CS261259B1

CS261259B1 - Cutting temperature measuring tool

Info

Publication number: CS261259B1
Application number: CS873732A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Stajnochr; Martin Vrabec
Original assignee: Lubomir Stajnochr; Martin Vrabec
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS373287A1

Abstract

Řešení se týká oblasti obrábění. Těleso nože je opatřeno dvěma řeznými destičkami, zhotovenými z odlišných řezných materiálů. Řezné destičky jsou od tělesa i navzájem elektricky izolovány.The solution relates to the field of machining. The knife body is provided with two cutting inserts made of different cutting materials. The cutting inserts are electrically insulated from the body and from each other.

Description

Vynález se týká nástroje pro měření teploty řezáni při obrábění, sestávajícího z tělesa nože, na němž jsou přilepením upevněny řezné destičky.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a tool for measuring cutting temperature in machining, comprising a knife body on which cutting inserts are mounted by gluing.

Měřeni teplot při obrábění se provádí na principu různých fyzikálních, případně chemických jevů, které závisí na teplotě. Rozložení teplot v soustavě nástroj— obrobek - tříska je složité a určení teploty jednotlivých hmotných bodů obtížné. Proto se zpravidla stanoví teplota určitého bodu, nebo častěji střední teplota v Oblasti styku břitu s třískou a obrobkem. V teorii obrábění je tato teplota nazývána teplotou řezání a*do určité míry charakterizuje jak teplotní namáhání břitu nástroje a povrchové vrstvy obrobku, tak i obrobitelnost obráběného materiálu.Measurement of machining temperatures is carried out on the basis of various physical or chemical phenomena, which depend on temperature. The temperature distribution in the tool-workpiece-chip system is complex and the determination of the temperature of the individual mass points is difficult. Therefore, as a rule, the temperature of a certain point, or more often the mean temperature in the area of contact between the cutting edge and the workpiece is determined. In machining theory, this temperature is called the cutting temperature and * to some extent characterizes both the thermal stress of the tool tip and the workpiece surface, as well as the machinability of the workpiece.

Je známo měření teploty termoelektrickými články, kdy se využívá umělý termočlánek nebo poloumělý termočlánek, nebo přirozený termočlánek a termoduo. K nevýhodám umělého a poloumělého termočlánku patří obtížná realizace s ohledem k vrtání otvoru malého průměru, izolování a zjišEování teploty v jednom bodě pod povrchem respektive na povrchu místa řezu. Měření přirozeným termočlánkem vyžaduje nové cejchováni při změnách chemického složení a mechanického zpracování obrobku. Metoda termodua všechny tyto nevýhody překonává, avšak předpokládá obykle úpravy obrobku a použití zvláštního měřicího přípravku pro. upnutí a odizolování obou nástrojů.It is known to measure temperature by thermocouples using an artificial thermocouple or semi-artificial thermocouple, or a natural thermocouple and a thermoduo. Disadvantages of an artificial and semi-artificial thermocouple include the difficulty of realizing a small diameter bore, insulating and detecting temperature at one point below the surface or at the surface of the cutting site. Measurement with a natural thermocouple requires re-calibration for changes in chemical composition and mechanical processing of the workpiece. The Thermodua method overcomes all these disadvantages, but assumes the custom of the workpiece modification and the use of a special measuring tool for. clamping and stripping both tools.

Pro dynamická měření teploty řezáni v závislosti na čase a zvláště u přerušovaného řezu je třeba použít řešení s oo nejmenší časovou konstantou. Při požadavku eliminace nerovnoměrnosti respektive změny chemického složení materiálu obrobku je nejvhodnější pro dynamická měření využít měření na principu-termodua.For dynamic measurement of the cutting temperature versus time and especially for interrupted cutting, the solution with the smallest time constant must be used. When eliminating unevenness or changes in the chemical composition of the workpiece material, it is best to use thermo-principle measurements for dynamic measurements.

Uvedený problém řeší nástroj pro měření teploty řezání při obrábění sestávající z tělesa nože, na němž jsou přilepením upevněny řezné destičky, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že je opatřen dvěma řeznými destičkami, zhotovenými z odlišných řezných materiálů, přičemž řezné destičky jsou od tělesa i navzájem elektricky izolovány. Podle dalšího význaku vynálezu je v lepidle, mezi styčnými plochami tělesa a řených destiček, dispergována skleněná střiž v množství 10 až 50 % hmot.This problem is solved by a tool for measuring cutting temperature in machining consisting of a knife body on which the cutting inserts are fixed by gluing according to the invention. It is based on two cutting inserts made of different cutting materials, the cutting inserts being electrically insulated from the body and from each other. According to a further feature of the invention, a glass staple is dispersed in the adhesive between 10 and 50% by weight of the adhesive between the contact surfaces of the body and the plates.

Základní výhoda nástroje podle vynálezu spočívá v tom, že nevyžaduje žádnou úpravu obrobku a měří bez ohledu na rozměry obrobku. Jednoduchá konstrukce měřicího nástroje umožňuje měření teploty řezání při frézování, soustružení i přerušovaným řezem, hoblování a obrážení, vyvrtávání a dalších bez použití speciálních přípravků. Měřicí nůž lze upnout stejně jako běžný nůž. Při frézování se upíná do čelní frézovací hlavy s rychloupínacími noži. Konstrukce nože umožňuje měřit s různou řeznou geometrií a různými řeznými podmínkami.The main advantage of the tool according to the invention is that it requires no modification of the workpiece and measures regardless of the dimensions of the workpiece. The simple construction of the measuring tool enables measurement of cutting temperatures during milling, turning and interrupted cutting, planing and slotting, boring and others without the use of special tools. The measuring knife can be clamped just like a conventional knife. During milling, it is clamped into the face milling head with quick-release knives. The design of the knife makes it possible to measure with different cutting geometry and different cutting conditions.

