[go: up one dir, main page]

RU2793004C1 - Method for measuring temperature and power parameters during the process of cutting while drilling - Google Patents

Method for measuring temperature and power parameters during the process of cutting while drilling Download PDF

Info

Publication number
RU2793004C1
RU2793004C1 RU2022107620A RU2022107620A RU2793004C1 RU 2793004 C1 RU2793004 C1 RU 2793004C1 RU 2022107620 A RU2022107620 A RU 2022107620A RU 2022107620 A RU2022107620 A RU 2022107620A RU 2793004 C1 RU2793004 C1 RU 2793004C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
drilling
drill
ebonite
metal
Prior art date
Application number
RU2022107620A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Скакун
Эшреб Шефикович Джемилов
Эскендер Латиф оглы Бекиров
Руслан Марленович Джемалядинов
Original Assignee
Владимир Владимирович Скакун
Эшреб Шефикович Джемилов
Эскендер Латиф оглы Бекиров
Руслан Марленович Джемалядинов
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Владимирович Скакун, Эшреб Шефикович Джемилов, Эскендер Латиф оглы Бекиров, Руслан Марленович Джемалядинов filed Critical Владимир Владимирович Скакун
Application granted granted Critical
Publication of RU2793004C1 publication Critical patent/RU2793004C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metal working.
SUBSTANCE: invention can be used to measure the temperature and power parameters of the cutting process during drilling. The method includes fixing the workpiece by means of a split metal bushing, a split ebonite bushing and an ebonite gasket located in a metal cup in a three-jaw chuck, which is mounted on a dynamometer and drilling the workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine, installed in the three-jaw chuck of the drilling machine spindle. At the same time, during drilling, thermo-EMF is measured using a personal computer. Measurement of cutting forces during drilling is carried out using a dynamometer connected via a cable and an analog-to-digital converter with a personal computer.
EFFECT: expansion of technological capabilities of the method and improvement of the accuracy of measuring parameters.
1 cl, 3 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 в зоне резания при сверлении (а.с. СССР №263215, кл. В23В 26/06, 1968 г. 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 temperature in the cutting zone during drilling (AS USSR No. 263215, class B23V 26/06, 1968 analogue), the principle of operation of which is that a special design has been developed that has a metal rod equal to the diameter of the drill, placed in a dielectric sleeve that prevents the occurrence of additional thermo-EMF at the periphery of the drill.

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

Недостатками такого способа является низкая виброустойчивость диэлектрической втулки при сверлении, а также сложность фиксации металлического стержня, что приведет к погрешности измерения температурного состояния процесса резания. Вместе с тем, предлагаемый способ имеет расхождение от присутствующих на производстве условий, поскольку в процессе резания участвуют как режущие кромки сверла так и периферийная его часть, температурные показатели которой также представляют 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 an error in measuring the temperature state of the cutting process. At the same time, the proposed method differs from the conditions present in production, since 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 №1076199, кл. В23В 25/06, 1983 г. Аналог) позволяющий повысить точность измерения за счет исключения паразитных термо-ЭДС при помощи металлического стержня, установленного в диэлектрической втулке, диаметр которого равен диаметру сверла, так же в стержне имеется отверстие, равное ширине перемычки, в результате чего, исключено влияние на температурные показатели процесса резания периферийной части и перемычки сверла.A known method for measuring the cutting temperature during drilling (A.S. USSR No. 1076199, class B23V 25/06, 1983 Analogue) allows you to improve the measurement accuracy by eliminating parasitic thermo-EMF using a metal rod installed in a dielectric sleeve, diameter which is equal to the diameter of the drill, also in the rod 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 and the jumper of the drill is excluded.

