Последовательность выполнения работы
Провести тарировку динамометра и построить тарировочные графики.
По нормативам определить режимы резания при сверлении, рассчитать силу, мощность и крутящий момент.
Экспериментально определить осевую силу и крутящий момент в зависимости от величины износа инструмента и результаты экспериментов внести в таблицу.
Сравнить экспериментальные данные с нормативными.
Установить величину предельного значения износа в зависимости от увеличения силы резания и крутящего момента.
Рисунок 1 - Конструкция универсального динамометра
Рисунок 2 - Схемы соединения датчиков в динамометре
Таблица 3 – Результаты измерений осевой силы и крутящего момента при сверлении инструментом с различными величинами износа
|
Номер опыта |
Диаметр сверла, мм |
Величина износа, мм |
Скорость резания V, мм/мин |
Подача S, мм/об |
Нормативная осевая сила, Н |
Осевая сила Рос, Н |
Крутящий момент Мкр, Н·м |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Содержание отчета
Цели и задачи работы.
Схема соединения устройств при тарировке.
Тарировочные графики.
Расчет нормативной осевой силы резания.
Таблица с экспериментальными данными.
Выводы по влиянию износа сверла на изменение силовых параметров процесса резания.
Вопросы для самопроверки
Принцип работы тензопреобразователя.
Конструкция и устройство УДМ-600.
Особенности тарирования УДМ-600 по Мкр.
Влияние элементов режима резания на силовые характеристики при сверлении.
Влияние состояния сверла на силовые параметры процесса резания.
Лабораторная работа № 4
Измерение динамических характеристик инструмента
с помощью вихретокового преобразователя
Цель работы: изучить принцип работы вихретокового преобразователя для измерения статических и динамических характеристик; провести тарировку датчика; определить динамические характеристики инструмента.
Содержание работы
Ознакомление со схемой включения преобразователя с приборами для измерения электрических величин.
Тарировка датчика, составление эскиза и описания датчика.
Проведение анализа влияния режимов резания на динамические характеристики инструмента.
Оборудование, приборы, аппаратура
Вихретоковый датчик.
Измерительный комплекс.
Инструментальный микроскоп ММИ-2.
Токарный станок мод. 164.
Режущий инструмент.
Общие указания
Вихретоковый преобразователь представляет собой практически плоскую индуктивную катушку небольшого диаметра (3-10 мм), с помощью которой бесконтактно с зазором до 4 мм в контролируемом изделии возбуждаются вихревые токи. Интенсивность вихревых токов зависит от расстояния между катушкой и объектом, от состояния поверхностного слоя объекта (наличия трещин, стыков, края объекта).
Прибор имеет ряд новых конструктивных решений, позволяющих разделить каналы статических и динамических сигналов; отстроиться от ряда мешающих факторов, например, при контроле трещин – от эффекта края пластины, при контроле вибраций – от начального зазора, что позволяет проводить бесконтактный контроль виброперемещений, когда в процессе измерения медленно смещается поверхность объекта или рука оператора.
На вихретоковый преобразователь питающее напряжение частотой 500 кГц подается через усилитель УКД, что позволяет обеспечить хорошую развязку с цепями опорных сигналов. Фазовые и амплитудные характеристики напряжения на датчике, когда он находится в воздухе и на металле различны
С целью отстройки от зазора между датчиком и объектом, отстройки от края объекта и других мешающих факторов в приборе введено два формирователя опорных напряжений, которые позволяют сбалансировать напряжения на датчике в двух состояниях - "в воздухе" и "на металле", при этом выходные напряжения дифференциальных" усилителей ДУ1 и ДУ2 в соответствующих состояниях устанавливаются в нуль.
Рисунок 3 – Структурно-функциональная схема диагностического прибора
Если контролируются вибрации или смещения, измеряется амплитуда на выходе дифференциального усилителя ДУ2. Если контролируется трещина или раскрытие стыка, а также другие физико-механические нарушения, измеряется фазовый сдвиг между выходными напряжениями ДУ1 и ДУ2. Для этого с помощью компараторов К1 и К2 формируются прямоугольные импульсы, которые подаются на фазоимпульсный демодулятор в противоположной фазе (со сдвигом /2). При отсутствии трещин и других эффектов выходное напряжение ФИД равно нуля. При помещении датчика на поверхность с трещиной или при отклонении каких-либо физико-механических свойств поверхностного слоя возникает фазовый сдвиг между напряжениями и на выходе ФИД формируются импульсы, длительность которых определяется степенью воздействия измеряемых факторов.
С помощью преобразователей напряжений ПН1 и ПН2 формируются сигналя, несущие только полезную информацию о контролируемых параметрах. Для согласования с внешними регистрирующими и вычислительными средствами и организации стандартного стыка (+/-10В при выходном сопротивлении менее 1 ом) имеются усилители У1 и У2.
Блок осциллографической индикации (БОИ) имеет усилители горизонтального и вертикального отклонения, органы управления лучом.
При статических испытания призматический объект устанавливался на столике измерительного микроскопа, а датчик жестко закреплялся относительно основания. Начальный зазор между датчиком и объектом устанавливался 0,5 мм, прибор балансируется в этом состоянии в ноль.
Определение зависимости выходного напряжения прибора от величины перемещения производится цифровым вольтметром.