CS245114B1 - Způsob zjišťování obrobitelnosti feromagnetických materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu zjišťování obrobitelnostl feromagnetických materiálů. Podstata způsobu řešení je, že feromagnetický materiál se zmagnetuje střídavým magnetickým polem sinusového průběhu, změří se amplitudy a fáze harmonických složek napětí vytvořeného deformovaným magnetickým polem, z naměřených hodnot se stanoví magnetokorelační koeficienty pro jednotlivé harmonické složky, načež se měřením získané hodnoty srovnají se známými hodnotami etalonového feromagnetického materiálu. Podstatou zařízení k jeho provádění je, že je tvořeno napájecím zdrojem se sinusovým průběhem napětí nebo proudu, k jehož výstupu je připojena magnetovací cívka a snímačem připojeným na vstup harmonického analyzátoru.

Description

k provádění tohoto způsobu

Řešení se týká způsobu zjišťování obrobitelnostl feromagnetických materiálů.

Podstata způsobu řešení je, že feromagnetický materiál se zmagnetuje střídavým magnetickým polem sinusového průběhu, změří se amplitudy a fáze harmonických složek napětí vytvořeného deformovaným magnetickým polem, z naměřených hodnot se stanoví magnetokorelační koeficienty pro jednotlivé harmonické složky, načež se měřením získané hodnoty srovnají se známými hodnotami etalonového feromagnetického materiálu.

Podstatou zařízení k jeho provádění je, že je tvořeno napájecím zdrojem se sinusovým průběhem napětí nebo proudu, k jehož výstupu je připojena magnetovací cívka a snímačem připojeným na vstup harmonického analyzátoru.

Vynález se týká způsobu zjišťování obrobitelno-sti feromagnetických materiálů.

Dosud používané způsoby zjišťování obrobitelnosti materiálů spočívají v dlouhodobé nebo· krátkodobé zkoušce obráběním, při níž se vyhodnocuje intenzita opotřebení obráběcího nástroje až do stanoveného kritéria a podle poměru řezné rychlosti u zkoušeného a etalonového materiálu se zkoušený materiál zařadí do příslušné třídy obrobitelnosti.

Třídu obrobitelnosti materiálu je možné určit podle sjednaných normativů ze součinu koeficientů chemiclkého složení k_chs a koeficientu mechanických hodnot k_mh·

Obrobitelnost není však hodnotou konstantní a vykazuje i u stejného materiálu rozptyl. Tato skutečnost vede k tomu, že v technologických postupech se řezné podmínky pro použitý materiál stanovují s ohledem na možnost vstupu materiálu s nejhorší hodnotou obrobitelnosti.

Nedostatkem dosavadního způsobu zjišťování obrobitelnosti je, že neumožňuje zjišťování obrobitelnosti u každého kusu materiálu nebo polotovaru před jeho obráběním, zejména před jeho vstupem do automatizovaného výrobního systému.

Uvedený nedostatek odstraňuje způsob zjišťování obrobitelnosti feromagnetických materiálů podle vynálezu, jehož podstatou je, že feromagnetický materiál se zmagnetuje střídavým magnetickým polem sinusového průběhu, změří se amplitudy a fáze harmonických složelk napětí vytvořeného deformovaným magnetickým polem, z naměřených hodnot se stanoví magnetokorelační koeficienty pro jednotlivé harmonické složky, načež se měřením získané hodnoty srovnají se známými hodnotami etalonového feromagnetického materiálu.

Je výhodné, když střídavé magnetické pole sinusového průběhu je vytvořeno střídavým proudem sinusového průběhu a deformované magnetické pole je magnetické pole s deformovanou indukcí.

Je také výhodné, když střídavé magnetické pole sinusového průběhu je vytvořeno střídavým napětím sinusového průběhu a deformované magnetické pole je magnetické pole s deformovanou intenzitou.

Podstatou zařízení Ik provádění tohoto způsobu je, že je tvořeno napájecím zdrojem se sinusovým průběhem napětí nebo proudu, k jehož výstupu je připojena magnetovací cívka a snímačem připojeným na vstup harmonického analyzátoru.

Je výhodné, když napájecí zdroj je tvrdý zdroj proudu sinusového průběhu a snímač je snímací cívka přiřazená k magnetovací cívce, nebo když napájecí zdroj je tvrdý zdroj napětí sinusového průběhu a snímač je rezistor zapojený v sérii s magnetovací cívkou.

Je také výhodné, když snímací cívka je uspořádána souose s magnetovací cívkou,

Výhodou způsobu zjišťování obrobitelnosti feromagnetických materiálů podle vynálezu je možnost zjišťování obrobitelnosti přímo před vstupem materiálu do automatizovaného výrobního systému a tím možnost korekce řezných podmínek pro konkrétní díl, zejména u číslicově řízených výrobních systémů. Způsob zjišťování podle vynálezu také umožňuje vyřazení materiálu s nepřípustnou obrobitelnosti, která by mohla způsobit poškození břitu nástrojů. Je značně výhodné, že zjišťování obrobitelnosti se podle vynálezu provádí bez narušení materiálu, tedy nedestruktivní metodou.

