×
10.07.2014
216.012.db65

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ характеризуется тем, что для пары инструмент-деталь при различных скоростях резания v определяют тангенциальные силы резания P, флуктуации тангенциальных сил резания , флуктуации скорости резания и переменную термоЭДС , а в качестве критерия оптимальной скорости резания используют мощность флуктуаций или коэффициент использования мощности флуктуаций , или аналог производства энтропии от тепловых процессов на контакте , при этом значение оптимальной скорости резания, соответствующей минимальной интенсивности изнашивания инструмента, определяют по максимальному значению мощности флуктуаций, полученной на кривой изменения комплекса мощности флуктуаций или по точке перелома коэффициента использования мощности флуктуаций, полученного на кривой изменения комплекса коэффициента использования мощности флуктуаций или по минимальному значению параметра аналога производства энтропии от тепловых процессов на контакте, полученного на кривой изменения комплекса аналога производства энтропии от тепловых процессов на контакте. Техническим результат: повышение точности выбора оптимальной скорости резания при подборе инструментального материала с максимальной износостойкостью. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области обработки металлов и сплавов резанием и может быть использовано для выбора оптимального режима резания, обеспечивающего минимум износа, а также инструментального материала максимальной производительности.

Известны способы определения оптимального режима изнашивания при обработке резанием, основанные на экспериментальном установлении экстремальных зависимостей силы, коэффициента трения, интенсивности изнашивания и характеристик качества поверхности от внешних воздействий на систему трения (резания) - скорости, давления или сечения срезаемого слоя [1-5 Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Технiка, 1970. - 395 с.]. Эти способы можно считать классическими, их недостатком является необходимость проведения трудоемкости и дорогостоящих экспериментов по установлению оптимального режима изнашивания.

Известен также используемый в условиях резания металлов метод нахождения оптимальной величины подачи как точки пересечения линий графиков термоЭДС на передней и задней поверхностях инструмента при вариации подачи в выбранном диапазоне [Рыжкин А.А. Синергетика изнашивания инструментальных режущих материалов. Ростов н/Д, Изд. центр ДГТУ, 2004. с.214].

Метод обеспечивает получение данных, удовлетворительно согласующихся с табличными, но трудоемок и требует использования специального разрезного резца с его точной регулировкой.

Известен способ определения оптимальной скорости резания для твердосплавных инструментов, заключающийся в том, что при разных температурах Q (4-6) точек производят стандартные измерения твердости сплава по Виккерсу и по графикам lgHV=f(Q) находят точку перелом этих линий, которая является температурой максимальной работоспособности Qм.p., а затем по графику зависимости Q=t(V) определяют по этой температуре Qм.р. оптимальную скорость. Несмотря на сравнительную простоту реализации самого способа, он достаточно трудоемок, так как требует применения защитной атмосферы (или вакуума) при измерениях твердости при разных температурах; в противном случае не исключено неконтролируемое влияние на твердость образующейся на твердом сплаве оксидной пленки и смещение точки перелома прямых lgHV=f(Q) [Патент RU №2173611, В23В 1/00, 2001 г.].

Известен способ определения оптимальной скорости резания, суть которого состоит в том, что осуществляется предварительный нагрев твердосплавных образцов, и температура, при которой в окисленной поверхности твердого сплава возникает парамагнитное состояние, соответствующее минимуму поглощенной энергии СВЧ, - выбирается в качестве исходного параметра. Затем по температуре этого минимума по графику «температура - скорость резания» находится оптимальная скорость [Патент RU №2168394, В23В 1/00, 2000 г.].

Этот способ имеет физическое обоснование, но сложен в реализации и достаточно трудоемок.

Наиболее близким по выполнению является способ определения оптимальной скорости резания, заключающийся в том, что режущий инструмент и деталь включают в электрическую цепь, регистрируют переменную и постоянную составляющие термоЭДС зоны резания, а оптимальную скорость резания определяют по минимуму или точке перегиба кривой параметра как функции скорости (авторское свидетельство SU №903750, В23В 1/00, 1982 г.).

Недостаток этого способа состоит в недостаточно высокой точности определения скорости.

Техническим результатом изобретения является повышение точности выбора оптимальной скорости резания при подборе инструментального материала с максимальной износостойкостью.

Технический результат достигается тем, что для пары инструмент-деталь при различных скоростях резания v определяют тангенциальные силы резания Pz флуктуации тангенциальных сил резания и флуктуации скорости резания , а в качестве критерия оптимальной скорости резания используют мощность флуктуации , при этом значение оптимальной скорости резания, соответствующей минимальной интенсивности изнашивания инструмента, определяют по максимальному значению мощности флуктуаций, полученной на кривой изменения комплекса .

Технический результат достигается также тем, что для пары инструмент-деталь при различных скоростях резания v определяют тангенциальные силы резания Pz, флуктуации тангенциальных сил резания , и флуктуации скорости резания , а в качестве критерия оптимальной скорости резания используют коэффициента использования мощности флуктуации , при этом значение оптимальной скорости резания, соответствующей минимальной интенсивности изнашивания инструмента, определяют по точке перелома коэффициента использования мощности флуктуации, полученного на кривой изменения комплекса KN.

