RU2765045C1

RU2765045C1 - Method for measuring temperature and force parameters during cutting when drilling

Info

Publication number: RU2765045C1
Application number: RU2021118061A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Скакун
Original assignee: Владимир Владимирович Скакун
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-01-25

Abstract

FIELD: metal processing.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metalworking and can be used to measure the temperature and power parameters of the cutting process during drilling. The method includes electrically isolated fixing of a metal workpiece in the chuck of a lathe and processing the workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine, fixed on a rack mounted on the support of the machine, during which thermo-EMF is measured using a millivoltmeter connected by appropriate electrical wires placed in an ice container to the drill and to a current collector electrically connected to the workpiece. At the same time, the attachment elements of the drill together with it are installed in the housing using bearings with the possibility of rotation and are equipped with a lever connected to a holder located in an electronic dynamometer, with the ability to measure the torque during processing.

EFFECT: use of the invention makes it possible to expand the technological capabilities of the method.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, при помощи которого можно производить измерение силы и термо-ЭДС резания при сверлении. Изобретение может найти свое применение в инструментальной промышленности.The invention relates to the field of metal cutting, with the help of which it is possible to measure the force and thermo-EMF of cutting during drilling. The invention can find its application in the tool industry.

Известен способ измерения температуры резания металлов (А.с. СССР №152327, МПК G01; 42i, 8₈₀. Бюл. №24, 1962 г. Аналог) принцип работы которого заключается в том, что режущую пластинку из твердого сплава изолируют от корпуса сверла прокладками, поверхность корпуса сверла покрывают изолирующим составом, а место холодного спая выносят из зоны нагрева и изолируют обрабатываемую деталь от станка. Это позволяет повысить точность измерения температуры резания путем устранения влияния паразитных термоэлектродвижущих сил.A known method for measuring the cutting temperature of metals (A.S. USSR No. 152327, IPC G01; 42i, 8 ₈₀ . Bull. No. 24, 1962 Analogue), the principle of which is that the cutting plate of hard alloy is isolated from the drill body gaskets, the surface of the drill body is covered with an insulating compound, and the place of the cold junction is taken out of the heating zone and the workpiece is isolated from the machine. This makes it possible to increase the accuracy of measuring the cutting temperature by eliminating the influence of parasitic thermoelectromotive forces.

Данный способ имеет следующие недостатки:This method has the following disadvantages:

1. Для самоцентрирования твердосплавной пластинки необходимо предварительно изготовить отверстие, либо дополнительно применить текстолитовую кондукторную втулку что влечет к дополнительным затратам, которые связаны с подготовительными операциями.1. For self-centering of a hard-alloy plate, it is necessary to pre-make a hole, or additionally apply a textolite conductor bushing, which entails additional costs associated with preparatory operations.

2. В теле корпуса сверла изготавливается дополнительное отверстие для установки контактного столбика и пружины, что может вызвать снижение жесткости корпуса, при возникновении большого крутящего момента, например, при сверлении труднообрабатываемых сплавов.2. An additional hole is made in the body of the drill body for installing a contact post and a spring, which can cause a decrease in the rigidity of the body when a large torque occurs, for example, when drilling difficult alloys.

3. Для проведения экспериментальных исследований с использованием различных твердосплавных пластинок, в зависимости от их химического состава, необходимо дополнительно изготавливать и столбик, для исключения влияния паразитных термо-ЭДС, что влечет к дополнительным материальным затратам.3. To conduct experimental studies using various hard-alloy plates, depending on their chemical composition, it is necessary to additionally produce a column to exclude the influence of parasitic thermo-EMF, which entails additional material costs.

4. Для снятия электродвижущей силы с вращающейся твердосплавной пластинки, на корпус сверла насаживают медное токосъемное кольцо, изолированное от корпуса текстолитовыми дисками. Кольцо скрепляют с дисками при помощи винтов, а съем электродвижущей силы с кольца производят при помощи щеток. Концы проводов от щеток и обрабатываемой детали присоединяют к клеммам регистрирующего прибора, однако данный способ съема электродвижущей силы применим при условии, что процесс сверления осуществляется, например, на фрезерном станке при отсутствии поступательного осевого перемещения сверла, осуществляющего подачу, так как эту задачу выполняет стол фрезерного станка. Поскольку в большинстве случаев процесс сверления осуществляется на сверлильных станках, при котором подача осуществляется шпинделем, с установленным в нем сверлом, необходимо разработать дополнительное приспособление, позволяющее производить передачу электродвижущей силы при вращательном, возвратно-поступательном перемещении сверла к неподвижному милливольтметру, обеспечив при этом постоянный электрический контакт, также данный способ не позволяет использовать сверла с внутренними каналами для подвода смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).4. To remove the electromotive force from a rotating hard-alloy plate, a copper slip ring is placed on the drill body, isolated from the body by textolite disks. The ring is fastened to the disks with screws, and the electromotive force is removed from the ring using brushes. The ends of the wires from the brushes and the workpiece are connected to the terminals of the recording device, however, this method of removing the electromotive force is applicable provided that the drilling process is carried out, for example, on a milling machine in the absence of translational axial movement of the drill that feeds, since this task is performed by the milling table machine. Since in most cases the drilling process is carried out on drilling machines, in which the feed is carried out by a spindle with a drill installed in it, it is necessary to develop an additional device that allows the transfer of electromotive force during rotational, reciprocating movement of the drill to a fixed millivoltmeter, while providing a constant electrical contact, also this method does not allow the use of drills with internal channels for the supply of cutting fluids.