Příkladný způsob zjišťování obrobitelnosti feromagnetických materiálů je podle vynálezu následující:

Feromagnetický materiál se zmagnetuje střídavým magnetickým polem sinusového průběhu. Pak se změří amplitudy a fáze harmonických složek napětí vytvořeného deformovaným magnetickým polem a z naměřených hodnot se stanoví magnetokorelační koeficienty pro jednotlivé harmonické složky. Nakonec se měřením získané hodnoty srovnají se známými hodnotami etalonového feromagnetického materiálu.

Přitom střídavé magnetické pole sinusového průběhu může být vytvořeno proudově tvrdým zdrojem a pak magnetické pole je deformováno tak, že je deformována jeho indukce, nebo může být střídavé magnetické pole sinusového průběhu vytvořeno napěťově tvrdým zdrojem a pák je magnetické pole deformováno tak, že je deformována jeho intenzita.

Příkladné provedení zařízení ke zjišťování obrobitelnosti feromagnetických materiálů je znázorněno na výkrese, kde obr. 1 představuje schéma zapojení prvního příkladného provedení zařízení se snímací cívkou a obr. 2 schéma zapojení druhého příkladného provedení zařízení s rezlstorem.

Zařízení podle obr. 1 je tvořeno napájecím zdrojem 1 se sinusovým průběhem proudu, k jehož výstupu je připojena magnetovací cívka 2. V blízkosti magnetovací cívky 2 je umístěna snímací cívka 3, připojená na vstup harmonického analyzátoru 4. Mezi magnetovací cívkou 2 a snímací cívkou 3 je feromagnetický materiál 5. Je výhodné, když feromagnetický materiál 5 je umístěn uvnitř magnetovací cívky 2. Ještě výhodnější je, když snímací cívka 3 je uspořádána souose s magnetovací cívkou 2.

Feromagnetický materiál 5 se zmagnetuje magnetickým polem vytvářeným magnetovací cívkou 2 napájenou napájecím zdrojem 1 se sinusovým průběhem proudu. Vložením feromagnetického materiálu 5 mezi magnetovací cívku 2 a snímací cívku 3 nastane deformace indukce magnetického pole, která se snímá snímací cívkou 3. V ní indukované napětí nesinusového průběhu se přivádí na vstup harmonického analyzátoru 4, kterým se změří amplitudy a fáze harmo245114 nických složek napětí indukovaného ve snímací cívce 3.

Hodnoty takto získané se srovnají s hodnotami etalonového vzorku feromagnetického materiálu o známých mechanických vlastnostech.

Zařízení podle obr. 2 je tvořeno napájecím zdrojem 1 se sinusovým průběhem napětí, k jehož výstupu je připojena magnetovací cívka 2 v sérii s rezistorem 8. Paralelně k rezistoru 8 je připojen harmonický analyzátor 4.

U tohoto provedení se feromagnetický materiál 5 zmagnetuje magnetickým polem vytvářeným magnetovací cívkou 2 napájenou napájecím zdrojem 1 se sinusovým průběhem napětí. Přiložením feromagnetického materiálu S k magnetovací cívce 2 nebo jeho vložením do ní nastane deformace intenzity magnetického pole. Časový průběh intenzity magnetického pole se snímá tak, že se snímá napětí, vytvořené na rezistoru 6, kterým prochází deformovaný magnetizační proud. Takto vzniklé nesinusové napětí se přivádí na vstup harmonického analyzátoru 4, kterým se změří amplitudy a fáze jeho harmonických složek. Hodnoty takto získané se srovnají s hodnotami etalonového vzorku feromagnetického materiálu o známých mechanických vlastnostech.

U vynálezu je využito závislosti magnetických veličin, odvozovaných z tvaru hysterezní smyčky, na způsobu a dokonalosti krystalické stavby feromagnetického materiálu 5 a tím také na jeho mechanických vlastnostech a tedy i obrobitelnosti.

Neharmonický průběh magnetického pole ve feromagnetickém materiálu 5, který hysterezní smyčka vyjadřuje, lze analyzovat. Stejně tak při průchodu magnetického pole se sinusově proměnnou indukcí feromagnetickým materiálem 5 se časový průběh intenzity magnetického pole H_(t) deformuje na periodickou neharmonickou funkci.

třídu obrobitelnosti X = C_x OT

Časový průběh intenzity magnetického pole H_(t) lze vyjádřit Fourierovým rozvojem:

H_(t) = Aisin <at + Assin 3wt + Assin 5wt + '+... +A_nsin (2n—l]wt + Bícqs ω + + B3COS 3wt + Bscos 5wt + ... +

7*3'^{; 1} + B_n-cos (2n—1] 6>t, kde:

Ai, As, As... A_n jsou obecně koeficienty amplitud sinusových složek vyšších harmonických intenzit magnetického pole. Pro konkrétní třídu feromagnetického materiálu popisují jeho materiálové vlastnosti a nazývají se magnetokorelační koeficienty.

