Способ измерения силы действия резца на обрабатываемый образец древесно-л истово го

403996

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических, Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27.111.1972 (№ 1763918/29-33) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 25.I I I.1974

М. Кл. G Oln 3/58

Государственный намнтет

Соввта Министров СССР па делам изооретаннй и открытий

УДК 621.317.39:531.718 (088.8) Автор изобретения

В. И. Чуприн

Каунасский политехнический институт

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЪ| ДЕЙСТВИЯ РЕЗЦА

НА ОБРАБАТЫВАЕМЫЙ ОБРАЗЕЦ ДРЕВЕСНО-ЛИСТОВОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к измерительной технике для определения сил, а именно к способам измерения силы действия резца на обрабатываемый древесно-листовой материал, и может быть использовапо,в деревообрабатывающей промышленности.

Известен способ измерения силы действия резца на обрабатываемый материал, например древесностружечную и древесповолокнистую плиту, путем регистрации с помощью малоинерционного датчика и измерительной аппаратуры двух ее составляющих, расположенных вместе с силой действия в плоскости, параллельной плоскости вращательного движения резцов инструмента.

Для измерения результирующей силы регистрируют с помощью, например, двухкомпонентных датчиков составляющие этой силы в двух взаимно перпепдикуляных направлениях и по значению составляющих судят о величине и направлении равнодействующей силы.

В процессе тарировки и измерения сил возникают погрешности, обусловленные регистрацией составляющих результирующей силы по двум раздельным каналам измерительной аппаратуры в виде двух записей, возможностью взаимного влияния составляющих и недостаточной жесткостью упругого элемента многокомпонентного датчика при высокой чувствительности. Кроме того, при срезании или сдвиге весьма тонких стружек (-10 — 15 мкм) затупленным резцом возникает значительная сила отжима (нормальная составляющая), превосходящая силу резания (касательную составляющую) в несколько раз. В этих условиях сила отжима, действующая по направлению нормальной составляющей, создает измерительную дсформацию упругого элемента датчика, соизмеримую с толщиной стружек, что приводит к нарушению первоначально запланированного контакта резца с обрабатываемым материалом. Для устранения этого увеличивают жесткость упругого элемента датчика, но тем самым снижают чувствительность датчика, а следовательно, и точность измерений.

Цель изобретения — упростить измерительную схему, увеличить жесткость упругого элемента датчика и повысить точность измерений.

Это достигается тем, что касательную и нормальную составляющие силы действия измеряют по одной записи проекций этих составляющих на измерительное направление однокомпопентного датчика, которое совмещают с плоскостью действия сил и устанавливают перпендикулярно оси симметрии обрабатываемого образца, проходящей через центр вращения резцов инструмента и совпадающей с направле30 нием подачи образца.

На фиг. 1 изображена схема размещения образца, инструмента и измерительного направления однокомпонентного датчика; 1га фпт.

2 — осциллограммы формы записи проекций составляющих при разных значениях и направлениях действия нормальной составляющей Р„.

Измерительное направление 1 однокомпонентного датчика 2 совмещают с полскостью действия касательной Р„ и нормально"I P„„ составляющих и устанавливают перпендикулярно оси симметрии 3 образца 4, проходяп1ей через центр о вращения резца 5 режущего инструмента 6 вращательного действия 11 совпадающей с направлением пода п1 оорабатываемого образца. Затем при резашш рсгпсгрируют усилие, действующее по II;117paIIлснию измерения 1, равное разности или сумме проекций составляющих и определяемое формулой

Ру = P„cos s — P„sin где в — мгновенный угол контакта резца с оорабатываемым материалом, измеряемый от оси симметрии образца (см. фиг. 1).

Сделав преобразование формулы P„, получают

Р = P„(cosa — т sin e), Р„ где m= — — отношение нормальнои составР, ляющей к касательной, зависящее от степени затупления резца и других факторов процесса.

При прямоугольном резании малых образцов с постоянной шириной стружки сила действия практически постоянна на всей дуге кантакта резца с обрабатываемым материалом по схеме резания (см. фиг. 1). Для этих условий исследование уравнения показывает, что в за висимости от знака (отжимающая или затягивающая Р„) и величины m формы записи на осциллограмме могут быть различными (см. фиг. 2). Вместе с тем средняя ордината площади записи для всех ее форм в определенном масштабе соответствует действительной касательной составляющей Р„.

Нормальную составляющую Р„измеряют по той же записи (см. фиг. 2,+Р„), взяв разность двух IIeKQTopblx парных значений ординат записи относительно оси симметрии ов, например, берут разность ординат в точке с выхода резца из соприкосновения с материалом и точке а входа резца в материал.

Получают

Р, — Р, = 2Р„sin .

Для повышения точности измеряют разность нескольких парных значений ординат, по ко10

40 торым вычисляют среднее значение нормальной составляющей Р„.

Для проверки измерений P„, а вместе с тем и Р„вычисляют сумму двух парных значений ординат записи осциллограммы, которая равна

Р,+Р „=2Р„созе, и по пей определяют значение P„. Истинное значение касательной составляющей Р„измеряют и непосредственно по осциллограмме (фиг. 2, орди11ата, расположсГиная иа оси сим:1C7fр1111 3lIll1ICII) ТГ) 1ка Л).

Для случая Р, — —;33filI пвающая (фиг. 2, Pi)) Пол "111107

Ру, — P,, = — 2Р„з1 и а.

Для случая Р„=О (фиг. 2, Р„=О) и Р, ya — О.

Если первоначально выполняют разделение осциллограммы на парные значения ординат относительно оси ее симметрии, то затем Измеряют ряд ординат, по которым вычисляют площадь осциллограммы, и по приведенным формулам — значения составляющих Р„и Р„.

Силу действия измеряют следующим образом.

При подаче образца с постоянной скоростью U на вращающийся резец снимается стружка постоянной толщины (колебания толщины могут быть 1,7%) при прямоугольном резании. Возникающая при этом, сила действия резца на образец с помощью однокомпонентного датчика и измерительного прибора регистрируется на осциллограмме в виде одной записи проекций составляющих силы действия. Одновременно с записью проекций составляющих на осциллограмме для удобства последующих измерений записывают отметку оси симметрии записи.

Предмет изобретения

Способ измерения силы действия резца на обрабатываемый образец древесно-листового материала путем регистрации с помощью малоинерционного датчика касательной и нормальной составляющей силы действия, отличаюи1ийся тем, что, с целью упрощения измерительной схемы, увеличения жесткости упругого элемента датчика и повышения точности измерения, касательную и нормальную составляющие силы действия измеряют по одной записи проекций этих составляющих на измерительное направление однокомпонентного датчика, которое совмещают с плоскостью действия сил и устанавливают перпендикулярно оси симметрии обрабатываемого образца, проходящей через центр вращения резцов инструмента и совпадающей с направлением подачи образца.

403996

Фиг.1

Уа — Р

Фиг. 2

Составитель В. Алекперов

Техред А. Камышникова

Корректор Л. Новожилова

Редактор О. Степина

Типография, нр. Сапунова, 2

Заказ 607/17 Изд. ¹ 186 Тираж 755 Подписное

БНИИПИ Государственного когннтста Совета Министров СССР по деляги изобретений н открытий

Москва, 0К-35, Раун|скан наб., и. 4/5