Известен способ измерения температуры резания при сверлении (А.с. СССР №1076199, МПК В23 В 25/06. Бюл. №8, 1984. Аналог), принцип работы которого заключается в том, что разработана специальная конструкция, имеющая металлический стержень равный диаметру сверла, помещенный в диэлектрическую втулку, которая препятствует возникновению дополнительных термо-ЭДС на периферии сверла.A known method for measuring the cutting temperature during drilling (A.S. USSR No. 1076199, IPC B23 B 25/06. Bull. No. 8, 1984. Analog), the principle of which is that a special design has been developed having a metal rod equal to the diameter drill, placed in a dielectric sleeve, which prevents the occurrence of additional thermo-EMF at the periphery of the drill.

Применяют данный способ в области металлообрабатывающей промышленности.This method is used in the metalworking industry.

Недостатками такого способа является низкая виброустойчивость диэлектрической втулки при сверлении, а также сложность фиксации металлического стержня, что приведет в процессе резания к дополнительным вибрациям, нестабильному процессу резания, а, следовательно, и к погрешности измерения. Так же предлагаемый способ имеет расхождение от реальных, присутствующих на производстве условий сверления, где в процессе резания участвуют как режущие кромки сверла, так и периферийная его часть, температурные показатели которой так же представляет научный интерес.The disadvantages of this method are the low vibration resistance of the dielectric bushing during drilling, as well as the difficulty of fixing the metal rod, which will lead to additional vibrations during the cutting process, an unstable cutting process, and, consequently, to a measurement error. Also, the proposed method has a discrepancy from the real drilling conditions present in the production, where both the cutting edges of the drill and its peripheral part, the temperature indicators of which are also of scientific interest, are involved in the cutting process.

Известен способ измерения температуры резания при сверлении (А.с. СССР №1371783, МПК В23 В 25/06. Бюл. №5, 1988. Аналог) позволяющий повысить точность измерения термо-ЭДС при помощи металлического стержня, который зафиксирован в диэлектрической втулке, в котором имеется отверстие, равное ширине перемычки, в результате чего исключается влияние на температурные показатели процесса резания периферийной части сверла и перемычки.A known method for measuring the cutting temperature during drilling (A.S. USSR No. 1371783, IPC B23 B 25/06. Bull. No. 5, 1988. Analog) allows you to improve the accuracy of measuring thermo-EMF using a metal rod, which is fixed in a dielectric sleeve, in which there is a hole equal to the width of the jumper, as a result of which the influence on the temperature indicators of the cutting process of the peripheral part of the drill and the jumper is excluded.

Недостатком такого способа является низкая жесткость конструкции из-за наличия диэлектрика, что может привести к возникновению вибраций в процессе резания, так же данный способ не дает возможность в полной мере изучить температурное состояние процесса резания т.к. в условиях производства, как правило, не представляется возможным исключить участие перемычки и периферийной части режущего инструмента при сверлении, следовательно данные полученные представленным способом подходят исключительно для специфических задач и исключают широкое применение.The disadvantage of this method is the low rigidity of the structure due to the presence of a dielectric, which can lead to vibrations during the cutting process. under production conditions, as a rule, it is not possible to exclude the participation of the web and the peripheral part of the cutting tool during drilling, therefore, the data obtained by the presented method are suitable only for specific tasks and exclude wide application.

Известен способ измерения ЭДС резания (Патент РФ 2149745, B23Q 17/09, опубл. 27.05.2000 г. Аналог) который позволяет повысить точность измерения температуры резания при сверлении методом естественной термопары, путем нанесения на режущий инструмент слоя диэлектрического (алмазного) покрытия, что позволяет изолировать периферийную часть сверла а так же поочередно изолировать переднюю и заднюю поверхности, тем самым ограничивая электрический контакт обрабатываемой заготовки и режущего инструмента что в свою очередь позволяет исключить влияние паразитных термо-ЭДС и повысить точность измерения.A known method for measuring the EMF of cutting (Patent RF 2149745, B23Q 17/09, publ. 27.05.2000 Analogue) which allows you to increase the accuracy of measuring the cutting temperature when drilling by the natural thermocouple method, by applying a layer of dielectric (diamond) coating to the cutting tool, which allows you to isolate the peripheral part of the drill as well as alternately isolate the front and back surfaces, thereby limiting the electrical contact of the workpiece and the cutting tool, which in turn eliminates the influence of parasitic thermo-EMF and improves measurement accuracy.

Областью применения способа является металлообрабатывающая промышленность.The scope of the method is the metalworking industry.