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

Недостатком такого способа является низкая виброустойчивость в процессе резания из-за наличия диэлектрика, также данный способ не позволяет в полной мере исследовать 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, экспериментальные данные полученные данным способом, подходят исключительно для специфических задач и исключают широкое применение.The disadvantage of this method is the low vibration resistance during the cutting process due to the presence of a dielectric; also, this method does not allow to fully investigate the temperature state of the cutting process. under production conditions, as a rule, it is not possible to exclude the participation of the jumper and the peripheral part of the cutting tool during drilling. Therefore, the experimental data obtained by this 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. Связано это с дороговизной изготовления самого алмазного порошка, использованием специального оборудования, также возникают дополнительные сложности в контроле толщины покрытия. Известно, что угол образующей обратного конуса сверла в среднем равен 1°38'28'', в связи с чем возникает необходимость в нанесении равномерного, тонкого слоя диэлектрического покрытия из-за малой величины зазора между периферийной частью сверла и обработанным отверстием. Неравномерность нанесения и прочность алмазного покрытия может привести к заклиниванию инструмента в связи с возникновением дополнительных участков трения, что неизбежно приведет к дестабилизации процесса резания, возникновению вибраций, дополнительному теплообразованию а следовательно и к погрешности измерения.The disadvantage of this method is the complexity and high cost of applying a dielectric (diamond) coating. This is due to the high cost of manufacturing the diamond powder itself, the use of special equipment, and additional difficulties in controlling the coating thickness. It is known that the angle of the generatrix of the inverse cone of the drill is on average equal to 1°38'28'', and therefore it becomes necessary to apply a uniform, thin layer of dielectric coating due to the small gap between the peripheral part of the drill and the machined hole. The uneven application and strength of the diamond coating can lead to jamming of the tool due to the appearance of additional friction areas, which will inevitably lead to destabilization of the cutting process, vibrations, additional heat generation and, consequently, measurement errors.

Наиболее близким аналогом патентуемого изобретения является способ измерения термо-ЭДС при сверлении (Патент РФ 2761400, В23В 49/00, B23Q 17/09, опубл. 08.12.2021 г. Прототип). Способ включает закрепление заготовки посредством разрезной металлической втулки, разрезной эбонитовой втулки и эбонитовой прокладки, которые расположены в металлическом стакане, в трехкулачковом патроне, который фиксированно устанавливают на столе сверлильного станка, и сверление упомянутой заготовки посредством электрически изолированного от станка сверла, установленного в трехкулачковом патроне, расположенном на шпинделе сверлильного станка. При этом во время сверления осуществляют измерение термо-ЭДС с помощью милливольтметра, электрически связанного со сверлом и с упомянутой заготовкой посредством, в том числе, электропроводов, размещенных в емкости со льдом.The closest analogue of the patented invention is a method for measuring thermo-EMF during drilling (RF Patent 2761400, B23B 49/00, B23Q 17/09, publ. 08.12.2021 Prototype). The method includes fixing the workpiece by means of a split metal sleeve, a split ebonite sleeve and an ebonite gasket, which are located in a metal cup, in a three-jaw chuck, which is fixedly mounted on a table of a drilling machine, and drilling said workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine, installed in a three-jaw chuck, located on the spindle of the drilling machine. At the same time, during drilling, thermo-EMF is measured using a millivoltmeter electrically connected to the drill and to said workpiece by means of, among other things, electrical wires placed in ice containers.

Недостатком известного способа является тот факт, что в процессе резания показания милливольтметра необходимо зафиксировать на видео, с дальнейшим построением соответствующей графической зависимости, что приводит к дополнительным трудностям, также недостатком представленного способа является отсутствие возможности дополнительно производить измерение сил резания при сверлении.The disadvantage of the known method is the fact that during the cutting process, the readings of the millivoltmeter must be recorded on video, with further construction of the corresponding graphical dependence, which leads to additional difficulties, and the disadvantage of the presented method is the inability to additionally measure the cutting forces during drilling.

Использование изобретения позволяет расширить технологические возможности способа.The use of the invention allows to expand the technological capabilities of the method.