Bi, Bs, Bs... B_n jsou obecně koeficienty amplitud kosinových složek vyšších harmonických intenzit magnetického pole. Změřeny na konkrétním materiálu popisují jeho materiálové vlastnosti a nazývají se magnetckorelační koeficienty.

ω je úhlová frekvence magnetizačního pole.

Magnetokorelační koeficienty A_n a B_n se vypočtou z naměřených souřadnic podle rovnic:

A_2n-i =--Σ H_(t)sin (2n—ljwtdt ^π o ^2π =- Σ H_(t)cos (2n—ljwtdt nebo se změří pomocí amplitudově fázového· analyzátoru.

Z naměřených hodnot magnetokorelačních koeficientů A_n, B_n je možno stanovit:

Xb(2í-1> B(2í- 1) koeficient relativní obrobitelnosti k_v — exp

C_k n

ar i = l

Xa(2í- 1) A(2i-1)

Χβ(2ί-1) B(2i-1)

řeznou rychlost v = exp £ C_v OT

Xa<2í- 1) A(2i-1)

Χβ(2ί-1)

B(2i-1) kde: X_a(2í-d,

X_B(2i_t, jsou experimentálně stanovené exponenty magnetokorelačních koeficientů A_n, B„,

C_x experimentálně zjištěná konstanta pro stanovení třídy obrobitelnosti,

C_k experimentálně zjištěná konstanta pro stanovení koeficientu relativní obrobitelnosti k_v,

C_v experimentálně zjištěná konstanta pro stanovení řezné rychlosti v

Ki, Kž experimentálně zjištěné konstanty pro etalonový materiál.

Způsobu a zařízení podle vynálezu je možno využít pro zjišťování obrobitelnosti feromagnetických materiálů.

PŘEDMĚT

Claims (10)

1. VYNÁLEZU

   1. Způsob zjišťování obrobitelnosti feromagnetických materiálů, vyznačující se tím, že feromagnetický materiál se zmagnetuje střídavým magnetickým polem sinusového průběhu, změří se amplitudy a fáze harmonických složek napětí vytvořeného deformovaným magnetickým polem, z naměřených hodnot se stanoví magnetokorelační koeficienty pro jednotlivé harmonické složky, načež se měřením získané hodnoty srovnají se známými hodnotami etalonového feromagnetického materiálu.
2. 2, Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že střídavé magnetické pole sinusového průběhu je vytvořeno střídavým proudem sinusového průběhu a deformované magnetické pole je magnetické pole s deformovanou indukcí.
3. 3. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že střídavé magnetické pole sinusového průběhu je vytvořeno střídavým napětím sinusového průběhu a deformované magnetické pole je magnetické pole s deformovanou intenzitou.
4. 4. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že z magnetokorelačních koeficientů A_n, B„ se podle vztahu určí třída obrobitelnosti.
5. 5. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že z magnetokorelačních koeficientů

   A_n, B_n se podle vztahu exp i-I určí koeficient relativní obrobitelnosti k_v.
6. 6. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, v = exp c_vt ^Xa(2í~¹>

   _i=1 A(2i-1)

   Χβ(2ί-1) B(2i--1)

   Xa(2í- 1) Xb(2í-I)

   A(2i-1) ' B(_2í_i, že z magnetokorelačních koeficientů A„, B_n se podle vztahu

   K2 určí řezná rychlost v.
7. 7. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 vyznačující se tím, že je tvořeno napájecím zdrojem (1) se sinusovým průběhem napětí nebo proudu, k jehož výstupu je připojena magnetovací cívka (2) a snímačem připojeným na vstup harmonického analyzátoru (4).
8. 8. Zařízení podle bodů 1, 2 a 7 vyznačující se tím, že napájecí zdroj (1) je tvrdý zdroj proudu sinusového průběhu a snímač je snímací cívka (3J přiřazená k magnetovací cívce (2).
9. 9. Zařízení podle bodů 1, 3 a 7 vyznačující se tím, že napájecí zdroj (1) je tvrdý zdroj napětí sinusového průběhu a snímač je rezistor [6] zapojený v sérii s magnetovací cívkou (2).
10. 10. Zařízení podle bodů 7 a 8 vyznačující se tím, že snímací cívka (3) je uspořádána souose s magnetovací cívkou (2).