полоса их пропускания составляет около 20/Т.

Усиленный сигнал с выхода усилителя

6 поступает на детектор 7 огибающей, 4р например двухполупериодный выпрямитель с фильтром низких частот, после которого поступает на формирующее устройство 8. Последнее на выходе вьщает напряжение U, когда огибаю- 45 щая превышает установленный уровень, например 0,2 от максимума огибающей, Наличие напряжения на выходе формирующего устройства 8 соответствует резанию (интервал 6T), а отсутствие— отсутствию резания. Последовательность импульсов с амплитудой U

785 длительностью АТ и периодом Т поступает на фильтр 9 низких частот,.на выходе которого получаем напряжение

U > = U, 4Т/Т, пропорциональное относительному времени резания дТ/Т. С выхода фильтра 9 напряжение поступает на выход устройства в качестве информативного сигнала Б и на блок 1О сравнения, где сравнивается с установленным уровнем U, В случае когда U„„ < U на выходе сравнивающего устройства появляется сигнал,. свидетельствующий об недопустимом относительном времени резания.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1, Способ контроля процесса резания, включающий операцию измерения вибраций державки детали, по резуль-тату которых судят о процессе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля относительного времени резания, увеличения информативности контроля, вибрации державки демпфируют на частотах измеряемых вибраций, исходя из условия, что время затухания свободных колебаний в державке до уровня сравнения должно быть на порядок меньше периода огибающей измеряемых вибраций, выделяют огибающую сигнала этих вибраций, определяют относительное время пребывания огибающей над установленным уровнем, равном наибольшей возможной величине огибающей в отсутствие резания, 2. Устройство контроля процесса резания, содержащее державку детали и измерительный вибропреобраэователь подключенный через резонансный усилитель к индикатору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности контроля относительного времени резания, оно снабжено демпфером, прикрепленным к державке и последовательно соединенным детектором огибающей, формирующим устройством, фильтром низких частот и блоком сравнения, при этом вход детектора подключен к выходу резонансного усилителя, а выход блока сравнения - к входу индикатора, 1284785

Составитель В.Алексеенко

Редактор О.Юрковецкая Техред Я.gоданич Корректор M.Демчик

Заказ 7506/16 Тираж 785 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4