Это достигается тем, что способ измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при сверлении, включающий закрепление заготовки в трехкулачковом патроне посредством разрезной металлической втулки, разрезной эбонитовой втулки и эбонитовой прокладки, которые расположены в металлическом стакане и зафиксированы прижимными винтами, и сверление упомянутой заготовки посредством электрически изолированного от станка сверла, во время которой осуществляют измерение термо-ЭДС с помощью измерительных средств, электрически связанных с заготовкой и со сверлом с использованием соответствующих электропроводов, в том числе размещенных в емкости со льдом, и токосъемника, связанного со сверлом через непрерывно контактирующий с ним металлический диск, который электрически соединен со сверлом и размещен через эбонитовый диск на фланце, установленном на шпинделе сверлильного станка, при этом токосъемник электрически изолированно закрепляют на пластине с линейными подшипниками, имеющий возможность линейного перемещения по направляющим и соединенной с пружиной, связанной с корпусом сверлильного станка, и измерение крутящего момента с помощью электронного динамометра, закрепленного на столе станка, при этом в качестве упомянутых измерительных средств используют последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и персональный компьютер, содержащий программное обеспечение Power Graph Professional, при этом вход усилителя соединяют электропроводом из материала обрабатываемой заготовки с самой заготовкой и с размещенным в емкости со льдом спаем этого электропровода с электропроводом из инструментального материала, другим концом соединенным с упомянутым токосъемником, причем патрон с заготовкой устанавливают на упомянутом динамометре, в качестве которого используют трехкомпонентный динамометр М30-3-6к, который через кабель, соответствующий АЦП и USB-адаптер подключают к соответствующему персональному компьютеру.This is achieved by the fact that the method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting while drilling, including fixing the workpiece in a three-jaw chuck by means of a split metal sleeve, a split ebonite sleeve and an ebonite gasket, which are located in a metal cup and fixed with clamping screws, and drilling the said workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine, during which the thermo-EMF is measured using measuring instruments electrically connected to the workpiece and to the drill using appropriate electrical wires, including those placed in ice containers, and a current collector connected to the drill through continuous contact with it is a metal disk that is electrically connected to the drill and placed through an ebonite disk on a flange mounted on the drill machine spindle, while the current collector is electrically insulated fixed on a plate with linear bearings, having the possibility of linear movement along the guides and connected to a spring connected to the drill body of the machine, and measuring the torque using an electronic dynamometer fixed on the machine table, while the mentioned measuring instruments use a series-connected amplifier, an analog-to-digital converter (ADC) and a personal computer containing the Power Graph Professional software, while the input of the amplifier connected by an electric wire made of the material of the workpiece being processed to the workpiece itself and with the junction of this electric wire placed in the ice container with the electric wire made of tool material, the other end connected to the mentioned current collector, and the cartridge with the workpiece is installed on the mentioned dynamometer, which is used as a three-component dynamometer M30-3 -6k, which is connected via a cable, the corresponding ADC and USB adapter to the corresponding personal computer.

Способ измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при сверлении, представлен на чертежах:The method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting while drilling is shown in the drawings:

фиг. 1 - конструктивная схема способа измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при сверлении в осевом сечении и местном разрезе.fig. 1 is a structural diagram of a method for measuring temperature and force parameters during cutting when drilling in axial section and local section.

фиг. 2, 3 - конструктивная схема электроизоляции сверла и заготовки.fig. 2, 3 - constructive diagram of the electrical insulation of the drill and workpiece.