Технический результат достигается также тем, что для пары инструмент-деталь при различных скоростях резания v определяют тангенциальные силы резания Pz, флуктуации тангенциальных сил резания , флуктуации скорости резания и переменную термоЭДС , а в качестве критерия оптимальной скорости резания используют аналог производства энтропии от тепловых процессов на контакте , при этом значение оптимальной скорости резания, соответствующей минимальной интенсивности изнашивания инструмента, определяют по максимальному значению параметра аналога производства энтропии от тепловых процессов на контакте, полученного на кривой изменения комплекса .

Отличием предлагаемого способа является использование в качестве критерия выбора оптимальной скорости комплексов или , или , или , вместо коэффициента .

Ниже приведен пример осуществления изобретения.

Параметры, входящие в математические зависимости, измеряемые при резании на специальной установке, смонтированной на базе токарно-винторезного станка 1K625:

- сила Pz измерялась динамометром УДМ-600;

- термоЭДС зоны резания E-милливольтметром по стандартной схеме;

- для определения флуктуации скорости регистрировали линейные колебания державки инструмента акселерометрами датской фирмы Брюэль и Кьер типа 4329. Сигналы от акселерометров поступали в усилитель-интегратор, а затем регистрировались милливольтметром переменного тока B3-57 и записывались милливольтметром HB38-4;

- переменная составляющая усилия резания измерялась милливольтметром переменного тока B3-28A и регистрировалась самописцем;

- скорость резания V обеспечивалась кинематикой станка 1K625;

- переменный сигнал термоЭДС , отображающий флуктуации температуры на контакте, выделялся из рабочего сигнала термоЭДС E по специальной схеме, усиливался усилителем и регистрировался ламповым вольтметрам (см. рис.5.13, стр.265, в монографии Рыжкина А.А. Синергетика изнашивания инструментальных режущих материалов. Ростов-на-Дону, изд. центр ДГТУ, 2004).

Резцом с 5-гранной пластиной твердого сплава T15K6 обтачивали болванку из Ст35 на режимах: t=0,5·10-3 м; S=0,11·10-3 м/об, скорость резания V изменялась в пределах 1,0-5,00 м/с.

На рис.1-3 представлены графики изменения комплексов , KN, для точения стали 35 резцами из твердых сплавов T15K6 и BK8 при вариации скоростей резания от 1 до 5 м/с (t=0,5·10-3 м; S=0,11·10-3 м/об). На рис.1 и 2 нанесены также экспериментальные данные интенсивности изнашивания резцов из сплавов T15K6 и BK8 (кривая J). Как видно, при оптимальной скорости резания, соответствующей минимуму износа, экспериментальные комплексы , принимают максимальные значения, а KN имеет точку перелома. Сравнение оптимальных скоростей резания для твердых сплавов BK8 и T15K6 показывает, что сплав T15K6 более производителен, так как оптимальная скорость для него больше, чем сплава BK8 (2,71 м/сек и 2,17 м/с).

Полученные экспериментально закономерности изменения комплексов , , KN, от скорости резания соответствуют их термодинамической интерпретации и физическому смыслу: флуктуации скоростей и отображают флуктуации температур и являются источниками «отрицательной» энтропии (негэнтропии) относительно зоны контакта, в который имеет место накопление энтропии и износ инструментального материала, т.е. при этих условиях система резания характеризуется повышением диссипативных возможностей зоны контакта, из-за чего уменьшается накопление энтропии и интенсивность изнашивания.

Для сравнения на рис.1 приведен график изменения величины . Как видно из рисунка, скорость, соответствующая точке перелома кривой, для T15K6 отличается от скорости, соответствующей минимальному износу (кривая J).

Таким образом, предполагаемый способ с использованием термодинамических комплексов , и KN, позволяет повысить точность выбора оптимальной скорости резания при подборе инструментального материала с максимальной износостойкостью.


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
27.10.2013
№216.012.7a09

Способ обработки материала резанием

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к способу выбора твердого сплава для твердосплавного режущего инструмента. Сплав выбирают из группы твердых сплавов. Рассчитывают значение энтропии для каждого из упомянутых сплавов. Путем сравнения рассчитанных энтропии с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496903
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.01.2014
№216.012.9799

Бак для агрессивной жидкости

Изобретение относится к специальному машиностроению, а именно устройствам предотвращения проливов агрессивных, токсичных жидкостей из емкостей, перевозимых железнодорожным и автомобильным транспортом, в случае пробития их кинетическими ударниками, в том числе пулями или осколками. Описан бак...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504508
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.06.2014
№216.012.cc33

Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению объемных изделий путем послойного лазерного синтеза. Может использоваться для производства деталей сложных форм из мелкодисперсных порошков в различных отраслях машиностроения. Компоненты порошковой композиции послойно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518046
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.10.2014
№216.012.fc27