Недостатком данного способа является сложность и дороговизна нанесения диэлектрического (алмазного) покрытия, связанная с изготовлением алмазного порошка, использованием дополнительного оборудования и дороговизной самого алмазного покрытия, так же возникают дополнительные сложности в контроле толщины покрытия, что особенно важно на периферийной части режущего инструмента. Известно, что угол образующей обратного конуса сверла равен 1°38'8'' (в зависимости от типа сверл, значения могут отличаться) в связи с чем возникают трудности в нанесении равномерного, тонкого слоя диэлектрического покрытия из-за малой величины зазора между периферийной частью сверла и обработанным отверстием, таким образом толщина, неравномерность нанесения и прочность алмазного покрытия может привести к заклиниванию инструмента, а также возникновению дополнительного трения и вибраций, что приведет к дестабилизации процесса резания, дополнительному теплообразованию, следовательно и к погрешности измерения, а также к снижению качества обработанной поверхности.The disadvantage of this method is the complexity and high cost of applying a dielectric (diamond) coating associated with the manufacture of diamond powder, the use of additional equipment and the high cost of the diamond coating itself, as well as additional difficulties in controlling the thickness of the coating, which is especially important on the peripheral part of the cutting tool. It is known that the angle of the generatrix of the inverse cone of the drill is 1°38'8'' (depending on the type of drills, the values may differ), and therefore there are difficulties in applying a uniform, thin layer of dielectric coating due to the small gap between the peripheral part drill and machined hole, thus the thickness, uneven application and strength of the diamond coating can lead to jamming of the tool, as well as the occurrence of additional friction and vibration, which will lead to destabilization of the cutting process, additional heat generation, and therefore to measurement errors, as well as to a decrease in quality treated surface.

Известен метод естественной термопары (см. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов - М.: Машиностроение, 1975, с. 144, 145, рис. 106. Аналог), принцип которого заключается в изоляции режущего инструмента и заготовки от станка во избежание паразитных теро-ЭДС. Процесс резания протекающий в условиях плотного контакта режущего инструмента и заготовки служит горячим спаем, холодный спай в свою очередь выносят из зоны нагрева, однако фиксируемые значения таким методом являются средними показателями температуры резания из-за участия в процессе сверления большого количества контактирующих поверхностей, однако данное обстоятельство играет положительную роль, т.к. только в данном случае можно обеспечить необходимые условия резания, приближенные к производственным. Применение в процессе резания смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) сводит к минимуму влияние периферийной части сверла в образовании температуры, т.к. в отличие от непосредственной зоны резания где большие контактные давления и непрерывно поступающая стружка препятствуют проникновению СОТС, периферийная же часть сверла остается в относительной доступности для смазывающих технологических сред.The method of natural thermocouple is known (see Bobrov V.F. Fundamentals of the theory of metal cutting - M.: Mashinostroenie, 1975, pp. 144, 145, Fig. 106. Analogue), the principle of which is to isolate the cutting tool and workpiece from the machine in order to avoid parasitic tero-EMF. The cutting process, which takes place under conditions of close contact between the cutting tool and the workpiece, serves as a hot junction, the cold junction, in turn, is taken out of the heating zone, however, the values recorded by this method are average indicators of the cutting temperature due to the participation in the drilling process of a large number of contact surfaces, however, this circumstance plays a positive role, because only in this case it is possible to provide the necessary cutting conditions close to production ones. The use of lubricating-cooling technological media (LUTS) in the cutting process minimizes the influence of the peripheral part of the drill in the formation of temperature, because unlike the immediate cutting zone, where high contact pressures and continuously incoming chips prevent the penetration of LC, the peripheral part of the drill remains relatively accessible to lubricating technological media.