Для осуществления способа измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при сверлении, используются: персональный компьютер 1, 46, основание 2, линейные подшипники 3, 6, 25, 28, пластина 4, направляющие 5, 31, пружина 7, токосъемник 8, металлический диск 9, эбонитовый диск 10, шпиндель сверлильного станка 11, фланец 12, прижимные винты 13, 16, 21, 26, электропровода 14, 27, 29, патроны трехкулачковые 15, 22, металлические стаканы 17, 20, сверло 18, заготовка 19, прижимные гайки 23, диэлектрическая втулка 24, емкость со льдом 30, эбонитовые прокладки 32, 35, разрезные металлические втулки 33, 36, разрезные эбонитовые втулки 34, 37, плита 38, кабель 39, 43, динамометр трехкомпонентный М30-3-6к 40, аналого-цифровой преобразователь 41, 44, усилитель 42, USB - адаптер 45.To implement the method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting while drilling, the following are used: personal computer 1, 46, base 2, linear bearings 3, 6, 25, 28, plate 4, guides 5, 31, spring 7, current collector 8, metal disc 9, ebonite disc 10, drill spindle 11, flange 12, clamping screws 13, 16, 21, 26, electrical wires 14, 27, 29, three-jaw chucks 15, 22, metal cups 17, 20, drill 18, workpiece 19, clamping nuts 23, dielectric bushing 24, ice container 30, ebonite gaskets 32, 35, split metal bushings 33, 36, split ebonite bushings 34, 37, plate 38, cable 39, 43, three-component dynamometer M30-3-6k 40, analog-to-digital converter 41, 44, amplifier 42, USB adapter 45.

Способ осуществляется следующим образом. Для исключения влияния паразитных термо-ЭДС на показания персонального компьютера 1, содержащего в свою очередь программное обеспечение Power Graph Professional, соединенного через аналого-цифровой преобразователь 41 с усилителем 42, сверло 18 изолировано от сверлильного станка (на чертеже не указан) при помощи разрезной эбонитовой втулки 34 и эбонитовой прокладки 32, которые вместе с разрезной металлической втулкой 33 установлены в металлическом стакане 17 и зафиксированы при помощи прижимных винтов 16. В свою очередь металлический стакан 17 установлен в трехкулачковом патроне 15. Сверло 18 зафиксировано по 6-ти точкам, во избежание от его проворачивания в процессе резания. Благодаря наличию сквозных пазов в металлическом стакане 17, кулачки трехкулачкового патрона 15 контактируют с разрезной металлической втулкой 33, обеспечивая фиксацию по трем точкам. Прижимные винты 16 также контактируют с разрезной металлической втулкой 33, обеспечивая фиксацию сверла 18 по дополнительным трем точкам. Заготовка 19 также изолирована от сверлильного станка, аналогично сверлу 18, при помощи разрезной эбонитовой втулки 37 и эбонитовой прокладки 35, которые вместе с разрезной металлической втулкой 36 установлены в металлическом стакане 20, зафиксированные при помощи прижимных винтов 21. Металлический стакан 20 установлен в трехкулачковом патроне 22, который расположен на динамометре трехкомпонентном М30-3-6к 40. Динамометр трехкомпонентный М30-3-6к 40 зафиксирован при помощи плиты 38 и прижимных гаек 23 на столе сверлильного станка (на чертеже не указан).The method is carried out as follows. To exclude the influence of parasitic thermo-EMF on the readings of the personal computer 1, which in turn contains the Power Graph Professional software, connected via an analog-to-digital converter 41 with an amplifier 42, the drill 18 is isolated from the drilling machine (not shown in the drawing) using a split ebonite sleeve 34 and ebonite gasket 32, which, together with a split metal sleeve 33, are installed in a metal cup 17 and fixed with clamping screws 16. In turn, the metal cup 17 is installed in a three-jaw chuck 15. The drill 18 is fixed at 6 points, in order to avoid from turning during cutting. Due to the presence of through grooves in the metal cup 17, the jaws of the three-jaw chuck 15 are in contact with the split metal sleeve 33, providing fixation at three points. Clamping screws 16 are also in contact with a split metal sleeve 33, providing fixation of the drill 18 at three additional points. The workpiece 19 is also isolated from the drilling machine, similarly to the drill 18, using a split ebonite sleeve 37 and an ebonite gasket 35, which, together with a split metal sleeve 36, are installed in a metal cup 20, fixed with clamping screws 21. The metal cup 20 is installed in a three-jaw chuck 22, which is located on the three-component dynamometer M30-3-6k 40. The three-component dynamometer M30-3-6k 40 is fixed with a plate 38 and clamping nuts 23 on the table of the drilling machine (not shown in the drawing).