Nástroj podle vynálezu je dále popsán na příkladu provedení podle připojeného výkresu, na němž značí obr. 1 axonometrický pohled na nástroj, obr. 2 rozložení plochy řezu na jednotlivých řezných destičkách.The tool according to the invention is further described by way of example with reference to the accompanying drawing, in which FIG. 1 shows an axonometric view of the tool; FIG. 2 shows the distribution of the cutting area on individual cutting inserts.

Jak je patrno z obr. 1, jsou do tělesa 2 nože, které je vyrobeno z konstrukční oceli, vsazeny spodní řezná destička 2 a horní řezná destička 2 ^z chemicky odlišných řezných materiálů, které tvoří termočlánek. Lepidlo 4 či jiný izolační materiál upevňuje spodní řeznou destičku 2 a horní řeznou destičku 2 ^v tělese 2 ^a zároveň obě řezné destičky 2, 2 ^od tělesa 2 i od sebe navzájem elektricky izoluje. Režné destičky 2 a 2 jsou opatřeny.vývody 2 ^a 2» mezi které se při měření zapojí milivoltmetr. Vznikající tříska i odpružená povrchová vrstva obrobku elektricky spoji řezné destičky 2 ^a 2 ^v měřicí spoj termočlánku.As can be seen from FIG. 1, a lower cutting insert 2 and an upper cutting insert 2 ^of chemically different cutting materials forming a thermocouple are inserted into the knife body 2, which is made of structural steel. The adhesive 4 or other insulating material fixes the lower cutting plate 2 and the upper cutting plate 2 ^{in the} body 2, ^and at the same time electrically insulates the two cutting plates 2, 2 ^{from the} body 2 and from each other. The gray plates 2 and 2 are provided with outlets 2 ^and 2 »between which a millivoltmeter is connected during measurement. The resulting chip and the spring-loaded workpiece surface electrically connect the cutting plates 2 ^and 2 ^{in the} thermocouple measuring joint.

Jak uvádí obr. 2, je plocha styku s třískou na obou řezných destičkách 2» 2 stejná.As shown in FIG. 2, the chip contact area on both cutting inserts 22 is the same.

Na obr. 2 značí h hloubku odřezávané vrstvy, B__z posuv na zub, h' hloubku vrstvy odřezávané spodní řeznou destičkou 2 ^a značí úhel nastavení hlavního ostří. Přitom pro h' muší platit přibližně vztah:In Fig. 2, h denotes the depth of the layer to be cut, B _{from the} feed per tooth, h 'denotes the depth of the layer to be cut by the lower cutting plate 2 ^and indicates the angle of adjustment of the main cutting edge. At the same time, for h 'must approximately apply the relation:

^h' = I -T -³¹¹¹ *_r-c°s Z_r ^h '= I -T- ³¹¹¹ * _r -c ° s Z _r

V konkrétním případě provedení byl použit pro spodní řeznou destičku 2 slinutý karbid wolframu, titanu a tantalu s pojivém, tvořeným kobaltem a pro horní řeznou destičku 2 slinutý karbid wolframu s pojivém, tvořeným kobaltem. Ostatní parametry dle obr. 2: h = 2 mm, = = 45°, s_z = 0,4 mm.zub^-1. Teplota v místě řezu se odečte dle následující cejchovní závislosti :In a particular embodiment, cemented tungsten, titanium and tantalum cobalt cemented carbide was used for the lower cutting plate 2 and cobalt cemented tungsten carbide cemented for the upper cutting plate 2. Other parameters according to Fig. 2: h = 2 mm, = = 45 °, s _z = 0.4 mm.tooth ^-1 . The temperature at the cut point is read according to the following calibration dependence:

^[°c] = 128,7. ₊ 46,8[.Alpha.] D = 128.7. ₊ 46.8

Místo uvedených slinutých karbidů lze použít i jiné dvojice různých karbidů, či dvojice různých rychlořezných ocelí, případně i dvojice tvořené slinutým karbidem a rychlořeznou ocelí. Pro každou dvojici je nutné stanovit vlastní cejchovní závislost.Instead of the sintered carbides, other pairs of different carbides, or pairs of different high-speed steels, or pairs of cemented carbide and high-speed steel may be used. For each pair it is necessary to determine its own calibration dependence.

S takto vyrobenými nástroji je možno měřit závislosti teploty řezání na čase pro různé řezné podmínky, různou řeznou geometrii, na různých obráběných materiálech a to při soustružení, frézování, obrážení a hoblování různými řeznými materiály. Nástroj lze využít i pro kontinuální sledování stavu břitu nástroje, okamžité obrobitelnosti i hloubky třísky při řízení bezobslužných obráběcích strojů.With the tools produced this way, it is possible to measure the dependence of the cutting temperature on time for different cutting conditions, different cutting geometry, on different machined materials during turning, milling, shaping and planing with different cutting materials. The tool can also be used for continuous monitoring of the tool edge condition, instant machinability and chip depth when controlling unattended machine tools.

Claims

A tool for measuring cutting temperature in machining, consisting of a knife body on which the cutting inserts are fixed by gluing, characterized in that it is provided with two cutting inserts (2, 3) made of different cutting materials, the cutting inserts (2, 3). 3) are electrically insulated from the body (1) and from each other.

2. A tool according to claim 1, characterized in that between 10 and 50% by weight of glass staple is dispersed in the adhesive (4) between the contact surfaces of the body (1) and the cutting plates (2, 3).