Спосіб контролю якості різального інструменту при обробці деталей на верстатах з системою числового програмного керування

Реферат: Спосіб контролю якості різального інструменту включає вимірювання максимальної величини сигналу акустичної емісії в зоні різання при перехідному процесі. Перед обробкою заготовки на ній не потрібно знімати фаску і сигнали вимірюють в двох зонах, а саме додатково вимірюють мінімальну величину сигналу акустичної емісії в зоні різання та інфрачервоного випромінювання із зони сходу стружки при перехідному процесі. UA 99027 U (12) UA 99027 U UA 99027 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до методів контролю експлуатаційних властивостей матеріалів, а саме до пристроїв для визначення стійкості різального інструменту та його покриття, і може бути використана як засіб вхідного контролю різального інструменту при обробці деталей на верстатах з системою числового програмного керування (ЧПК). Відомий пристрій для визначення стійкості різального інструменту 11], який полягає в тому, що в процесі різання реєструють сигнал віброакустичної емісії та визначають текуче значення постійної складової сигналу віброакустичної емісії шляхом його детектування та фільтрації. Основним недоліком даного пристрою є те, що акустичний сигнал розглядається на повністю, а тільки його постійна складова. Відфільтрований сигнал не дає змоги повністю дослідити процес різання, а це в свою чергу призводить до неточного та неякісного контролю зносостійкості різального інструменту. Найбільш близькою за технічною суттю до запропонованого технічного рішення є корисна модель [2]. Спосіб контролю якості різального інструменту полягає в тому, що вимірюють максимальну величину електрорушійної при перехідному процесі, мінімальну величину сигналів електрорушійної сили і акустичної емісії перехідного процесу різання, визначають середню швидкість зміни кожного із цих сигналів і по величині сумарної середньої швидкості зміни сигналів ЕРС та АЕ судять про якість інструменту. До недоліків даного пристрою слід віднести те що, перед обробкою заготовки на ній знімають фаску, яка відповідає геометрії і довжині різальної кромки, а не починають обробку відразу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб контролю якості різального інструменту, що дасть змогу підвищити продуктивність і точність. Поставлена задача вирішується тим, що в способі контролю якості різального інструменту, який полягає в тому, що вимірюють максимальну величину сигналу акустичної емісії в зоні різання при перехідному процесі, новим є те, що перед обробкою заготовки на ній не треба знімати фаску і сигнали вимірюються в двох зонах, а саме, додатково вимірюють мінімальну величину сигналу акустичної емісії в зоні різання та інфрачервоного випромінювання із зони сходу стружки при перехідному процесі. Потім визначають середню швидкість зміни кожного із цих сигналів, а про якість інструменту судять за величиною сумарної середньої швидкості зміни сигналів акустичної емісії та інфрачервоного випромінювання. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 - залежність акустичного сигналу і інфрачервоного випромінювання від часу в процесі різання; на фіг. 2 - блок-схема пристрою, який реалізує запропонований спосіб контролю якості різального інструменту. Стандартний процес різання має дві фази: стаціонарну (при стійкому різанні) і перехідну (при врізанні). На графіку, зображеному на кресленні, бачимо, що перехідний процес різання ділиться на два етапи: зростання сигналу і його стабілізація. Зростання сигналу характеризується саме врізанням інструменту, тобто постійним збільшенням площі контакту між різцем і заготовкою, а також різким збільшенням температури на контактуючих поверхнях, яка визначається матеріалами покриття і різця. Стабілізація сигналу характеризується постійним підтриманням теплових процесів в зоні різання, що, в свою чергу, створює високі термонапруги в при різцевій зоні, які призводять до втрати міцності і руйнації інструменту. Поширення теплоти в зоні різання відбувається в основному за рахунок теплопровідності матеріалу інструменту і його покриття. Саме тому зносостійкість інструменту буде визначатися тепловим і напругодеформованим станом в зоні обробки, причому, чим швидше відбувається відведення тепла з різальної поверхні інструменту, тим більш високі термічні і механічні напруги випробовує матеріал інструменту і покриття. А швидкість та інтенсивність тепла, яке відводиться з зони обробки у вигляді стружки, дають інформацію про її характер, а отже і про ступінь зношення інструменту. Отже, чим менша швидкість перехідного процесу, тим вища стійкість різця. Спосіб реалізується наступним чином. На верстат встановлюють різальний інструмент, який будуть контролювати і оброблюють заготовку. В процесі різання текучі сигнали A(t), I(t) з датчиків акустичної емісії та інфрачервоного випромінювання подають відповідно на входи 1 і 2 каналів. Сигнал A(t) з датчика акустичної емісії надходить на вхід підсилювача 3.1. З виходу підсилювача 3.1 сигнал A(t) надходить на вхід аналого-цифрового перетворювача 4.1 і на вхід порогового пристрою 5.1, який вмикає пристрій 6.1 визначення максимального значення сигналу перехідного процесу, а також вмикає осередок пам'яті 7.1, який фіксує максимальне значення сигналу при перехідному процесі. З виходу 6.1 сигнал надходить також на вхід пускового пристрою 8.1, який вмикає лічильник часу 9.1 і пристрій 10.1 для визначення мінімуму сигналу при перехідному процесі і осередок 11.1 пам'яті, який фіксує мінімальне значення сигналу при перехідному процесі. З виходу пристрою 10.1 сигнал також надходить на пристрій 12.1, який 1 UA 99027 U 5 10 15 вмикає осередок пам'яті 13.1 для запису часу між максимальним і мінімальним сигналами перехідного процесу. Аналогічним чином оброблюється сигнал I(t) з датчика акустичної емісії. Із осередків 13.1 і 13.2 пам'яті сигнали надходять на вхід лічильного пристрою 14, який визначає швидкість зміни сигналів ІЧ-випромінювання і акустичної емісії і середню швидкість зміни цих сигналів Vs , по якій і судять про якість різального інструменту. Запропонований спосіб для визначення якості різального інструменту дозволяє підвищити продуктивність визначення зносостійкості інструменту і точність, причому його використання виключає попереднє зняття фаски яка відповідає геометрії і довжині різальної кромки, яке збільшує час проведення діагностики. Це дозволяє широко використовувати дану корисну модель в умовах автоматизованого виробництва. Перевагою даного способу контролю якості інструменту є підвищення точності контроля різального інструменту в кілька разів в порівнянні зі способом, який реалізується в прототипі. Джерела інформації: [1]. Патент SU № 1714458 ΑΙ, ΜΠΚ G01N3/58, від 23.02.92. [2]. Патент UА № 21776 А, МПК B23Q15/00, від 30.04.1998. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб контролю якості різального інструменту, який включає вимірювання максимальної величини сигналу акустичної емісії в зоні різання при перехідному процесі, який відрізняється тим, що перед обробкою заготовки на ній не потрібно знімати фаску і сигнали вимірюють в двох зонах, а саме додатково вимірюють мінімальну величину сигналу акустичної емісії в зоні різання та інфрачервоного випромінювання із зони сходу стружки при перехідному процесі. 2 UA 99027 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3