В процессе сверления, термо-ЭДС от сверла 18 (которое в процессе резания помимо вращательного, осуществляет еще и возвратно поступательное движение), через электропровод 14 и металлический диск 9 передается к токосъемнику 8. Для передачи термо-ЭДС от подвижного элемента к неподвижному, конструкция снабжена переходником, состоящим из фланца 12, который расположен на шпинделе сверлильного станка 11 и зафиксирован при помощи прижимных винтов 13, на торце которого закреплен эбонитовый диск 10 и металлический диск 9. Изготовленный из инструментального материала металлический диск 9, контактирует с закрепленным на пластине 4 токосъемником 8. Токосъемник 8 в свою очередь изолирован от пластины 4 при помощи диэлектрической втулки 24. Для постоянного электрического контакта токосъемника 8 с металлическим диском 9, конструкция содержит пружину 7, которая одним концом прикреплена к пластине 4 а противоположным к корпусу сверлильного станка, при этом пластина 4, расположена на четырех линейных подшипниках 3, 6, 25, 28, при помощи прижимных винтов 26. Линейные подшипники 3, 6, 25, 28, расположены на направляющих 5, 31, которые в свою очередь одними концами закреплены на корпусе сверлильного станка, а противоположными на основании 2.In the process of drilling, thermo-EMF from drill 18 (which, in addition to rotational, also reciprocates during cutting), is transmitted through electric wire 14 and metal disk 9 to current collector 8. To transfer thermo-EMF from a moving element to a fixed one, the design equipped with an adapter consisting of a flange 12, which is located on the spindle of the drilling machine 11 and fixed with clamping screws 13, on the end of which an ebonite disk 10 and a metal disk 9 are fixed. A metal disk 9 made of tool material contacts with a current collector fixed on the plate 4 8. The current collector 8, in turn, is isolated from the plate 4 using a dielectric sleeve 24. For constant electrical contact of the current collector 8 with a metal disk 9, the design contains a spring 7, which is attached to the plate 4 with one end and the opposite end to the body of the drilling machine, while the plate 4, is located on four linear bearings 3, 6, 25, 28, using clamping screws 26. Linear bearings 3, 6, 25, 28, are located on guides 5, 31, which, in turn, are fixed at one end to the body of the drilling machine, and opposite based on 2.

Образованный электропроводами 27 и 29 спай естественной термопары, погружен в емкость со льдом 30. Для регистрации значений термо-ЭДС, электропровод 29 соединен с усилителем 42, через который термо-ЭДС передается на аналого-цифровой преобразователь 41, соединенный с персональным компьютером 1, при помощи кабеля 39. Регистрация значений термо-ЭДС осуществляется при помощи программного обеспечения Power Graph Professional, установленного на персональном компьютере 1, с последующим построением графической зависимости. Для исследования силовых параметров процесса резания при сверлении, способ содержит динамометр трехкомпонентный М30-3-6к 40, сигнал которого передается на персональный компьютер 46, через кабель 43 соединенный с аналого-цифровым преобразователем 44 и USB - адаптером 45.The junction of a natural thermocouple formed by electrical wires 27 and 29 is immersed in a container with ice 30. To record the thermo-EMF values, the electrical wire 29 is connected to an amplifier 42, through which the thermo-EMF is transmitted to an analog-to-digital converter 41 connected to a personal computer 1, with using a cable 39. Registration of thermo-EMF values is carried out using the Power Graph Professional software installed on a personal computer 1, followed by plotting a graphical relationship. To study the power parameters of the cutting process during drilling, the method contains a three-component dynamometer M30-3-6k 40, the signal of which is transmitted to a personal computer 46, through a cable 43 connected to an analog-to-digital converter 44 and a USB adapter 45.