Однако автор не дает конкретных рекомендаций по изготовлению установки позволяющей применить метод естественной термопары на процессе сверления и решить задачи, связанные с сложностью передачи электрического сигнала от подвижной части (сверла) к неподвижной части (милливольтметру). Отсутствуют также рекомендации и по изоляции режущего инструмента, т.к. в большинстве случаев диэлектрики имеют низкую твердость по отношению к твердости инструментальной стали, в связи с чем возникает сложность изоляции хвостовой части сверла, т.к. при недостаточной жесткости закрепления режущего инструмента возникают дополнительные вибрации, что неизбежно приведет к погрешности получаемых экспериментальных данных, так же велика вероятность деформации изоляционного материала губками сверлильного патрона, что неизбежно приведет к возникновению электрического контакта инструмента и станка, а следовательно и к возникновению паразитных термо-ЭДС. Неизбежно и проскальзывание сверла в процессе резания, т.к. диэлектрики на основе каучука, полиэтилена, полипропилена, полиамида, и т.д. имеют низкий коэффициент трения, что скажется на качестве проведения экспериментальных исследований, применение же алмазных покрытий приведет к дополнительным затратам на оборудование и материал.However, the author does not give specific recommendations on the manufacture of an installation that allows applying the natural thermocouple method to the drilling process and solving problems associated with the complexity of transmitting an electrical signal from a moving part (drill) to a fixed part (millivoltmeter). There are also no recommendations on the insulation of the cutting tool, because. in most cases, dielectrics have a low hardness in relation to the hardness of tool steel, and therefore it becomes difficult to isolate the tail of the drill, because. with insufficient rigidity of the fixing of the cutting tool, additional vibrations occur, which will inevitably lead to an error in the experimental data obtained, as well as a high probability of deformation of the insulating material by the jaws of the drill chuck, which will inevitably lead to electrical contact between the tool and the machine, and consequently to the occurrence of parasitic thermo-EMF . Inevitably, the slippage of the drill during the cutting process, because. dielectrics based on rubber, polyethylene, polypropylene, polyamide, etc. have a low coefficient of friction, which will affect the quality of experimental studies, while the use of diamond coatings will lead to additional costs for equipment and material.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения термо-ЭДС при сверлении (патент на изобретение РФ №2737658 МПК B23Q 17/09, В23В 49/00, опубл. 01.12.2020. Бюл. №34. Прототип). Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при исследовании температурного состояния процесса резания при сверлении. Способ включает закрепление металлической заготовки в патроне токарного станка, при этом металлическую заготовку электрически изолируют от патрона с помощью разрезной диэлектрической втулки, и обработку упомянутой заготовки посредством электрически изолированного от станка сверла, во время которой осуществляют измерение термо-ЭДС с помощью милливольтметра, подключенного соответствующими электрическими проводами к сверлу и к токосъемнику, электрически связанному с упомянутой заготовкой. При этом связанные с милливольтметром электрические провода размещают в емкости со льдом. Использование изобретения позволяет повысить точность измеряемого-ЭДС при сверлении методом естественно образующей термопары.The closest in technical essence is a method for measuring thermo-EMF during drilling (RF patent No. 2737658 IPC B23Q 17/09, B23V 49/00, publ. 01.12.2020. Bull. No. 34. Prototype). The invention relates to the field of metal cutting and can be used in the study of the temperature state of the cutting process during drilling. The method includes fixing a metal workpiece in a lathe chuck, wherein the metal workpiece is electrically isolated from the chuck using a split dielectric bushing, and processing said workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine, during which the thermo-EMF is measured using a millivoltmeter connected to the corresponding electrical wires to the drill and to the current collector, electrically connected with the said workpiece. In this case, the electrical wires connected to the millivoltmeter are placed in a container with ice. The use of the invention improves the accuracy of the measured EMF when drilling by the method of a naturally forming thermocouple.

Недостатком представленного способа является отсутствие возможности дополнительно производить измерение силы резания при сверлении.The disadvantage of the presented method is the inability to additionally measure the cutting force during drilling.

Техническим результатом изобретения является дополнительная возможность измерения крутящего момента при сверлении.The technical result of the invention is an additional possibility of measuring torque during drilling.

Для реализации представленного способа, процесс сверления осуществляется на токарном станке, который позволяет значительно упростить конструкцию, т.к. нет необходимости применять токосъемник, обеспечивающий непрерывный электрический контакт при вращательном и обратно поступательном движении сверла. В данном способе главное движение резания осуществляется металлической заготовкой, сверло также имеет возможность вращения, благодаря наличию подшипников роликовых-радиальных упорных, установленных в корпусе, однако вращение сверла ограничено динамометром.To implement the presented method, the drilling process is carried out on a lathe, which allows you to significantly simplify the design, because. there is no need to use a current collector that provides continuous electrical contact during rotational and reverse translational movement of the drill. In this method, the main cutting movement is carried out by a metal workpiece, the drill also has the ability to rotate, due to the presence of roller-radial thrust bearings installed in the housing, however, the rotation of the drill is limited by a dynamometer.

Способ измерения температурных и силовых параметров процесса резания при сверлении, включающий закрепление металлической заготовки в патроне токарного станка, при этом металлическую заготовку электрически изолируют от патрона с помощью разрезной эбонитовой втулки, и обработку упомянутой заготовки посредством электрически изолированного от станка сверла, во время которой осуществляют измерение термо-ЭДС с помощью милливольтметра, подключенного соответствующими электропроводами к сверлу и к токосъемнику, электрически связанному с упомянутой заготовкой.A method for measuring the temperature and power parameters of the cutting process during drilling, which includes fixing a metal workpiece in a lathe chuck, while the metal workpiece is electrically isolated from the chuck using a split ebonite bushing, and processing said workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine, during which measurement is carried out thermo-EMF using a millivoltmeter connected by appropriate electrical wires to the drill and to the current collector electrically connected to the said workpiece.

Отличием данного технического решения от прототипа является тот факт, что металлическая втулка, расположенная в корпусе и зафиксированная при помощи подшипников роликовых-радиальных упорных а также упорного подшипника, содержит рычаг, соединенный с металлической втулкой при помощи фиксирующих винтов, контактирующий с державкой, расположенной в электронном динамометре.The difference between this technical solution and the prototype is the fact that the metal sleeve, located in the housing and fixed with the help of roller-radial thrust bearings and also the thrust bearing, contains a lever connected to the metal sleeve by means of fixing screws, in contact with the holder located in the electronic dynamometer.

Изобретение представлено на чертежах:The invention is shown in the drawings:

Фиг. 1 - конструктивная схема способа измерения температурных и силовых параметров процесса резания при сверлении в осевом сечении и местном разрезе.Fig. 1 is a structural diagram of a method for measuring the temperature and power parameters of the cutting process when drilling in axial section and local section.

Фиг. 2 - изометрическая проекция металлического стакана, эбонитовой прокладки, разрезной эбонитовой втулки и разрезной металлической втулки.Fig. 2 is an isometric view of a metal cup, an ebonite spacer, a split ebonite bushing, and a split metal bushing.

