Способ управления обработкой детали резанием

 

Использование: обработка металлов резанием . Сущность изобретения: проводят предварительную обработку эталонной детали эталонным инструментом. Измеряют при этом значение главной составляющей силы резания и электрической проводимости контакта инструмент-деталь. Значение оптимальной скорости резания определяют с учетом соотношений главной составляющей силы резания и значений электрической проводимости контакта инструмент-деталь , полученных при предварительной обработке реальной детали.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК юм В 23 В 25/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:-„,, "., """ „,, В

О = С9т НВ Ч

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844332/08 (22) 28.06.90 (46) 30.04.93. Бюл. М 16 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Ц.Зориктуев, Ш.Г.Исаев, А.Д.Никин и

А.М.Акбердин (56) Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания, М„Машиностроени@, 1976, с.78-79,. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАБОТКОЙ

ДЕТАЛИ РЕЗАНИЕМ

Изобретение относится к обработке металлов резанием инструментом из электропроводящего материала.

Цель изобретения — повышение точности.

Сущность способа заключается в следующем.

Известно, что при обработке резанием целесообраз но поддержи вать оптимал ь ной температурный режим обработки. В настоящее время единственным приемлемым в ..производственных условиях методом измерения температуры в зоне резания является метод естественной термопары инструмент-деталь, Однако, в виду разброса удельной термоЭДС инструментального материала одному и тому же значению температуры в зоне резания могут соответствовать существенно отличающиеся значения термоЭДС естественной термопары инструмент-деталь. В связи с этим для обеспечения необходимой точности измерения.БЫ 181198б А1 (57) Использование. обработка металлов резанием, Сущность изобретения: проводят предварительную обработку эталонной детали эталонным инструментом, Измеряют при этом значение главной составляющей силы резания и электрической проводимости контакта инструмент-деталь. Значение оптимальной скорости резания определяют с учетом соотношений главной составляющей силь| резания и значений электрической проводимости контакта инструмент-деталь, полученных при предварительной обработке реальной детали. температуры в зоне резания необходимо тарирование каждого инструмента; Известные методы тарирования или имеют низкую точность или высокую трудоемкость, что ограничивает использование этих методом в производственных условиях. пай

В то же время известно, что с увеличением как глубины резания, так и твердости обрабатываемого материала, увеличиваются температура в зоне резания 0 и главная составляющая силы резания Pz При этом . О зависимости О = f(t, HB), Pz= f(t, НВ) и G=f(t, ОО

НВ) при фиксированных значениях скоро- О сти резания V, подачи 8, износа и элементов геометрии режущей части инструмента могут быть представлены в виде: зависимости

0= f(t, HB), Pz= f(t, HB) и G f(t, НВ) при фиксированных значениях скорости резания V, подачи S, износа и элементов геометрии режущей части инструмента могут быть, представлены в виде:

1811986

Pz =Cpt Р НВ

G =CGtZG (2) (3) (4) 10

Е, = ai О,. (9) W=Wg/Wp, Eon=El(PZq/PZ() . (6э/Gl) (10) (5) 30

Е(= а и =с4С РЯ 6( (7) откуда а — — Е /(С PP Gz) (8) 50

Подстановка глубины резания tиз выражения (3) и твердости НВ из выражения (2) в (1) позволяет получить; (wgZP)/(к@АР) — Д)/го -wg/wp

С = CgCG — Cp

Z = Zg/ZG — (WgZp/ZglNp), Пренебрегая температурой холодных концов естественной термопары, (что впол- 20 не допустимо при обработке в условиях обильного охлаждения зоны резания), и нелинейностью удельной дифференциальной термоЭДС а естественной термопары инструмент-деталь, (что в большинстве случаев допустимо), зависимость между термоЭДС еСтественной термопары и температурой резания будет определяться выражением;

При пробном резании эталонной заготовки эталонным инструментом на оптимальной скорости резания термоЭДС естественной термопары и с учетом выражения (4) определяется зависимостью;

Е„=а,g, =и, С Pz,G, (6) И Z

При пробном резании заготовки с неиз- . вестным припуском и твердостью инстру ментом данного типоразмера где а,, — удельная дифференциальная термоЭДС естественной термопары при пробном резании соответственно эталонной заготовки и заготовки с неизвестными припуском и твердостью i-м инструментом, g,, Я вЂ” температура в зоне резания при пробном резании соответственно эталонной заготовки и заготовки с неизвестными припуском и твердостью i-м инструментом, Pz, Pzl - главные составляющие силы резания при пробном резании соответственно эталонной заготовки и заготовки с неизвестными припуском и твердостью 1-м инструментом, G3, Gi — электрические проводимости контакта "инструмент-деталь" при пробном резании соответственно эталонной заготовки и заготовки с неизвестными припуском и твердостью i-м инструментом.