Способ может быть осуществлен следующим образом: сверло с разрезной эбонитовой втулкой, разрезной металлической втулкой и эбонитовой прокладкой устанавливаются в металлическом стакане, и фиксируются при помощи прижимных винтов, в свою очередь металлический стакан, устанавливается в трехкулачковом патроне, расположенным на шпинделе сверлильного станка. Разрезная эбонитовая втулка и эбонитовая прокладка служат для изоляции сверла от сверлильного станка (на чертеже не указан). Заготовка также изолируется при помощи разрезной эбонитовой втулки и эбонитовой прокладки, которые вместе с разрезной металлической втулкой устанавливаются в металлическом стакане с прижимными винтами и фиксируются в трехкулачковом патроне, который установлен на динамометре трехкомпонентном М30-3-6к. Динамометр трехкомпонентный М30-3-6к в свою очередь, фиксируется на столе сверлильного станка при помощи плиты и прижимных гаек.The method can be carried out as follows: a drill with a split ebonite sleeve, a split metal sleeve and an ebonite gasket are installed in a metal cup and fixed with clamping screws, in turn, a metal cup is installed in a three-jaw chuck located on the drilling machine spindle. A split ebonite sleeve and an ebonite gasket serve to isolate the drill from the drilling machine (not shown in the drawing). The workpiece is also insulated using a split ebonite bushing and an ebonite gasket, which, together with a split metal bushing, are installed in a metal cup with clamping screws and fixed in a three-jaw chuck, which is mounted on a three-component dynamometer M30-3-6k. The three-component dynamometer M30-3-6k, in turn, is fixed on the table of the drilling machine using a plate and clamping nuts.

Поскольку в процессе резания сверло осуществляет вращательное, а также возвратно поступательное движение, конструкция способа содержит специальный переходник, который представляет собой фланец с расположенными на торце эбонитовым и металлическим дисками. Для снижения влияния паразитных термо-ЭДС на показания прибора, металлический диск изготовлен из инструментального материала, через который электрический сигнал передается на токосъемник, расположенный на пластине с линейными подшипниками, установленными на направляющих, при помощи которых, токосъемник осуществляет вертикальное перемещение. Постоянный электрический контакт токосъемника и металлического диска обеспечивается при помощи пружины, которая устанавливается между пластиной и неподвижным корпусом сверлильного станка. Токосъемник в свою очередь изолирован от пластины при помощи диэлектрической втулки. Процесс резания служит в качестве горячего спая, холодный же спай, образованный электропроводами из инструментального и обрабатываемого материала погружается в емкость со льдом. Образованная в процессе резания термо-ЭДС, через усилитель передается на аналого-цифровой преобразователь, который в свою очередь соединяется с персональным компьютером с установленным программным обеспечением Power Graph Professional, которое позволяет регистрировать значения термо-ЭДС в виде графической зависимости.Since during the cutting process the drill performs rotational as well as reciprocating motion, the design of the method contains a special adapter, which is a flange with ebonite and metal disks located at the end. To reduce the influence of parasitic thermo-emfs on the readings of the device, the metal disk is made of instrumental material, through which the electrical signal is transmitted to the current collector located on the plate with linear bearings mounted on guides, with the help of which the current collector performs vertical movement. Constant electrical contact between the current collector and the metal disc is provided by a spring, which is installed between the plate and the fixed body of the drilling machine. The current collector, in turn, is isolated from the plate by means of a dielectric bushing. The cutting process serves as a hot junction, while the cold junction, formed by electrical wires from the tool and work material, is immersed in a container with ice. The thermo-EMF formed during the cutting process is transmitted through the amplifier to an analog-to-digital converter, which in turn is connected to a personal computer with Power Graph Professional software installed, which allows you to register thermo-EMF values in the form of a graphical dependence.