Фиг. 3 - схема крепления сверла с внутренним подводом СОТС.Fig. 3 - scheme of fastening a drill with an internal supply of LUTS.

Фиг.4 - схема измерения силы резания при сверлении.Fig.4 is a diagram of measuring the cutting force during drilling.

Способ измерения температурных и силовых параметров процесса резания при сверлении содержит стойки 1, 13, фиксирующие винты 2, 12, 15, 16, 27, 34, 42, 50, 58, 59, 62, сверло с каналами для внутреннего подвода СОТС 3, разрезные металлические втулки 4, 46, металлический стакан 5, винты с потайной головкой и внутренним шестигранником 6, 28, 44, разрезные эбонитовые втулки 7, 45, кулачки токарного патрона 8, эбонитовые прокладки 9, 30, шпиндель токарного станка 10, эбонитовую коническую втулку 11, направляющую втулку 14, эбонитовый упор 17, пружину 18, эбонитовый направляющий стержень 19, металлический упор 20, металлический стержень 21, электропровода 22, 26, емкость со льдом 23, металлическую заготовку 24, милливольтметр 25, оправку 29, чашку 31, упорный подшипник 32, крышки подшипников 33, 48, корпус 35, кольцевые прокладки 36, 54, металлическую втулку 55, кольца подачи СОТС 37, 53, штуцеры 38, 49, каналы 39, 52, подшипники роликовые-радиальные упорные 40, 47, упорную шайбу 41, рычаг 43, стопорное кольцо 51, фторопластовую втулку 56, кронштейн 57, кабель электронного динамометра 60, электронный динамометр 61, державку 63.The method for measuring the temperature and power parameters of the cutting process during drilling contains racks 1, 13, fixing screws 2, 12, 15, 16, 27, 34, 42, 50, 58, 59, 62, a drill with channels for internal supply of СОТС 3, split metal bushings 4, 46, metal cup 5, countersunk head screws with hexagon socket 6, 28, 44, split ebonite bushings 7, 45, lathe chuck jaws 8, ebonite gaskets 9, 30, lathe spindle 10, ebonite conical bushing 11 , guide bush 14, ebonite stop 17, spring 18, ebonite guide rod 19, metal stop 20, metal rod 21, electrical wires 22, 26, ice container 23, metal workpiece 24, millivoltmeter 25, mandrel 29, cup 31, thrust bearing 32, bearing caps 33, 48, housing 35, O-rings 36, 54, metal bushing 55, supply rings SOTS 37, 53, fittings 38, 49, channels 39, 52, roller-radial thrust bearings 40, 47, thrust washer 41 , lever 43 , retaining ring 51, fluoroplastic bushing 56, bracket 57, electronic dynamometer cable 60, electronic dynamometer 61, holder 63.

Принцип работы способа заключается в следующем. Во избежание влияния паразитных термо-ЭДС на измерение температуры процесса резания, сверло с каналами для внутреннего подвода СОТС 3 и оправка 29 изолированы от токарного станка (на чертеже не указан) при помощи разрезной эбонитовой втулки 45 и эбонитовой прокладки 30 которые установлены в отверстии корпуса 35, закрепленного на стойке 1 при помощи фиксирующих винтов 2, в свою очередь стойка 1, установлена на суппорте токарного станка и зафиксирована при помощи фиксирующих винтов 27. Для предотвращения от повреждения разрезной эбонитовой втулки 45 при закреплении сверла с каналами для внутреннего подвода СОТС 3 с оправкой 29, предусмотрена разрезная металлическая втулка 46, служащая барьером между винтами с потайной головкой и внутренним шестигранником 44 и разрезной эбонитовой втулкой 45.The principle of operation of the method is as follows. To avoid the influence of parasitic thermo-EMF on the measurement of the temperature of the cutting process, the drill with channels for the internal supply of СОТС 3 and the mandrel 29 are isolated from the lathe (not shown in the drawing) using a split ebonite bushing 45 and an ebonite gasket 30 that are installed in the hole of the housing 35 , fixed on the rack 1 with the help of fixing screws 2, in turn, the rack 1 is mounted on the support of the lathe and fixed with the help of fixing screws 27. To prevent damage to the split ebonite sleeve 45 when fixing the drill with channels for the internal supply of СОТС 3 with a mandrel 29, a split metal sleeve 46 is provided to act as a barrier between the hexagon countersunk screws 44 and the split ebonite sleeve 45.

Металлическая заготовка 24, установлена в металлическом стакане 5, и изолирована при помощи эбонитовой прокладки 9, а также при помощи разрезной эбонитовой втулки 7. Для защиты от повреждения разрезной эбонитовой втулки 7 кулачками токарного патрона 8 при фиксации металлической заготовки 24, применяется разрезная металлическая втулка 4. Для дополнительной фиксации металлической заготовки 24, а также во избежание проскальзывания во время процесса сверления, в металлическом стакане 5 расположены винты с потайной головкой и внутренним шестигранником 6. К металлической заготовке 24 припаян электропровод 22, соединенный в свою очередь с металлическим стержнем 21. Для базирования и изоляции металлического стержня 21 предусмотрена эбонитовая коническая втулка 11, установленная в шпинделе токарного станка 10.The metal blank 24 is installed in a metal cup 5 and insulated with an ebonite gasket 9, as well as with a split ebonite sleeve 7. To protect the split ebonite sleeve 7 from damage by the cams of the lathe chuck 8 when fixing the metal workpiece 24, a split metal sleeve 4 is used For additional fixation of the metal workpiece 24, as well as to avoid slippage during the drilling process, in the metal cup 5 there are screws with a countersunk head and an internal hexagon 6. An electric wire 22 is soldered to the metal workpiece 24, connected in turn to a metal rod 21. For basing and insulation of the metal rod 21, an ebonite conical bushing 11 is provided, installed in the spindle of the lathe 10.

