Устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца

Полезная модель относится к области металлообрабатывающего оборудования, в частности к вспомогательным устройствам, и может найти применение для контроля и компенсация износа режущей кромки резца в процессе обработки изделия на токарных станках. Устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца содержит средство съема информации, выполненное в виде тензометрических датчиков 1, 2, установленных на револьверной головке 3 токарного станка. Тензометрический датчик 1 наклеен на резцедержателе, в котором закреплен резец 4, и измеряет тангенциальную Ð _ò, составляющую силы резания. Датчик 2 выполнен в виде тензометрического полумоста и наклеен на внутренней поверхности отверстия в оси 5 револьверной головки 3 и измеряет радиальную Ð_ð, составляющую силы резания. Датчики 1 и 2 соединены проводами с компьютером 6, который снабжен вычислительным средством с заданной программой, которое обеспечивает обработку полученной информации и подает управляющий сигнал в систему ЧПУ токарного станка в процессе обработки заготовки 7. Так как износ режущей кромки приводит к увеличению размера диаметра обрабатываемой поверхности, то программное обеспечение подает управляющий сигнал в систему ЧПУ токарного станка на перемещение резца 4 на величину износа и тем самым повышается точность обработки.

Полезная модель относится к области металлообрабатывающего оборудования, в частности к вспомогательным устройствам, и может найти применение для контроля и компенсация износа режущей кромки резца в процессе обработки изделия на токарных станках.

Наиболее близким решением из уровня техники по технической сущности, назначению и достигаемому результату является устройство для измерения тангенциальной составляющей силы резания, состоящее из бесконтактного датчика перемещения, установленного с возможностью взаимодействия его чувствительного наконечника с нижней гранью резца, и последующего определения величины тангенциальной составляющей силы резания по деформации резца (Юркевич В.В. Измерение силы резания при точении // Машиностроитель. - 2010. - 5. - с.41-47).

К недостаткам данного устройства следует отнести невозможность контроля износа режущей кромки резца в процессе обработки изделия посредством измерения только тангенциальной составляющей силы резания.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является создание такой конструкции устройства, которая обеспечила бы контроль и компенсацию износа режущей кромки резца в процессе обработки изделия на токарных станках по величине отношения тангенциальной и радиальной составляющих силы резания, по которому рассчитывается величина износа резца, после чего производится коррекция его положения на величину износа.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца, содержащее средство съема информации, обеспечивающей возможность определения тангенциальной составляющей силы резания, а также систему обработки и передачи программно сформированной последовательности управляющих электрических импульсов на исполнительное средство токарного станка, функционально обеспечивающее перемещение резца в направлении обрабатываемого изделия на величину текущего износа его режущей кромки, согласно полезной модели, содержит дополнительное средство съема информации, обеспечивающего возможность определения радиальной составляющей силы резания, при этом основное и дополнительное средство съема информации выполнены в виде тензо-метрических датчиков, основное средство съема информации установлено на резцедержателе, а дополнительное - на внутренней поверхности полого вала револьверной головки, обеспечивающего возможность определения радиальной силы резания, при этом основное и дополнительное средство съема информации выполнены в виде тензометрических датчиков или тензометрического моста.

Оптимально тензометрический мост фиксировать на противоположных зонах внутренней поверхности полого вала револьверной головки.

Устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца поясняется графическим материалом, где на фиг.1 изображена схема устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца.

Устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца содержит средство съема информации, выполненное в виде тензометрических датчиков 1, 2, установленных на револьверной головке 3 токарного станка. Тензометрический датчик 1 наклеен на резцедержателе, в котором закреплен резец 4, и измеряет тангенциальную В, составляющую силы резания.

Датчик 2 выполнен в виде тензометрического полумоста и наклеен на внутренней поверхности отверстия в оси 5 револьверной головки 3 и измеряет радиальную Ð_ð, составляющую силы резания. Датчики 1 и 2 соединены проводами с компьютером 6, который снабжен вычислительным средством с заданной программой, которое обеспечивает обработку полученной информации и подает управляющий сигнал в систему ЧПУ токарного станка в процессе обработки заготовки 7.

Устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца 4 работает следующим образом. В процессе обработки заготовки 7 резцом 4 развивается сила резания, которая может быть представлена в виде двух составляющих тангенциальной Ð_ò, и радиальной Ð _ð. Отношение для выбранного режима обработки в значительной степени зависит от состояния режущей кромки (радиуса при вершине). У нового резца 4 радиус скругления режущей кромки имеет малую величину и поэтому отношение достаточно большое, а при затуплении резца 4, когда радиус закругления режущей кромки имеет большую величину, отношение будет значительно меньше. Компьютер 6 рассчитывает величину отношения и сравнивает ее с имеющейся априорной информацией, которая позволяет рассчитать величину износа режущей кромки. Так как износ режущей кромки приводит к увеличению размера диаметра обрабатываемой поверхности, то программное обеспечение подает управляющий сигнал в систему ЧПУ токарного станка на перемещение резца 4 на величину износа и тем самым повышается точность обработки.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в независимом пункте формулы изобретения, обеспечивает получение заявленного технического результата - высокоточное измерение износа режущей кромки резца 4 и коррекцию положения резца 4 в процессе обработки при поточном изготовлении изделий на токарном станке.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении может найти применение для коррекции положения резца при износе его режущей кромки в процессе обработки изделий на токарных станках при высокоточном производстве;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условию патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

1. Устройство для контроля и компенсации износа режущей кромки резца, содержащее основное средство съема информации, обеспечивающее возможность определения тангенциальной составляющей силы резания, а также систему обработки и передачи программно сформированной последовательности управляющих электрических импульсов на исполнительное средство токарного станка, функционально обеспечивающее перемещение резца в направлении обрабатываемого изделия на величину текущего износа его режущей кромки, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным средством съема информации, обеспечивающим возможность определения радиальной составляющей силы резания, причем основное и дополнительное средство съема информации выполнены в виде тензометрических датчиков или тензометрического моста, причем основное средство съема информации установлено на резцедержателе, а дополнительное - на внутренней поверхности полого вала револьверной головки, обеспечивающее возможность определения радиальной силы резания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тензометрический мост зафиксирован на противоположных зонах внутренней поверхности полого вала револьверной головки.