SU1045015A1

SU1045015A1 - Method of measuring cutting force

Info

Publication number: SU1045015A1
Application number: SU813369419A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Цыденович Зориктуев; Шамиль Галиакберович Исаев; Алексей Дмитриевич Никин; Аркадий Андреевич Меркушев
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе; Пермский машиностроительный завод им.В.И.Ленина
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1983-09-30

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ, включающий измерение в процессе резани скорости резани , оборотной подачи инструмента и определение силы резани по произведению их степенных функций, о т л и- чающийс тем, что, с целью повышени быстродействи и нгщежности , в процессе резани пропускают через контактную пару инструментдеталь электрический ток, измер ют электрическую проводимость контактной пары, а при определении силы резани в произведение включают степенную функцию измеренной проводимости .A METHOD FOR MEASURING CUTTING POWER, which includes measuring the cutting speed, reverse tool feed and determining the cutting force by the product of their power-law functions, which is due to the fact that, in order to improve the speed and flexibility, the cutting process is passed through the contact pair The instrument is an electric current component, the electrical conductivity of the contact pair is measured, and when determining the cutting force, the product includes a power function of the measured conductivity.

Description

СмCm

0,5 1,0 f.5 l,ff 1.5 0.5 1.0 f.5 l, ff 1.5

СПSP

MM puf.1MM puf.1

Изобретение относитс к измерению , сил резани и может быть использовано на металлорежущих станках при обработке металлов электропроводным инструментом.The invention relates to the measurement of cutting forces and can be used on metal-cutting machines when processing metals with an electrically conductive tool.

Известен способ измерени силы, согласно которому измер емую силу прикладывают к пакету электропроводных пластин и, по изменению проводимости определ ют силу 1,There is a known method for measuring force, according to which a measured force is applied to a package of conductive plates and, by changing the conductivity, a force 1 is determined,

Недостаток указанного способа низка точность.The disadvantage of this method is low accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ измерени силы резани , включающий измерение в процессе резани скорости резани , оборотной rioдачи инструмента и определение силы резани по произведению их стеПенных функций Г2.The closest in technical essence to the present invention is a method for measuring the cutting force, including measuring the cutting speed, circulating tool loading and determining the cutting force from the product of their degree functions G2 during the cutting process.

К недостаткам известного способа относ тс низкие надежность и быстродействие.The disadvantages of this method are low reliability and speed.

Цель изобретени - првыаиение быстродействи и надежности.The purpose of the invention is performance and reliability.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу, включающему измерение в процессе резани скорости резани , оборотной подачи инструмента и определение силы резани по произведению их степенных функций в процессе резани пропускают через контактную пару инструмент - деталь электрический ток, измер ют электрическую проводи.юсть контактной пары, а при определении си.лы резани в произведение вклаочают степенную функцию измеренной проводимости .The goal is achieved by the method, which includes measuring the cutting speed, reverse tool feed and determining the cutting force as the product of their power-law functions during the cutting process, passes the tool-part current through the contact pair, measures the electrical conduction of the contact pair , and when determining the cutting power, the power function of the measured conductivity is inserted into the product.

На фиг. 1 приведена характерна зависимость провсдимости (g) контактной пары от глубины резани (t) при П9СТОЯННЫХ значени х подаи (S) и скорости резани (V); на фиг. 2 - характерна зависимость g f S) при t Cons t и V Con s t; на фиг. 3 - характерна зависимость тангенциальной и горизонтальной сос тавл ющих сил резани Р, и f(g), полученна изменением глубины резани при S corisi и V con3ii на фиг. 4 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.FIG. Figure 1 shows the characteristic dependence of the susceptibility (g) of a contact pair on the cutting depth (t) at P9STANDING values of feed (S) and cutting speed (V); in fig. 2 - the characteristic dependence g f S) at t Cons t and V Con s t; in fig. 3 — the characteristic dependence of the tangential and horizontal cutting forces P, and f (g), obtained by changing the depth of cut with S corisi and V con3ii in FIG. 4 is a block diagram of a device implementing the proposed method.

Сущность способа заключаетс в следующем.The essence of the method is as follows.