Для передачи термо-ЭДС от подвижной металлической заготовки 24 к неподвижному милливольтметру 25 предусмотрен токосъемник, который содержит металлический упор 20, установленный в отверстии эбонитового направляющего стержня 19, который в свою очередь поджимается пружиной 18 для постоянного электрического контакта металлического упора 20 и металлического стержня 21. Эбонитовый направляющий стержень 19 с закрепленным металлическим упором 20, пружиной 18, эбонитовым упором 17 установлены в направляющей втулке 14, которая в свою очередь установлена в отверстии стойки 13 и закреплена фиксирующим винтом 15. Эбонитовый упор 17 фиксируется в направляющей втулке 14 при помощи фиксирующего винта 16. Стойка 13 в свою очередь закрепляется на станке при помощи фиксирующих винтов 12.To transfer the thermo-EMF from the movable metal workpiece 24 to the stationary millivoltmeter 25, a current collector is provided, which contains a metal stop 20 installed in the hole of the ebonite guide rod 19, which in turn is pressed by the spring 18 for constant electrical contact between the metal stop 20 and the metal rod 21. An ebonite guide rod 19 with a fixed metal stop 20, a spring 18, an ebonite stop 17 are installed in the guide bushing 14, which in turn is installed in the hole of the rack 13 and fixed with a fixing screw 15. The ebonite stop 17 is fixed in the guide bushing 14 with the help of a fixing screw 16 Rack 13, in turn, is fixed on the machine with fixing screws 12.

Во избежание возникновения паразитных термо-ЭДС, электропровод 22, металлический стержень 21 и металлический упор 20 изготовлены из того же сплава что и металлическая заготовка 24. Процесс резания служит в качестве горячего спая, свободные же концы термопары должны быть стабильно холодными, для этого предусмотрена емкость со льдом 23, в которую погружены электропровод 22 (изготовленный из обрабатываемого материала) и электропровод 26 (изготовленный из инструментального материала), свободные концы которых соединены с милливольтметром 25, для регистрации значений термо-ЭДС. Электропровод 26 в свою очередь припаян к сверлу с каналами для внутреннего подвода СОТС 3.To avoid the occurrence of parasitic thermo-EMF, the electrical wire 22, the metal rod 21 and the metal stop 20 are made of the same alloy as the metal workpiece 24. The cutting process serves as a hot junction, while the free ends of the thermocouple must be stably cold, for this a capacitance is provided with ice 23, in which the electrical wire 22 (made of the material being processed) and the electrical wire 26 (made of the tool material) are immersed, the free ends of which are connected to a millivoltmeter 25, to register the thermo-EMF values. The electrical wire 26, in turn, is soldered to the drill with channels for the internal supply of LUTS 3.

Для подачи СОТС в торец хвостовика (на чертеже позиция отсутствует), предусмотрено кольцо подачи СОТС 37 с установленным штуцером 38 и каналом 39, также кольцо подачи СОТС 37 содержит кольцевые прокладки 36, для герметичности системы. Для подачи СОТС в отверстие, расположенное на шейке сверла с каналами для внутреннего подвода СОТС 3, предусмотрено кольцо подачи СОТС 53 с установленным штуцером 49 и каналом 52, также кольцо подачи СОТС 53 содержит кольцевые прокладки 54. Для дополнительной фиксации штуцера 49, конструкцией предусмотрено стопорное кольцо 51, закрепленное на корпусе 35 при помощи фиксирующего винта 50.To supply the LC to the end of the shank (the position is absent in the drawing), a LC supply ring 37 is provided with an installed fitting 38 and a channel 39, and the LC 37 supply ring also contains ring gaskets 36 for the tightness of the system. To feed the LC into the hole located on the neck of the drill with channels for the internal supply of LC 3, a supply ring LC 53 is provided with an installed fitting 49 and a channel 52, and the supply ring LC 53 also contains ring gaskets 54. ring 51, fixed on the body 35 with a fixing screw 50.

Для измерения силы резания при сверлении, сверло с каналами для внутреннего подвода СОТС 3, с установленной оправкой 29, разрезной эбонитовой втулкой 45 и разрезной металлической втулкой 46, расположены в металлической втулке 55, которая имеет возможность вращения, благодаря наличию подшипников роликовых-радиальных упорных 40, 47, контактирующих с металлической втулкой 55 и корпусом 35, также устройство дополнительно содержит упорный подшипник 32, для предотвращения от осевого перемещения сверла с каналами для внутреннего подвода СОТС 3.To measure the cutting force during drilling, a drill with channels for internal supply of СОТС 3, with an installed mandrel 29, a split ebonite sleeve 45 and a split metal sleeve 46, are located in a metal sleeve 55, which is rotatable due to the presence of roller-radial thrust bearings 40 , 47, in contact with the metal sleeve 55 and the body 35, the device also additionally contains a thrust bearing 32 to prevent axial movement of the drill with channels for the internal supply of LC 3.

