RU1798037C - Способ обработки - Google Patents

Abstract

Использование: технологи  машино- стррени , сверхскоростное Фрезерование. Сущность изобретени : на станке базируют заготовку и контрольный образец, твердость материала которого не выше твердости материала заготовки. Обрабатывают заготовку, через заданные периоды операционного времени обрабатывают образец на за дан ных режимах с ре гнет ра цией па ра- метров акустической эмиссии, по которым суд т о состо нии режущего инструмента, например о его износе. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение отнЬейтс  к технологии машиностроени  и может быть использовано дл  контрол  за состо нием режущего инструмента в процессе обработки, например , при саерхскоростнйм Фрезеровании.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности обработки.

На фиг.1 изображена временна  диаграмма технологических проходов и конт рольных обработок (проходов) контрольного образца дл  определени  текущего состо ни  режущего инструмента; на фиг,2 - схема обработки фрезерованием по настойщему способу по п.1; нафиг.З и 4 - схемы обработки контрольного образца; на фиг.5 - схема обработки точением по насто щему способу .по п.2; на фиг.6 - график изменени  подачи режущего инструменте во времени при обработке контрольного образца по насто щему способу по п.З.

Прин ты следующие обозначени : Т - цикл работы режущего инструмента (например , заданный Период стойкости), z - целое число, равное количеетву обработок контрольного образца за цикл работы инструмента , Г - номер технологического прохода режущим инструментом заготовки (заготовок ), k- номер контрольного прохода (обработки ) режущим инструментом контрольного образца, I - режущий инструмент , 2 - стол станка, 3 - заготовка, 4 - контрольный образец, Sk- траектори  движени  режущего инструмента при k-й обработке контрольного образца, 5 - контуры получаемой на данной операции детали (заготовки ), П- контрольна  поверхность, Пк - поверхность, образованна  k-м контрольным проходом режущим инструментом контрольной поверхности, s - подача режущего инструмента при обработке (проходе) контрольного образца (контрольной поверхности ), t - врем , 8д - заданное значение подачи.

Способ осуществл ют следующим образом .

(Л

G

4 О 00 О

СА) Ч|

Определ ют промежутки операционного времени, через которые следует точно определить текущее состо ние режущего инструмента. Например, в течение заданного цикла работы инструмента Т назначают количество обработок контрольного образца z (исход  из точности определени  используемых параметров АЭ, требуемых надежности контрол , точности обработки и т.д.). За витель рекомендует z 5.

В цикл работы данным инструментом включают контрольные обработки контрольного образца через интервалы времени «T/z (с учетом необходимости завершени  выполн емых проходов). На станке базируют заготовку 3 и контрольный образец 4, Твердость материала.контрольного образца не должна превышать твердости заготовки, чтобы услови  обработки контрольного образца не были т желее условий обработки заготовки, при этом не произойдет существенного износа или поломки инструмента при обработке контрольного образца. Невыполнение данного ограничени  снижает точность способа, либо делает его нерабоГОСПОСОбнЙМ ,.

Контрольный образец базируют так, чтобы поверхность дл  обработки была ctpprp параллельна направлению движени  . режущего инструмента при контрольной обработке . При этом возможны два типа обработки контрольного образца, как видно из фиг.3и4..-..:. -..//Л,, :.,.-..:... i.:.

Согласно фиг.З, кажда  нова  обработка Sk выполн етс  на новом участке образца 4. При обработке контрольного образца по схеме фиг.4 характерный размер образца 4 е каждым контрольным проходом.измен етс  на заданную величину глубины обработки контрольного прохода, Путь резани  при обработке контрольного образца (проходе Sk) не должен превышать 0,05 L, где L- путь резани  при обработке заготовки в течений указанных промежутков операционного времени. Данное численное ограничение определ етс  целью изобретени . Невыполнение данного ограничени  приводит к износу инструмента при обработке им контрольного образца и недостижению Цели изобретени .

.Дл  контрольного образца заранее известна тарировочна  зависимость параметра АЭ,  вл ющемс  критерием состо ни  режущего инструмента (критерий не входит в объем прит заний данной за вки, а выбираетс  из известных), от определ емой характеристики состо ни  режущего инструмента (например, износа),

Осуществл ют обработку заготовок (заготовки ) 3 за врем  T/z. после чего рабочим инструментом 1 совершают обработку контрольного образца 4 на заданных режимах

и измер ют соответствующие параметры АЭ, по которым суд т о состо нии режущего инструмента. Если состо ние режущего инструмента соответствует норме, продолжа- .ют обработку данным инструментом, после

чего через заданный промежуток времени T/z снова осуществл ют обработку контрольного образца.

Так как услови  обработки контрольного образца в каждом из совершаемых контрольных проходов неизмененные и определ ютс  заданными режимами, то изменение измер емых параметров АЭ Определ етс  лишь изменением состо ни  режущего инструмента. Таким образом, режимы и услови  обработки заготовки не оказывают вли ни  на регистрируемые параметры АЭ.

При многопроходной обработке сложных деталей, когда цикл работы инструменТа Т сопоставим с временем обработки

данным типом инструмента на данной операции; в качестве контрольного образца

можно использовать одну из зон обработки заготовки. Дл  этого одним из первых технологических проходов операции назначают проход, образующий на заготовке 3 контрольную поверхность П. Режимы дл  данного прохода назначают соответствующим заданным дл  обработки контрольного

образца (контрольной поверхности), Через соответствующее количество технологических проходов, определ емых временем T/z, осуществл ют обработку контрольной поверхности, при которой измер ют параметры АЭ и определ ют состо ние инструмента . . .-: : ;

Результаты, наилучшим образом коррелирующие , например, с износом инструмента , получают при прерывании подачи (см..