Для исследования силовых параметров процесса резания, способ содержит динамометр трехкомпонентный М30-3-6к, на который устанавливается трехкулачковый патрон с заготовкой, при этом сам динамометр, устанавливается на столе сверлильного станка, при помощи плиты и прижимных гаек.To study the power parameters of the cutting process, the method contains a three-component dynamometer M30-3-6k, on which a three-jaw chuck with a workpiece is installed, while the dynamometer itself is installed on the table of the drilling machine using a plate and clamping nuts.

Сигнал от динамометра трехкомпонентного М30-3-6к, через кабель передается на усилитель, а затем через USB - адаптер на персональный компьютер, для получения графической зависимости.The signal from the three-component dynamometer M30-3-6k is transmitted through a cable to an amplifier, and then through a USB adapter to a personal computer to obtain a graphical dependence.

Claims (1)

Способ измерения температурных и силовых параметров в процессе резания при сверлении, включающий закрепление заготовки в трехкулачковом патроне посредством разрезной металлической втулки, разрезной эбонитовой втулки и эбонитовой прокладки, которые расположены в металлическом стакане и зафиксированы прижимными винтами, и сверление упомянутой заготовки посредством электрически изолированного от станка сверла, во время которой осуществляют измерение термо-ЭДС с помощью измерительных средств, электрически связанных с заготовкой и со сверлом с использованием соответствующих электропроводов, в том числе размещенных в емкости со льдом, и токосъемника, связанного со сверлом через непрерывно контактирующий с ним металлический диск, который электрически соединен со сверлом и размещен через эбонитовый диск на фланце, установленном на шпинделе сверлильного станка, при этом токосъемник электрически изолированно закрепляют на пластине с линейными подшипниками, имеющий возможность линейного перемещения по направляющим и соединенной с пружиной, связанной с корпусом сверлильного станка, и измерение крутящего момента с помощью электронного динамометра, закрепленного на столе станка, отличающийся тем, что в качестве упомянутых измерительных средств используют последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и персональный компьютер, содержащий программное обеспечение Power Graph Professional, при этом вход усилителя соединяют электропроводом из материала обрабатываемой заготовки с самой заготовкой и с размещенным в емкости со льдом спаем этого электропровода с электропроводом из инструментального материала, другим концом соединенным с упомянутым токосъемником, причем патрон с заготовкой устанавливают на упомянутом динамометре, в качестве которого используют трехкомпонентный динамометр М30-3-6к, который через кабель, соответствующий АЦП и USB-адаптер подключают к соответствующему персональному компьютеру.A method for measuring temperature and power parameters in the process of cutting while drilling, which includes fixing a workpiece in a three-jaw chuck by means of a split metal bushing, a split ebonite bushing and an ebonite gasket, which are located in a metal cup and fixed with clamping screws, and drilling said workpiece by means of a drill electrically isolated from the machine , during which the thermo-EMF is measured using measuring instruments electrically connected to the workpiece and to the drill using appropriate electrical wires, including those placed in ice containers, and a current collector connected to the drill through a metal disk that is in continuous contact with it, which electrically connected to the drill and placed through an ebonite disc on a flange mounted on the spindle of the drilling machine, while the current collector is electrically isolated on a plate with linear bearings, having the possibility of linear movement along the guides and connected to a spring connected to the body of the drilling machine, and measuring the torque torque using an electronic dynamometer fixed on the machine table, characterized in that as the mentioned measuring instruments, a series-connected amplifier, an analog-to-digital converter (ADC) and a personal computer containing the Power Graph Professional software are used, while the amplifier input is connected by an electric wire from material of the workpiece being processed with the workpiece itself and with the junction of this electric wire with the electric wire made of tool material placed in the ice container, the other end connected to the mentioned current collector, and the cartridge with the workpiece is installed on the mentioned dynamometer, which is used as a three-component dynamometer M30-3-6k, which, through a cable, an appropriate ADC and a USB adapter, is connected to an appropriate personal computer.
RU2022107620A 2022-03-22 Method for measuring temperature and power parameters during the process of cutting while drilling RU2793004C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793004C1 true RU2793004C1 (en) 2023-03-28