Оптимальное значение термоЭДС при пробном резании заготовки с неизвестным припуском I-м инструментом будет определяться выражением;

Учитывая, что go = С Pz> G, а а опреУЧ Z деляется выражением (8), после подстановки в выражением (9) получим:

Для исключения влияния на точность, нестационарности припуска на обработку, например, в виде некруглости заготовки при точении, и твердости обрабгтываемого материала, например, по глубине резания используемые в выражении (9) значения Еь

Pz; и Gi должны быть измерены в один и тот же фиксированный момент времени, Таким образом, оптимальное значение термоЭДС естественной термопары инструмент-деталь может быть определено при пробном резании заготовки с переменными глубиной резания и твердостью по соотношениям главной составляющей силы резания и ЭП КИД, измеренных при пробном резании эталонной заготовки эталонным инструментом к главной составляющей силы резания и ЭП КИД, измеренной при пробном резании заготовки с переменными глубиной резания и твердостью.

Способ осуществляется следующим образом.

Для каждой пары инструментального и обрабатываемого материалов по известным стойкостным моделям или экспериментально, например, путем проведения стойкостных исследований определяют зависимость оптимальной скорости резания от элементом геометрии режущей части инструмента, подачи и глубины резания, Одним (эталонным) инструментом каждого типоразмера (проходной, подрезной, правый, левый, и.т.д,) при фиксированном износе инструмента (целесообразно острозаточенным) проводят пробное резание эталонной заготовки с фиксированной твердостью и фикси18119О6

Формула изобретения

Составитель А.Никин

Редактор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор M.Êåðåöìàí

Заказ 1548 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рованными значениями подачи, глубины резания и с оптимальной скоростью резания.

Эталонная заготовка в общем случае может не соответствовать геометрической форме рабочих заготовок. При этом измеряются и запоминаются эталонные значения главной составляющей силы резания Pz, и ЭП КИД

G . Эталонные значения силы Pz и ЭП КИД

G> могут быть также рассчитаны по моделям, полученным путем проведения кратковременных испытаний.

В производственных условиях для каждого типоразмера инструмента выделяют участки пробного резания. При вступлении

i-ro инструмента в работу, например, в результате замены изношенного инструмента на участке пробного резания заготовки с неизвестными твердостью и припуском на обработку режимы резания, за исключением глубины резания, выдерживаются такими же, как и при пробном резании эталонной заготовки, При этом в фиксированный момент времени измеряются и запоминаются мгновенные значения главной составляющей силы резания Pz, ЭП КИД Gi и термоЭДС Еь Измеренное таким образом значение термоЭДС Ei корректируют в зависимости от величин отношений Pz,/Pzi и G>/6ь например в соответствии с выражением (9) и принимают скорректированное значение за оптимальное, Как показали результаты экспериментальных исследований, при обработке жаропрочных сплавов на основе никеля, высокопрочных и "углеродистых сталей значение показателя степени Nl в выражении (9) лежит в пределах i„.3, à Z — 1...5. Так, например, для конструкционных сталей

Zp=1, Z+ 0,1, Wp =0,35, W+0,75. Z+0.6, Ilри этом Z= -1,97; W=2,14.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить точность определения оптимального значения термоЭДС естественной термопары "инструмент-деталь", так как через значения главной составляющей силы резания

5 Pz и ЭП КИД G учитываются нестационарность глубины резания и твердости обрабатываемого материала.

Информация об оптимальном значении термоЭДС может быть использована для

10 корректировки скорости резания или для назначения стабилизируемого значения термоЭДС в системах автоматического регулирования температуры резания. Повышение точности стабилизации темпера15 турного режима позволяет улучшить характеристики качества поверхностного слоя изготавливаемых деталей, повысить производительность и снизить себестоимость обработки.

Способ управления обработкой детали резанием, включающий проведение пред25 варительной обработки детали, определение значения термоЭДС и назначение по измеренным значениям термоЭДС оптимальной скорости резания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности обработки, проводят предварительную об30 работку эталонной детали эталонным инструментом, измеряя при этом значение главной составляющей силы резания и электрической проводимости контакта инструмент-деталь, а значение оптимальной

35 скорости резания определяют соответству ющим образом с учетом соотношений значений главной составляющей силы резания и значений электрической проводимости контакта инструмент-деталь, полученных

40 при предварительной обработке реальной детали,