Исследовательский комплекс для изучения процессов резания

Полезная модель относится к области исследований обработки материалов резанием и предназначена для изучения процессов резания при фрезеровании и точении.

Реализация поставленной задачи осуществляется с помощью исследовательского комплекса для изучения процессов резания, содержащего многокоординатный станок для токарной и фрезерной обработки с программным управлением, устройство для автоматической смены инструмента, трехкомпонентный динамометр, установленный вне основной зоны обработки, устройство для автоматического измерения состояния режущей кромки инструмента, установленное вне основной зоны обработки, устройство для автоматического измерения геометрических параметров поверхности изделия, имеющий возможность использования прикладного параметрического программного обеспечения, предназначенного для проведения многофакторных экспериментальных исследований процессов резания материалов.

Заявленная полезная модель относится к области исследований процессов обработки материалов резанием и предназначена для изучения процесса резания при лезвийной обработке.

Из существующего уровня техники известно, что для изучения процессов резания используются одно, двух и трехкомпонентные тензометрические динамометры (для определения сил резания) [1 (с.100-102); 2; 3] и отсчетный микроскоп МПБ-2 (лупа Бринелля) (для определения величины износа режущего инструмента) [1 (с.122)].

При этом проведение исследований требует больших затрат времени, так как все процессы по измерению усилий резания и определению величины износа, включая снятие и установку участвующего в исследовании лезвийного инструмента после каждого единичного цикла измерений усилия резания, а также фиксация всех результатов и их последующая обработка производится вручную.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности исследований процессов резания материалов посредством снижения их трудоемкости.

Поставленная задача решается за счет того, что исследовательский комплекс для изучения процессов резания содержит многокоординатный станок для токарной и фрезерной обработки с программным управлением, устройство для автоматической смены инструмента, трехкомпонентный динамометр, установленный вне основной зоны обработки, устройство для автоматического измерения состояния режущей кромки инструмента, установленное вне основной зоны обработки, устройство для автоматического измерения геометрических параметров поверхности изделия и имеет возможность использования прикладного параметрического программного обеспечения, предназначенного для проведения многофакторных экспериментальных исследований процессов резания материалов.

Сущность технического решения поясняется на фигурах (1-5), на которых изображен исследовательский комплекс для изучения процессов резания, состоящий из многокоординатного станка с программным управлением (фиг.1, поз.1), устройства для автоматической смены инструмента (фиг.1 поз.11), трехкомпонентного динамометра (фиг.1, поз.2), устройства для автоматического измерения состояния режущей кромки инструмента (фиг.1, поз.3), устройства для автоматического измерения геометрических параметров поверхности изделия (фиг.5, поз.4), имеющий возможность использования прикладного параметрического программного обеспечения (фиг.1, поз.5), предназначенного для проведения многофакторных экспериментальных исследований процессов резания материалов.

Фиг.1 - общий вид исследовательского комплекса;

Фиг.2 - процесс механической обработки изделия;

Фиг.3 - процесс измерением сил резания на трехкомпонентном динамометре;

Фиг.4 - процесс измерения состояния режущей кромки инструмента;

Фиг.5 - процесс измерения геометрических параметров поверхности изделия;

Фиг.6 - алгоритм функционирования исследовательского комплекса.

Исследовательский комплекс работает следующим образом. После окончания механической обработки изделия (фиг.2, поз.6) рабочий инструмент (фиг.2, поз.7) перемещается из основной зоны обработки, согласно принятому плану исследования, в зону трехкомпонентного динамометра, на котором закреплен тестовый образец (фиг.3, поз.8) обрабатываемого изделия. Тестовый образец подвергается механической обработке этим же рабочим инструментом с одновременным измерением сил резания. Полученные результаты измерения передаются на компьютер (фиг.1, поз.9). После этого рабочий инструмент перемещается в зону устройства для автоматического измерения состояния режущей кромки инструмента, где в результате контакта рабочего инструмента со специальным датчиком (фиг.4, поз.10) осуществляется процесс измерения. После этого из инструментального магазина (фиг.1, поз.11) в шпиндель (фиг.5, поз.12) станка устанавливается устройство для автоматического измерения геометрических параметров поверхности изделия и методом контакта специального датчика с обрабатываемым изделием осуществляется процесс измерения. Представленные исследования осуществляются с помощью специализированного прикладного параметрического программного обеспечения, предназначенного для проведения многофакторных экспериментальных исследований процессов резания материалов.

Заявленная полезная модель реализована в виде автоматизированного исследовательского комплекса, включающегося в себя прецизионный 5-ти координатный обрабатывающий центр модели W-528S-5 ОСЕЙ с системой числового программного управления GE-FANUC 31i A5, устройство для автоматической смены инструмента, трехкомпонентный динамометр, устройство для автоматического измерения состояния режущей кромки инструмента, устройство для автоматического измерения геометрических параметров поверхности изделия, имеющего возможность использования прикладного параметрического программного обеспечения, предназначенного для проведения многофакторных экспериментальных исследований процессов резания материалов обеспечивает повышение эффективности исследований посредством снижения трудоемкости исследований процессов резания материалов.

Литература.

1. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов - М.: Высшая школа, 1985. - 304 с., (с.100-102; 122).

2. Мухин Б.И., Прибор для измерения сил резания при точении, «Станки и инструмент», 9, 1959 (с.23-25).

3. Белоусов А.И., Динамометр для измерения сил резания, «Станки и инструмент», 11, 1959 (с.30-32).

Исследовательский комплекс для изучения процессов резания, содержащий многокоординатный станок для токарной и фрезерной обработки с программным управлением, устройство для автоматической смены инструмента, трехкомпонентный динамометр, установленный вне основной зоны обработки, устройство для автоматического измерения состояния режущей кромки инструмента, установленное вне основной зоны обработки, устройство для автоматического измерения геометрических параметров поверхности изделия, имеющий возможность использования прикладного параметрического программного обеспечения, предназначенного для проведения многофакторных экспериментальных исследований процессов резания материалов.