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2838793C1 (en) * 2024-08-23 2025-04-22 Владимир Владимирович Скакун Method of measuring temperature and power parameters of cutting process during drilling

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2906892A1 (en) * 1979-02-22 1980-09-11 Kurt Manfred Dipl Phys Tischer Monitor for spindle of drilling machine - has piezoelectric sensor on shank of drill to measure radial and axial forces
US5256010A (en) * 1991-06-01 1993-10-26 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Machine tool
RU2397856C1 (en) * 2009-03-18 2010-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Cutting force components measurement device
RU2737658C1 (en) * 2020-05-19 2020-12-01 Владимир Владимирович Скакун Thermo-emf measurement method during drilling
RU2761400C1 (en) * 2021-05-07 2021-12-08 Владимир Владимирович Скакун Method for measuring thermo-emf during drilling
RU2765045C1 (en) * 2021-06-21 2022-01-25 Владимир Владимирович Скакун Method for measuring temperature and force parameters during cutting when drilling

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2906892A1 (en) * 1979-02-22 1980-09-11 Kurt Manfred Dipl Phys Tischer Monitor for spindle of drilling machine - has piezoelectric sensor on shank of drill to measure radial and axial forces
US5256010A (en) * 1991-06-01 1993-10-26 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Machine tool
RU2397856C1 (en) * 2009-03-18 2010-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Cutting force components measurement device
RU2737658C1 (en) * 2020-05-19 2020-12-01 Владимир Владимирович Скакун Thermo-emf measurement method during drilling
RU2761400C1 (en) * 2021-05-07 2021-12-08 Владимир Владимирович Скакун Method for measuring thermo-emf during drilling
RU2765045C1 (en) * 2021-06-21 2022-01-25 Владимир Владимирович Скакун Method for measuring temperature and force parameters during cutting when drilling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2838793C1 (en) * 2024-08-23 2025-04-22 Владимир Владимирович Скакун Method of measuring temperature and power parameters of cutting process during drilling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Stephenson Tool-work thermocouple temperature measurements—theory and implementation issues
CN111531322A (en) A kind of induction heating assisted surface ultrasonic rolling device and method
CN107336086A (en) Ultrasonic vibration assisted grinding nano-fluid minimal quantity lubrication experiment system and method
Shore Thermoelectric measurement of cutting tool temperatures
JPH0579959A (en) Material strength measuring device
CN104924019A (en) Ultrasonic rolling device capable of measuring rolling force
RU2793004C1 (en) Method for measuring temperature and power parameters during the process of cutting while drilling
RU2794907C1 (en) Method for measuring thermo-emf during drilling
Qureshi An Investigation into the Problem of Measuring the Temperature Distribution on the Rake-face of a Cutting Tool
RU2761400C1 (en) Method for measuring thermo-emf during drilling
RU2838795C1 (en) Method of measuring temperature and power parameters of cutting process during drilling
JP2006102864A (en) Cutting testing machine
RU2838793C1 (en) Method of measuring temperature and power parameters of cutting process during drilling
CN111238358B (en) Resistance value test-based cutter coating thickness measuring electrode, device and method
US3360977A (en) Apparatus and method for testing friction materials
RU2755620C1 (en) Method for measuring thermal emf during drilling
CN105628534A (en) High-speed friction testing method of diamond knife pre-maintenance nonferrous metal friction pair
RU2833303C1 (en) Method of calibrating natural thermocouple drill-workpiece
RU2765045C1 (en) Method for measuring temperature and force parameters during cutting when drilling
JPH1048069A (en) Residual stress measuring method
EP0208554B1 (en) Assembly having two members movable in contact
CN110987677A (en) Method and device for improving micro-deformation loading precision
CN114603493A (en) Grinding wheel with grinding temperature online measurement function
RU2734315C1 (en) Method of calibration natural thermocouple cutter-part
CN204524701U (en) The ultrasonic burnishing device that roll extrusion power can be surveyed