Способ предотвращения или обнаружения и тушения торфяных пожаров и установка для реализации способа

Предлагаемая группа изобретений относится к области экологической и пожарной безопасности торфяников, а также к сбережению энергоресурсов. Достигается значительное замедление саморазогрева торфа, увеличение времени между последовательными профилактиками, повышение травмобезопасности. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530397
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ffc4

Твердый сплав на основе карбида вольфрама (варианты)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам на основе карбида вольфрама. Может использоваться для изготовления режущего инструмента. Твердый сплав содержит, мас.%: кобальт 3,5-5,3; железо 1,4-3,2; медь 0,8-1,0; карбид вольфрама - остальное. Твердый сплав...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531332
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.11.2014
№216.013.0562

Твердый сплав на основе вольфрама (варианты)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам на основе карбида вольфрама. Может использоваться при обработке материалов резанием. Твердый сплав содержит, вес.%: вольфрам 78,0-80,2, углерод 5,6-5,8, молибден 5,7-7,0, кобальт 8,0-8,4 или вольфрам 77,0-78,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532776
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.06.2015
№216.013.527a

Устройство для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию

Изобретение относится к устройствам, преобразующим кинетическую энергию ветрового потока в механическую энергию, и может быть использовано для получения электрической энергии, потенциальной энергии сжатого воздуха, потенциальной энергии жидкости. Устройство содержит раструб и расположенный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552635
Дата охранного документа: 10.06.2015
Показаны записи 1-10 из 11.
10.03.2013
№216.012.2e1d

Способ цементации металлического изделия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к цементации металлических изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента. Металлическое изделие размещают в контейнере с электропроводной порошковой средой, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477336
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.10.2013
№216.012.7a09

Способ обработки материала резанием

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к способу выбора твердого сплава для твердосплавного режущего инструмента. Сплав выбирают из группы твердых сплавов. Рассчитывают значение энтропии для каждого из упомянутых сплавов. Путем сравнения рассчитанных энтропии с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496903
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.01.2014
№216.012.9799

Бак для агрессивной жидкости

Изобретение относится к специальному машиностроению, а именно устройствам предотвращения проливов агрессивных, токсичных жидкостей из емкостей, перевозимых железнодорожным и автомобильным транспортом, в случае пробития их кинетическими ударниками, в том числе пулями или осколками. Описан бак...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504508
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.06.2014
№216.012.cc33

Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению объемных изделий путем послойного лазерного синтеза. Может использоваться для производства деталей сложных форм из мелкодисперсных порошков в различных отраслях машиностроения. Компоненты порошковой композиции послойно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518046
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.10.2014
№216.012.fc27

Способ предотвращения или обнаружения и тушения торфяных пожаров и установка для реализации способа

Предлагаемая группа изобретений относится к области экологической и пожарной безопасности торфяников, а также к сбережению энергоресурсов. Достигается значительное замедление саморазогрева торфа, увеличение времени между последовательными профилактиками, повышение травмобезопасности. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530397
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ffc4

Твердый сплав на основе карбида вольфрама (варианты)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам на основе карбида вольфрама. Может использоваться для изготовления режущего инструмента. Твердый сплав содержит, мас.%: кобальт 3,5-5,3; железо 1,4-3,2; медь 0,8-1,0; карбид вольфрама - остальное. Твердый сплав...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531332
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.11.2014
№216.013.0562

Твердый сплав на основе вольфрама (варианты)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам на основе карбида вольфрама. Может использоваться при обработке материалов резанием. Твердый сплав содержит, вес.%: вольфрам 78,0-80,2, углерод 5,6-5,8, молибден 5,7-7,0, кобальт 8,0-8,4 или вольфрам 77,0-78,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532776
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.06.2015
№216.013.527a

Устройство для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию

Изобретение относится к устройствам, преобразующим кинетическую энергию ветрового потока в механическую энергию, и может быть использовано для получения электрической энергии, потенциальной энергии сжатого воздуха, потенциальной энергии жидкости. Устройство содержит раструб и расположенный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552635
Дата охранного документа: 10.06.2015
09.02.2019
№219.016.b8ea

Способ получения керамической пластины для режущего инструмента

Изобретение относится к способу получения керамических пластин режущего инструмента для обработки резанием труднообрабатываемых материалов, таких как жаропрочные и легированные стали. Способ включает прокаливание глинозема, его виброизмельчение, обогащение, сушку с получением оксида алюминия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679264
Дата охранного документа: 06.02.2019
07.09.2019
№219.017.c872

Способ получения керамической пластины для режущего инструмента

Изобретение относится к получению керамических пластин режущего инструмента для обработки резанием труднообрабатываемых материалов. Способ включает прокаливание глинозема, содержащего α-А1О и γ-А1О, его виброизмельчение, обогащение, сушку с получением оксида алюминия модификации α-AlO, его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699434
Дата охранного документа: 05.09.2019
+ добавить свой РИД