фиг.б: ). При этом совершаетс  вращательное движение инструмента (или заготовки ), а рабочее движение подачи отключают. Сигналы A3 в данном случае в основном завис т от площади фактического

контакта (площади трени ) инструмента с деталью и а меньшей степени отражают процессы разрушени  (разрушени , т.е. резани , при нет). Прерывать подачу при обработке заготовки нельз , т.к. образуетс 

участок обработанной поверхности с измененными , нерасчетными свойствами. При обработке контрольного образца ограниче- , ний на значени  подачи нет. Поэтому при обработке контрольного образца подачу кратковременно прерывают, в период данкого прерывани  регистрируют сигналы АЭ, по параметрам которых суд т о состо нии режущего инструмента,

Пример. Осуществл ют фрезерную обработку заготовки корпусного типа из Д16 пальцевой фрезой 10 из Р18 на станке 6А12П, оборудованном скоростным шпинделем ШКФ24/11, Заданный период стой- кости режущего инструмента ,5 мин. Назначают . На столе станка базируют также контрольный образец из Д16 пр моугольной формы 30x100 мм под обработку по схеме фиг.З. Через 45 сек контурной обработки заготовки с подачей s 10м/мин и t 1-7 мм, не отключа  вращени  шпиндел  (п 24000 об/мин), режущим инструментом осуществл ют обработку. контрольного образца на пути резани  30 мм 0,05 L, где 1 3000-8000 мм, при подаче м/мин мм. Интенсивность АЭ регистрировали датчиком, установленным на контрольном образце и св занным с измерительной аппаратурой. Сравнивали значени  параметра со значени ми заранее известной тарировочной зависимости интенсивности АЭ от износа, и определ ли износ фрезы. По результатам четвертой и восьмой обработки контрольного образца корректировали установочный размер на величину износа фрезы. Данной фрезой обработали три вместо двух заготовок.

В результате внесени  коррекций при обработке второй и третьей заготовок получены размеры, соответствующие допускам . Если бы указанные коррекции не были бы произведены, то необходима  точность обработки (0,4 мм) получена бы не была. Измерени  параметра АЭ с заготовки при ее обработке не зафиксировали аномального состо ни  режущего инструмента в указанные моменты времени вследствие переменных припусков на обработку, Таким образом, реализованный способ позволил повысить точность обработки.

Эксперименты по построению тарировочной зависимости интенсивности АЭ. от износа фрезы показали, что коэффициент ее коррел ции дл  случа  измерени  АЭ при непрерывной обработке контрольного образца равен 0,85, а дл  случа  измерени  АЭ при прерывании подачи на 2 с во врем . обработки контрольного образца равен 0,93. Поэтому точность определени  состо ни  режущего инструмента, а следовательно , и точность обработки при реализации способа по п.З выше, чем при реализации способа по п.-Т. Способ по п.З реализуетс  аналогично способу по п.1. По прохождении режущим инструментом заданного участка

контрольного образца подачу прерывали на 2 сек, в течение которых измер ли сигналы АЭ, сравнивали их с полученной ранее тарировочной зависимостью, по которой определ ли износ инструмента.

Насто щий способ может быть использован при обработке фрезерованием (фиг.2), точением (фиг.5), растачиванием. Наиболее рациональна  область применени  способа - сверхскоростное фрезерование , при котором врем  на торможение и разгон шпиндел  может составл ть от 0,5 до нескольких минут. В данных услови х определение состо ни  режущего инструмента

по параметрам АЭ, возникающей при обработке заготовки, недостоверно в силу указанных ранее причин, а останов шпиндел  дл  контрол  инструмента требует больших временных затрат, снижает производительность обработки, сокращает ресурс скоро- ст ного электродвигател , количество запусков которого ограничен. Эффективно использование за вл емого способа в технологических процессах, включающих активный контроль режущего инструмента методом АЭ (при таком контроле надежно определ етс  лишь поломка, и в некоторых случа х катастрофический износ.инструмента ), т.к. не требует создани  других диагностических систем.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   1. Способ обработки, при котором заготовку базируют на станке, обрабатывают и провод т измерение параметров зкустической эмиссии, по которой определ ют износ инструмента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности обработки, на станке базируют контрольный образец, твердость материала которого выбирают не

выше твердости материала заготовки, через заданные промежутки операционного времени , в течение которого обрабатывают заготовку , обрабатывают образец на заданных режимах резани  и измерение параметров акустической эмиссии производ т

по результатам обработки образца, при

этом путь резани  при обработке образца

назначают не выше 0,05 пути резани  при

обработке заготовки.

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щи и с   тем, что в качестве контрольного образца берут поверхность заготовки, которую обрабатывают на заданных режимах.

, 3. Способ по п.1,отличающийс 

тем, что во врем  обработки контрольного образца последнюю ведут с прерывистой подачей и в период отсутстви  последней производ т измерение параметров акустической эмиссии..

ТД

«eg.

Фиг. I

/7

},

1

r

r-1

и

Фиг. 2

Л-/

Фиг. 4

5

50

Sft

--- S

-.-&te

-..- -5

Фиг. 5