Способ пожидаева автоматической компенсации растягивающих напряжений, действующих на передней поверхности режущей пластины в процессе резания

 

Использование: в инструментальной промышленности. Сущность: измеряют величину перемещения области, близкой к главной режущей кромке, по которой судят о величине максимального напряжения растяжения, действующего на передней поверхности режущей пластины. По полученному результату измерения корректируют положение области, близкой к главной режущей кромке, таким образом, что создают на передней поверхности режущей пластины напряжение сжатия, величина которого равна величине максимального напряжения растяжения. 1 ил.

Изобретение относится к инструментальной промышленности и может быть использовано для повышения стойкости режущего инструмента.

Известен способ повышения стойкости режущей пластины путем создания на ее передней поверхности благоприятных напряжений сжатия, которые противоположны растягивающим напряжениям, возникающим от давления стружки на переднюю поверхность режущей пластины в момент резания.

Недостатком этого способа является то, что растягивающие напряжения, действующие на передней поверхности режущей пластины, полностью не скомпенсированы, что снижает прочность и стойкость режущей пластины.

Цель изобретения повышение стойкости режущей пластины.

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа (условно показана передняя часть токарного правого проходного отогнутого резца, вид сбоку, перпендикулярно главной режущей кромке).

Резец содержит режущую пластину 6, подкладку 8, державку 9, стружколом-прихват 7 (винт крепления не показан), подвижный элемент 5, который соединяется с державкой 9 по соединению "ласточкин хвост" (не показано) и имеет возможность перемещаться вдоль задней поверхности резца по направлению вверх-вниз (показано стрелками), причем один конец подвижного элемента 5 взаимодействует с силовым исполнительным механизмом 4, а другой контактирует с опорной поверхностью режущей пластины в районе главной режущей кромки. Исполнительный механизм 4, датчик перемещений 1, сравнивающее устройство 2, задающее устройство 3, усилитель 11 показаны на чертеже условно. Датчик перемещений 1 размещен на режущей пластине 6, что позволяет производить измерения перемещений с достаточной точностью и напрямую. Исполнительный механизм 4 представляет собой пьезоэлектрический или магнитострикционный преобразователь. Неподвижная часть (корпус) исполнительного механизма 4 жестко соединена с державкой 9, а подвижная часть (пьезоэлементы или магнитострикционный стержень) воздействует на подвижный элемент 5, перемещая его, таким образом исполнительный механизм 4 посредством подвижного элемента 5 кинематически связан с режущей пластиной 6.

Способ заключается в следующем.

Пусть токарный резец подрезает торец заготовки 10, при этом от давления сходящей стружки на передней поврехности режущей пластины возникают растягивающие напряжения (результат деформации изгиба).

Для компенсации указанных выше напряжений растяжения по предлагаемому способу изгибают режущую пластину (вид изогнутой пластины при этом вогнутостью вверх), создают тем самым на ее передней поверхности напряжения сжатия, величина которых в каждый момент времени равна величине максимальных напряжений растяжения, возникающих в процессе резания на передней поверхности режущей пластины, тем самым достигается полная компенсация напряжений растяжения, действующих на передней поверхности режущей пластины, для чего исполнительным механизмом 4, кинематически связанным с режущей пластиной 6, перемещают вдоль задней поверхности резца подвижный элемент 5, которым воздействуют на часть опорной поверхности режущей пластины 6, расположенной близко к главной режущей кромке. Это несложно выполнить системе автоматического управления (САУ). Датчик перемещений 1 измеряет перемещение главной режущей кромки режущей пластины. По этому перемещению можно судить о величине действующих в результате деформации изгиба на передней поврехности режущей пластины нормальных напряжений, т.е. всегда можно однозначно привести в соответствие значение перемещения главной режущей кромки (или области, близкой к главной режущей кромке) режущей пластины и значение нормальных напряжений действующих в ней в результате деформации изгиба на передней поверхности.

Электрический сигнал с датчика перемещений 1 поступает на сравнивающее устройство 2, при необходимости сигнал, идущий с датчика 1, может быть усилен усилителем (усилитель показан пунктиром). Задающее устройство 3 также дает сигнал на сравнивающее устройство 2. Сигнал рассогласования поступает на усилитель 11, а с усилителя 11 на исполнительный механизм 4, который перемещает подвижный элемент 5, а тот изгибает режущую пластину до тех пор, пока сигналы, идущие с датчика 1 и задающего устройства 3, не уравновесятся. Задающее устройство 3 настроено так, что дает электрический сигнал соответствующий минимальным (незначительным) напряжениям сжатия, действующим на передней поверхности режущей пластины, которые необходимы для придания режущей пластине жесткости.

Эта величина минимальных напряжений сжатия, действующих на передней поверхности режущей пластины, автоматически поддерживается системой САУ на протяжении всего процесса резания, тем самым достигается полная компенсация напряжений растяжения, действующих на передней поверхности режущей пластины. Если сигналы, идущие с датчика перемещений 1 и задающего устройства 3, в каждый момент времени уравновешиваются, то автоматически происходит полная компенсация напряжений растяжения, действующих на передней поверхности режущей пластины на протяжении всего процесса резания, что приводит к значительному повышению стойкости режущей пластины.

Формула изобретения

Способ автоматической компенсации растягивающих напряжений, действующих на передней поверхности режущей пластины в процессе резания, заключающийся в том, что величину растягивающих напряжений изменяют, изгибая режущую пластину, путем создания на передней поверхности режущей пластины напряжения сжатия, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости режущего инструмента, режущую пластину изгибают на величину, определяемую с учетом измеренной величины перемещения главной режущей кромки режущей пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1