РЕЗЕЦ ТОКАРНЫЙ

Резец токарный
Изобретение относится к инструменту обработки металлов резанием, оснащенному сменными многогранными пластинами и предназначено для контроля уровня вибраций в зоне резания.
Известны инструменты с механическим закреплением сменных многогранных пластин (СМП), выпускаемые по ГОСТ 24996-81, ГОСТ 20872-75, ГОСТ 26611-85.
Конструкция инструмента предусматривает возможность перестановки пластины для использования всех режущих граней; при этом опорная поверхность, неработающие или отработавшие грани и передняя поверхность пластины используются для фиксации ее положения и закрепления прижимными устройствами различной конструкции.
Конструкция резца содержит державку, в гнезде которой установлена двухсторонняя сменная пластина и крепежный элемент, причем в гнезде державки расположены выступы и опорный элемент с выступами для взаимодействия со стружколомающими канавками пластины.
Недостатком подобных конструкций является недостаточная жесткость крепления двухсторонних пластин типа G и V по ГОСТ 19042-80.
Наиболее близким к заявленному изобретению является патент (RU №2039635, В23В 27/00, В23В 27/16 опубл. 20.07.1995)который устраняет подобный недостаток и обеспечивает более жесткое крепление двухсторонних пластин. Это достигается за счет использования режущего инструмента с механическим закреплением сменных многогранных пластин с негладкой опорной поверхностью, установленных в призматическом гнезде корпуса, имеющем фасонную опорную поверхность, по форме обратную контактирующей с ней поверхностью пластины и совпадающую с ней по размерам. Плотный контакт фасонных поверхностей пластины и державки достигается за счет нанесения тонкого слоя, толщиной 5-50 мкм, из мягкого металла, например меди, на фасонную поверхность державки.
Однако, несмотря на высокую жесткость крепления СМП необходимо оценивать уровень вибраций, износ инструмента и устойчивость процесса резания, с целью обеспечения высокой производительности обработки и получения необходимого качества поверхностей изготавливаемых деталей.
Для контроля устойчивости процесса резания и состояния режущего инструмента, как правило, используют информацию от вибродатчиков установленных на инструменте в непосредственной близости от зоны обработки. Подобная конструкция накладывает большие ограничения в работе ТС. Существующие датчики вибрации представляют собой сам акселерометр находящейся в металлическом корпусе и провод для передачи сигнала на обрабатывающее устройство. Габаритные размеры датчика не позволяют обрабатывать детали определенной геометрической формы и отверстия небольшого диаметра при растачивании. Имеющийся кабель сильно ограничивает возможности перемещения инструмента в зоне обработки и препятствует базированию в револьверных головках и инструментальных магазинах. Образование сливной стружки и использование СОЖ также существенно снижает эффективность в подобного вида диагностики. Все вышесказанное существенно ограничивает возможность диагностики процесса резания и состояния режущего инструмента в реальных производственных условиях и остается прерогативой лабораторных испытаний.
Современным достижением в области микроэлектроники стало создание беспроводных акселерометров с автономным питанием. Подобные датчики позволяют существенно упростить задачу в практической вибродиагностики. Отсутствие проводов позволяет существенно увеличить возможности перемещения инструмента в зоне обработке. Существенным недостатком таких датчиков является увеличенный габаритный размер за счет элементов питания, наличия передатчика Wi-Fi и микроконтроллера. В ходе обработки датчик может подвергаться воздействию стружки и СОЖ.
Задача полезной модели - возможность контролировать состояние инструмента с использованием удаленного доступа, передавая информацию на ПК или другую вычислительную систему, возможность не ограничивать инструмент в геометрических параметрах обрабатываемой детали и схемах базирования на станке
Технический результат - повышение быстродействия и наличие контроля инструмента в режиме реального времени, отсутствие выступающих частей и сохранение базовых поверхностей
Технический результат достигается тем, что режущий инструмент с механическим закреплением сменных многогранных пластин с негладкой опорной поверхностью, установленных в призматическом гнезде корпуса, имеющем фасонную опорную поверхность, по форме обратную контактирующей с ней поверхностью пластины и совпадающую с ней по размерам, но при этом он снабжен акселерометром, передатчиком Wi-Fi, микроконтроллером и источником питания, установленными в кармашках, выполненных в корпусе и соединенных шиной для питания и передачи информации, расположенной в каналах, выполненных в корпусе.
Державка сборного токарного резца содержит акселерометр, передатчик Wi-Fi, микроконтроллер и источник питания.
Для решения задачи практической диагностики состояния режущего инструмента был разработан корпус резца токарного с интегрированными 3-х осевым акселерометром, элементами питания и передатчиком Wi-Fi с микроконтроллером (Фиг. 1). Современные элементы микроэлектроники имеют достаточно малые размеры для удобной интеграции в большинство типов режущего инструмента. В корпусе резца 1 выфрезеровываются кармашки 2 для размещения и закрепления акселерометра 3, передатчика Wi-Fi и микроконтроллера 4 и источника питания 5. Размеры кармашков определяются конструктивно в зависимости от габаритных размеров электроники. Как правило, современные акселерометры не превышают габаритных размеров 3×3×0.9 мм. микроконтроллеры с передатчиками Wi-Fi 5×5×1 мм. Для обмена информацией между акселерометром и микроконтроллером, а также для их питания выфрезеровываются каналы 6 для прокладки в ней шины питания и передачи информации. После монтажа микроэлектроники в корпусе резца, кармашки и каналы закрывают герметичными заглушками или изолируют специальным материалом, например эпоксидной смолой.
Подобная конструкция резца токарного позволила защитить слабые элементы микроэлектроники от влияния СОЖ и стружки. Отсутствие выступающих частей и сохранение базовых поверхностей позволяет не ограничивать инструмент в геометрических параметрах обрабатываемой детали и схемах базирования на станке. Наличие передатчика Wi-Fi позволяет контролировать состояние инструмента с использованием удаленного доступа, передавая информацию на ПК или другую вычислительную систему.