Известно, что сила резани вл етс функцией режимов резани , т.е. глубины резани (t), оборотной подачи инструмента (S) и скорости резани (V), и может быть описана степенной функцией , 2It is known that the cutting force is a function of the cutting conditions, i.e. cutting depth (t), reverse tool feed (S) and cutting speed (V), and can be described by a power function, 2

I - If I - If

Р с V P with V

(1)(one)

Ср - коэффициент, учитывающийCp - coefficient taking into account

обрабатывающий и инструментальный материалы, геометрию инструмента, смазы:вающе-охлаждающую жидкость.machining and tool materials, tool geometry, lubrication: roll-forming fluid.

Использование выражени (1 ) дл определени силы резани , особенно при черновой обработке неэффективно , так как величина глубины резани (t в отличие от скорюсти резани V) и подачи (S) может значительно отличатьс от расчетной . Измерение же глубины резани непосредственно в процессе обработки известными методами во многих случа х не представл етс возможным.Using expression (1) to determine the cutting force, especially when roughing, is inefficient, since the value of the depth of cut (t unlike cutting speed V) and feed (S) can differ significantly from the calculated one. Measurement of the cutting depth directly during processing by known methods in many cases is not possible.

В то же врем исследовани проводимости g контакта инструмент обрабатываема деталь показали, что ее величина вл етс также 5 функцией режимов резани : V, S, t и может быть представлена степенной функцией 2 J oL 7г rsAt the same time, studies of the conductivity of the g contact tool workpiece showed that its value is also a function of 5 cutting modes: V, S, t, and can be represented by a power function 2 J oL 7g rs

g t (2)g t (2)

Ч H

где Crt- - коэффициент, завис щий отwhere Crt- is the coefficient depending on

геометрии инструмента, удельных эле1бтрических проводимостей обрабатываемой детали и инструмента.tool geometry, specific electrical conductivities of the workpiece and tool.

25 Исключив параметр глубины резани t из .выражений (1) и (2), получим Выражение, св зывающее силу резани Р с проводимостьюg контакта инструмент - обрабатываема де30 тальV V 725 Eliminating the cutting depth parameter t from expressions (1) and (2), we obtain an expression associating the cutting force P with the conductivity g of the contact tool - machined distance 30 V V 7

РгС„У 5 , (3) Р RGS "U 5, (3) P

v .-.f г -г г- У-х Zt v .-. f of yyyy - Yx zt

Ср-СрС .Wed-Wed

Значени посто нных Ср, X, У, Z дл . результирующей силы резани , а также дл любой ее составл ющей могут быть определены в результате силовых испытаний. Например, дл Горизонтальной составл ющей силы резани Р при точении жаропрочного сплава ЭИ698ВД инструментом из твердого сплава ВКбМ были получены следующие значени посто нных: Ср 2,37-10 2, X -0,102; -У 0,311; Z 1,364.The values of constant Cp, X, Y, Z dl. the resultant cutting force, as well as for any of its components, can be determined as a result of force tests. For example, for the Horizontal component of the cutting force P, the following values of the constants were obtained when turning the EI698VD high-temperature alloy with a VKBM hard alloy tool: Cp 2.37-10 2, X -0,102; - Y 0.311; Z 1,364.

Устройство, реализующее предлаraeivttiifl способ (фиг. 4) , содержит измеритель 1 электрической проводимости , первый вход которого через токосъемник 2 соединен с обрабатываемой деталью 3-, второй вход с резцом 4, изолированным от массы станка, а выход - с блоком 5 вычислени , на другие входы которого введены сигналы с датчика 6 подачи, датчика 7 скорости реза«и , а также посто нна Ср и показатели степеней X, У, Z. Выход блока 5 вычислени соединен с регистрирующим прибором 8.A device that implements the raeivttiifl method (Fig. 4) contains an electrical conductivity meter 1, the first input of which is connected to the workpiece 3 through the current collector 2, the second input to the cutter 4 insulated from the machine mass, and the output to the calculating unit 5, the other inputs of which are input signals from the feed sensor 6, the cut speed sensor 7 and, as well as the constant Cp and the exponents X, Y, Z. The output of the calculation unit 5 is connected to the recording device 8.

Claims

METHOD FOR MEASURING CUTTING POWER, including measuring the cutting speed during the cutting process, reverse feed of the tool and determining the cutting force based on the product of their power functions, characterized in that, in order to increase speed and reliability, during the cutting process, an electric current is passed through the contact pair of the tool, measure the electrical conductivity of the contact pair, and when determining the cutting force in the product include the power function of the measured conductivity.