Патент ссср 416165

Ьсссо зз -;ая т ез т е н т Р О i х и ч е с к Г 4 библнотека МБА

О П И С А Н И Е 4l6165

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Со циалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07Х1.1971 (№ 1668249/25-8) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 25.11.1974. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 26Х1.1974

N. Кл. В 23Ь 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 621.09.014.5-53 (088.8) Авторы изобретения

В. С. Нисневич, Л. А. Бондарчик и Ф. E. Счастливенко

Заявитель Экспериментальный научно-исследовательский институт машиноведения

СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ АВТОКОЛЕБАНИИ

B ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ

Изобретение предназначено для качественной оценки станка по критерию виброустойчивости и определения потребности станка в ремонте из-за ухудшения его динамических свойств, определения рациональной области использования станков данной модели, а также для управления процессом резания.

Важнейшим свойством станочной системы является ее устойчивость в процессе резания.

Потеря устойчивости приводит к возникновению автоколебаний, которые ухудшают чистоту и точность обрабатываемой поверхности, уменьшают стойкость инструмента, сокращают межремонтные сроки станков и повышают затраты на их восстановление.

Предлагаемое изобретение позволяет облегчить проведение исследований, обработку их результатов, повысить точность оценки устойчивости станочных систем при различных видах обработки. Эта цель достигается благодаря использованию в качестве критерия при оценке устойчивости характеристик силы резания таких, как частота и асимметрия (коэффициент асимметрии равен отношению наименьшего значения нагрузки к наибольшему).

Таким образом предлагаемый способ позволяет облегчить встраивание датчиков непосредственно в зону резания, а также обработку результатов эксперимента и вынесение оценки в целом в силу того, что характеристики силовой нагрузки при устойчивом характере резания мало зависят от свойств станочной системы и известны заранее, а при неустойчивом характере резания они резко

5 меняют свои значения, в первую очередь, частоту, асимметрию и форму колебаний. Эти изменения свидетельствуют о потере устойчивости.

В результатте обеспечивается высокая точ10 ность и чувствительность способа.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

В процессе резания на определенных режимах измеряют силу резания с помощью дина15 мометрических датчиков, которые встраиваются непосредственно в инструмент или в приспособления для крепления инструмента или детали. Часто в качестве таких приспособлений используют переносные динамомет20 рические головки или динамометрические столики. Динамометрические датчики используют в сочетании с электронной аппаратурой. Конструкция динамометров и способы их установки, обеспечивающие сохранение динамиче25 ских свойств станочной системы, известны.

Экспериментальные данные, в виде изображения на экране регистрирующего прибора или осциллограммы, анализируются и сопоставляются с данными о силе резания на тех

30 же режимах при устойчивом характере обраПредмет изобретения

Розг г гРиг 1

Составитель С. Чукасва

Тскред A. Камышникова

Редактор Е. Гончар

Корректор О. Усова

Заказ 1459/11 Изд. № 498 Тира>к 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Согста Министров СССР по делам изобретсгпй и открытий

Москва, $(-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 боз ки. В настоя1цее время такие материалы имеются для всех основных видов обработки.

Б начале анализируют частоту колебаний усилия. Если она не отличается от известной частоты колебаний возбуждающего усилия илн отличается мало, сопоставляют асим яетрию и форму колебаний сил резания. Если эти характеристики совпадают, то исследуемый процесс считают устойчивым, если не соВпадают, то пеустой гивым. Степень этого различия зависит от вида обраоотки и целЫ исследования.

На фиг. 1 приведены осциллограммы продольной (Р,.) и поперечной (P„) сил резания и и торцовом фрезеровании при устойчивом характере резания. При устойчивом резании силы меняются с основной частотой f—

60 (н — число оборотов шпинделя в минуту, z— число зубьев фрезы), если биение зубьев отсутствует. При наличии биения появляются дополнительные колебания усилия с частотой, кратной числам оборотов гг. Обе составляющих Р, и Р„имеют характерную форму циклической нагрузки и асимметрию цикла, определяющуюся,èñëàì зубьев, находящихся одновремепно под стружкой.

При автоколебаниях, как это хорошо видно на фиг. 2, форма колебаний усилий резко меняется, возника:от колебания с частотой, соответствующей одной из собственных частот

5 станочной системы. Асимметрия колебаний также значительно меняется. Результирующие колебания усилий приобретают характер биений, Эти изменения хорошо видны на экране осциллографа, что позволяет оценивать устой10 чивость процесса без непосредственной записи на ленту и облегчает проведение оценки в цеховых условиях.

Способ диагностики автоколебаний в процессе резания на металлорежущих станках, при котором в процессе обработки заготовок регистрируют датчиками, встроенными в тело

20 инструмента, характеристики процесса резания, по которым судят o его устойчивости, отл и ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения точности оценки устойчивости станочной системы, в качестве оцениваемой характери25 стики выбирают значения частоты и асимметрии колебаний силы резания и сравнивают с картиной эталонного процесса.