Исследование системы контроля и управления процессом резания на основе измерения ТЭДС на фрезерных станках с ЧПУ

Перед нами стоит задача измерения электродвижущего силы, поэтому необходима максимальная отстройка от влияния на измеряемый сигналь всех сопротивлений, включенных в измерительную цепь. Это достигается удовлетворением условию неравенства

R_п>> R_Со+ R_См+ R_дет+ R_пр+ R_и

чрезмерное увеличение сопротивления R_п будет ограничено возрастанием уровня помех от электромагнитных наводок, поскольку величина сигнала от термо - э.д.е. всегда не превышает нескольких милливольт.

Уровень наводок будет представлять собой аддитивную составляющую погрешности измерения термо - э.д.с. Эти наводки, скорее всего, будут обусловлены наличием больших электромагнитных полей от силового привода станка и с ними можно бороться фильтраций выходного сигнала в сравнительно узкой полосе частот относительно 50 Гц

Сложнее обстоят дела с мультипликативной составляющей погрешности измерения.

Точность измерения будет зависеть прежде всего от такого влияющего воздействия, как вариация величины удельной дифференциальной термоэлектродвижущей силы. Величина б весьма нестабильна вследствие неоднородности материала заготовок, обусловленной как металлургическими технологиями, так и предшествующими операциями формирования заготовки и ее термообработки. Замена режущего инструмента по мере износа, также будет сопровождаться вариация величины б. На вопрос о том, как избавится от этого источника погрешности, приведенная схема ответа дать не может. Необходимо изыскания методов отстройки от такого виляющего воздействия и на этом лишь пока заостряем внимание. Можно полагать, что разработка алгоритмов компьютерной обработки сигналов на основе «пробных» проходов и самообучение информационной системы непосредственно в процессы выполнения операции, будет перспективной в решении задачи обеспечения необходимой точности измерения.

Влияющие воздействии и виде нестабильности сопротивлений, входящих в последовательную цепь могут не представлять существенных трудностей, если входное сопротивления прибора К,, (или вторичного преораэователя информационного канала системы) будет выбрано правильно.

Особо следует отметить влияющее воздействие, обусловленное возможным появлением "короткого" замыкания цепи элементом сливной стружки. Такое шунтирование в измерительной цепи изображено на рис.3.31. пунктирной линией.

Шунтирующая цепь содержит не только активное сопротивление элемента стружки, но и термо-э.д.с. Е_с, возникающую вследствие контактов трех разнородных материалов (стружки, режущая пластина и державка) при величии градиента температуры по длине всего замкнутого контура.

Задачи анализа реальной цепи с термо - э.д.с. усложнилось тем, что измерение термо - э.д.с. как таковой стала невозможным, поскольку измерительный прибор, при наличии замыкания цепи стружкой, будет реагировать только на напряжение между точками 1 и 2, по не на термо - э.д.с. (Е) как было прежде. Изменились не только параметры модели, но и токи в контурах измерительной цепи.

Отстройка от такого влияющего воздействия может осложнится также тем, что это воздействие носит случайный характер.

Рис.3.31.

Конечно, самый верный путь для избавления от всех неприятностей, связанных с шунтированием измерительной цепи фрагментом стружки - это создание специальной конструкции инструмента, предотвращающего такое замыкание.

В результата при основе анализа различных схем, предлагается следующая схема диагностики и активного контроля процессом резания на фрезерным станке с ЧПУ. (рис. 3.32)

На рис. 3.32. Схема диагностики и активного управления процессом фрезерования на станке с числовым программным управлением.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований можно сделать следующие общие выводы:

1. Характер зависимости кривой “ термо - э.д.с. - скорость резания ” независимо от вида обработки (точение, сверление), а также фрезерование принципиально имеет один и тот же характер.

2. Скорость резания, которая определяет излом в кривой зависимости “термо - э.д.с. - скорость резания”, показывает точку на кривой, после которой изменяется процесс резания. Он характеризуется отсутствием нароста, наличием пленок окислов, изменением стружкообразования и другие.

3. Это характерной точкой можно пользоваться как диагностическим признаком для эффективного изменения режимов резания, как предлагается патентом. № IAP 04420

4. Дана рекомендации по применению в первом приближении измерительной цепи с термо-э.д.с при фрезеровании.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРА

1. Технология машиностроения: в 2 т. Том 2. Производство машин: учебник для вузов. / Бурцев В. М., Васильев А. С., Деев О. М. и др.; Под редакцией Мельникова Г. Н. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1998.-640 с.

2. Усмонов К. Б., Абдувалиев А. М., Мухаммадиев Г. С., Сафаров О. Отчет о научно-исследовательской работе "Технологический метод
диагностики и активного контроля процесса резания" (промежуточный)// . ТГАИ 2001-32 с.

3. Рубашкин И. Б., Алёшин А.А. Микропроцессорное управление режимом металлообработки. Л.: Машиностроение, 1989.-160 с.

4. Усманов К.Б. Влияние рабочих сред на стойкость режущего инструмента в зависимости от сочетания температуры и скорости резания, Канд. диссертация. ТашПИ, Ташкент 1969.

5. "Технические средства диагностирования:" Справочник. Клюев В. В. и
др. М. Машиностроение, 1989-671 с.

6. Усманов К.Б. Основы резания металлов.: Ташкент: «Академия» 2005.

7. Аваков А.А., Дубров Ю.С., Николаева Г.С. Исследование эффекта повышения стойкости неперетачиваемых многолезвийных «дырочных» пластин марок. Т15К6, Т5К10, ВК8, ВК6 методом ввода в зону резания слабых электрических токов и методов «термоэлектрической компенсации». Материалы XXXI научно - технической конференции кафедр РИИЖТ, Ростов - на - Дону, 1963.

8. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов, Машгиз 1956

9. Бобровский В.А. Деформации, силы и температуры резания при скоростном точении сталей. Авто реферат диссертации на соискание ученой степени кант.техн.наук. М; 1953

10. Бобровский В.А. Электродиффузионный износ инструмента , «Машиностроение» М.1970

11. Вульф А.М. резание металлов Машгиз 1973

12. Гордиенко П.Л., Гордиенко С.Л. О влияние электрического тока на износ при трения металлических тел. «Вестник машиностроения», 1952, №7

13. Грановский Г.И. Износостойкость твердых сплавов и инструментальный сталей. Сб. «Трение и износ при резании металлов». Машгиз, 1955

14. Грановский Г.И. О методике исследования и назначения режимов резания на автоматических линиях. «Вестник машиностроения» №10, 1963.

15. Грудов П.П. Основы скоростного резания металлов Сб. «Скоростная обработка металлов резанием». М., Оборонгиз 1951

16. Даниелян А.М. и Бобровский В.А. Температура при резания металлов и способы ее измерения . Труды военной Академии БТ и МВ СА, 1952, № 11-12

17. Даниелян А.М. Теплота и износ инструментов в процессе резания металлов , Машгиз 1954.

18. Даниелян А.М. Тепловой баланс при резании стали. Сб. «Тепловые явления при обработке металлов резанием» М., НТО Машпром, 1959

19. Даниелян А.М. и др. Обработка резанием жаропрочных сталей, сплавов и тугоплавких металлов. Изд. «Машиностроение» М., 1965.

20. Дубинин А.Д. Трение и износ в деталях машин. М., Машгиз 1952.

21. Еремин А.Н. Физическая сущность, явлений при резании стали, Машгиз, 1951.

22. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов, Машгиз. 1956.

23. Камалиддинов Г. Исследование влияния смазочное - охлаждающих сред на износ и скорость режущего инструмента , Канд.диссертация, Ташкент 1975.

24. Капров В.М. ТЭДС резания - диагностическая признак состояния инструмента. Москва, МВТУ 2000

25. Коробов Ю.М. Влияние термоэлектрических явлений, возникающих при резании, на износ инструмента. «Станки и инструмент». 1968 №3

26. Костецкий Б.И., Носовский И.Г. Износостойкость и антифрикционность деталей машин, К., 1965

27. Кривоухов В.А., Бурштейн Б.Е. и др. Обработка металлов резанием, Оборонгиз, М., 1958.

28. Кузнецов В.Д. Физика тведого тела. Т.Ш, Томск, Изд-во «Красное знамя», 1944.

29. Левицкий М.П. Температура стружки при резании пластичных металлов. Автореферат диссертации на соискание ученной степени кант.техн.наук. Теблисси 1946

30. Левицкий М.П. Температура при резании металлов ЖТФ.Т XIX. Вып. 9, 1949; Т. XXII. Вып 4,1952.

31. Лившиц М.П. Температура при резании металлов и сплавов. Машгиз, 1959.

32. Можаев С.С., Саромотина Т.Г. Скоростное и силовое точение сталей повышенной прочности. М., Оборонгиз, 1957.

33. Можаев С.С. Тепловые явление, сопровождающие процесс резания сталей на высокой скорости. ЖТФ. Т. XXII. Вып. 10. 1951.

34. Опитц Г., Шилинг В. Исследование реакций износа быстрорежущего инструмента при обработке стали, Экспресс - информация, «Режущий инструмент» № 31, 1968.

35. Развитие науки о резании металлов, «Машиностроение», М., 1967.

36. Резников Н.И. Теоретическая обоснование точения с большими подачами по методу В.А. Колесова. Сб «Высоко производительная обработка металлов инструментами из новых материалов » ЛОНИТОМАШ, кн.32, М., Машгиз, 1953.

37. Резников Н.И. Новые исследования по скоростному резанию металлов. Сб. «Прогрессивная технология машинастроения». ЛОНИТОМАШ, кн. 27, М., Машгиз, 1952

38. Розенберг А.М., Еремин А.Н. Элементы теории процесса резании металлов, Машгиз, 1956.

39. Ромадин К.П. Электролитический перенос в металлических жидких и твердых растворах. Труды Военное - воздушной инженерной академии им. Н.Е. Жуковского. Вып. 167, 1947.

40. Троицкая Д.Н. Влияние распыленной жидкости на стойкость резцов с пластинами твердого сплава, «Вестник машиностроения» № 10, 1963

41. Усачев Я.Г. Явления, происходящие при резании металлов. Известия Петроградского политехнического института. Т. 23. Вып. 1, 1915

42. Axer H. Zur Physik des WerkzeugverschleiЯes. Fesnigungs Technik und moderne Werkzeugmaschinen . 7. Aachener Werkzeugmaschinen - Kollquium 1954. Essen, 1954.

43. Физическая энциклопедия сварщика . М., 1985/

44. Opitz H. Das Temperarurifeld am DrehmeiЯel und die Reaktionen in der Kontaktzone. “Micnrotecnic”, №4б Band VIII, 1954.

45. Усманов К.Б., Абдувалиев А.М., Сафаров О.М., Ниязбаев А.М., Якубов А.А. // Агентство по интеллектуальной собственности Республики Узбекистан. // Патент на изобретение. “Способ определения обрабатываемости конструкционных сталей”. Зарегистрирован в государственном реестре изобретений Республики Узбеистан. в г. Ташкент 09.08.2011 г. № IAP 04420.

46 Усманов К.Б., Зикиров А.Э. Контрольно измерительная диагностика фрезерованная методом естественной термопары. Международной научно - практической конференции «Влияние индустриально-инновационной политики на качество образования» Казакстан, Тараз - 2012 .

Размещено на Allbest.ru