Подшипник роликовый-радиальный упорный 40, зафиксирован при помощи упорной шайбы 41 и чашки 31, контактирующей с крышкой подшипников 33, которая в свою очередь зафиксирована при помощи винта 34. Подшипник роликовый-радиальный упорный 47, зафиксирован при помощи крышки подшипников 48. На металлической втулке 55 расположен рычаг 43, установленный при помощи фиксирующих винтов 42. В процессе резания на сверле с каналами для внутреннего подвода СОТС 3 создается крутящий момент, который через рычаг 43, передается на державку 63, установленную в электронном динамометре 61, при помощи кронштейна 57 и фиксирующих винтов 58, 59, в свою очередь электронный динамометр 61, установлен на станке при помощи фиксирующих винтов 62. Для снижения коэффициента трения, в месте контакта рычага 43 и державки 63, использована фторопластовая втулка 56. Электронный динамометр 61 при помощи кабеля 60 подключен к ПК (на чертеже не указан), при помощи которого производится регистрация значений крутящего момента. Для извлечения сверла с каналами для внутреннего подвода СОТС 3 конструкция содержит винт с потайной головкой и внутренним шестигранником 28, который расположен на торце оправки 29.Roller-radial thrust bearing 40, fixed with a thrust washer 41 and cup 31 in contact with the bearing cap 33, which in turn is fixed with a screw 34. Roller-radial thrust bearing 47, fixed with the bearing cap 48. On a metal sleeve 55 there is a lever 43 installed with the help of fixing screws 42. In the process of cutting on a drill with channels for the internal supply of CLOT 3, a torque is created, which is transmitted through the lever 43 to the holder 63 installed in the electronic dynamometer 61, using the bracket 57 and fixing screws 58, 59, in turn, the electronic dynamometer 61, is installed on the machine with the help of fixing screws 62. To reduce the coefficient of friction, a fluoroplastic sleeve 56 is used at the contact point of the lever 43 and the holder 63. The electronic dynamometer 61 is connected to the PC using cable 60 (not shown in the drawing), with the help of which the values of torque are recorded. To extract the drill with channels for the internal supply of СОТС 3, the design contains a countersunk screw with an internal hexagon 28, which is located at the end of the mandrel 29.

Способ работает следующим образом: Стойка при помощи фиксирующих винтов устанавливается на суппорте токарного станка (на чертеже не показан), затем на стойку устанавливается корпус, содержащий внутри подшипники роликовые-радиальные упорные, контактирующие также с металлической втулкой, и зафиксированные при помощи чашки и крышек подшипников, также в корпусе располагается упорный подшипник, для предотвращения от осевого перемещения сверла. В зависимости от расположения отверстия для подачи СОТС в сверле с каналами для внутреннего подвода СОТС, применяется необходимое кольцо подачи СОТС, содержащие в свою очередь кольцевые прокладки, штуцеры и каналы для подачи СОТС. После установки корпуса на стойке, сверло с каналами для внутреннего подвода СОТС на хвостовике которого расположены: оправка, разрезная эбонитовая втулка, разрезная металлическая втулка а также эбонитовая прокладка, устанавливается в отверстии металлической втулки и фиксируются винтами с потайной головкой и внутренним шестигранником.The method works as follows: The rack is mounted on the support of the lathe (not shown in the drawing) with the help of fixing screws, then a housing is installed on the rack, containing roller-radial thrust bearings inside, also in contact with a metal sleeve, and fixed with a cup and bearing caps , also in the body there is a thrust bearing to prevent axial movement of the drill. Depending on the location of the opening for the supply of LC in the drill with channels for the internal supply of LC, the necessary ring for supplying LC is used, which in turn contains ring gaskets, fittings and channels for supplying LC. After installing the body on the stand, a drill with channels for the internal supply of LC on the shank of which are located: a mandrel, a split ebonite bushing, a split metal bushing and an ebonite gasket, is installed in the hole of the metal bushing and fixed with countersunk screws and an internal hexagon.

Отверстие оправки соответствует конусу Морзе 5, для возможности установки сверл с коническим хвостовиком различных размеров, при помощи подбора переходных конических втулок. Также имеется возможность использования сверла как с внутренним подводом СОТС, так и без.The mandrel bore corresponds to a Morse taper 5, for the possibility of installing drills with a tapered shank of various sizes, by selecting adapter taper bushings. It is also possible to use a drill both with an internal supply of LUTS and without.

Далее производится установка металлической заготовки. Для этого в металлический стакан устанавливается эбонитовая прокладка, разрезная металлическая втулка, разрезная эбонитовая втулка и металлическая заготовка, затем металлический стакан устанавливается в патроне токарного станка (на чертеже не указан) и зажимается кулачками токарного патрона. Кулачки токарного патрона контактируют с разрезной металлической втулкой благодаря наличию пазов в металлическом стакане, зажимая тем самым металлическую заготовку.Next is the installation of a metal blank. To do this, an ebonite gasket, a split metal sleeve, a split ebonite sleeve and a metal blank are installed in the metal cup, then the metal cup is installed in the lathe chuck (not shown in the drawing) and clamped by the cams of the lathe chuck. The cams of the lathe chuck are in contact with a split metal sleeve due to the presence of grooves in the metal cup, thereby clamping the metal workpiece.

Также дополнительно производится фиксация металлической заготовки при помощи винтов с потайной головкой и внутренним шестигранником, которые расположены в металлическом стакане, во избежание проворачивания металлической заготовки во время процесса сверления. К металлической заготовке припаян электрический провод, на противоположном конце которого расположен металлический стержень. Металлический стержень устанавливается в отверстии эбонитовой конической втулки, в свою очередь эбонитовая коническая втулка установлена в отверстии шпинделя токарного станка. Передача термо-ЭДС от подвижного элемента (металлический стержень) к неподвижному (милливольтметр), производится при помощи электропереходника, содержащего стойку, на которую устанавливается направляющая втулка с эбонитовым направляющим стержнем и металлическим упором, а также с пружиной и эбонитовым упором, которые закреплены фиксирующими винтами. Стойка электропереходника закрепляется на станке при помощи фиксирующих винтов.Also, the metal workpiece is additionally fixed using countersunk screws with an internal hexagon, which are located in a metal cup, in order to prevent the metal workpiece from turning during the drilling process. An electric wire is soldered to a metal workpiece, at the opposite end of which a metal rod is located. The metal rod is installed in the hole of the ebonite conical bush, in turn, the ebonite conical bush is installed in the hole of the lathe spindle. The transfer of thermo-EMF from a movable element (metal rod) to a fixed one (millivoltmeter) is carried out using an electrical adapter containing a stand, on which a guide sleeve with an ebonite guide rod and a metal stop, as well as with a spring and an ebonite stop, which are fixed with fixing screws, is installed . The electrical adapter stand is fixed to the machine with fixing screws.

Также к сверлу с каналами для внутреннего подвода СОТС припаян электропровод, изготовленный из инструментального материала. Процесс резания служит в качестве горячего спая, свободные же концы термопары должны быть стабильно холодными, для этого предусмотрена емкость со льдом, в которую погружается электропровод из обрабатываемого материала и электропровод из инструментального материала, соединенные с милливольтметром, при помощи которого производится регистрация термо-ЭДС. Для исследования силовых параметров процесса сверления используется электронный динамометр, содержащий кронштейн с установленной державкой, закрепленной при помощи фиксирующих винтов, в свою очередь электронный динамометр устанавливается на токарном станке, и также фиксируется при помощи винтов. Далее при помощи фиксирующих винтов, рычаг одним концом закрепляется на металлической втулке, а другим устанавливается в пазу державки. В свою очередь, между державкой и рычагом располагается фторопластовая втулка, для снижения коэффициента трения.Also, an electric wire made of tool material is soldered to the drill with channels for the internal supply of LC. The cutting process serves as a hot junction, while the free ends of the thermocouple must be stably cold, for this a container with ice is provided, into which an electric wire from the material being processed and an electric wire from the tool material are immersed, connected to a millivoltmeter, with which the thermo-EMF is recorded. To study the power parameters of the drilling process, an electronic dynamometer is used, containing a bracket with an installed holder, fixed with fixing screws, in turn, an electronic dynamometer is installed on a lathe, and is also fixed with screws. Further, with the help of fixing screws, the lever is fixed at one end on a metal sleeve, and the other is installed in the groove of the holder. In turn, a fluoroplastic bushing is located between the holder and the lever to reduce the coefficient of friction.

В процессе резания, на сверле с каналами для внутреннего подвода СОТС создается крутящий момент, который через рычаг передается на державку, расположенную в электронном динамометре, который в свою очередь, при помощи кабеля подключается к ПК (на чертеже не указан), для регистрации значений крутящего момента. Для извлечения сверла, на торце оправки расположен винт с потайной головкой и внутренним шестигранником, контактирующий с хвостовиком.During the cutting process, a torque is created on the drill with channels for the internal supply of LC, which is transmitted through the lever to the holder located in the electronic dynamometer, which, in turn, is connected to a PC via a cable (not shown in the drawing) to record the torque values. moment. To extract the drill, at the end of the mandrel there is a screw with a countersunk head and an internal hexagon that is in contact with the shank.

Claims

A method for measuring the temperature and power parameters of the cutting process during drilling, which includes fixing a metal workpiece in a lathe chuck, while the metal workpiece is electrically isolated from the chuck using a split ebonite bushing, and processing said workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine tool, installed using a metal bushing in a housing fixedly fixed on a stand mounted on the support of the said machine, during which the thermo-EMF is measured using a millivoltmeter connected by appropriate electrical wires placed in a container with ice to a drill and to a current collector electrically connected to the said workpiece, characterized in that that said metal bushing is installed in the housing using roller angular contact bearings and a thrust bearing with the possibility of rotation of the metal bushing with a drill, while on the metal bushing using fixing screws fixing a lever connected to a holder located in an electronic dynamometer fixed on said machine, with the possibility of measuring torque when processing a workpiece with a drill.