Электрические явления при резании как источник информации о процессе резания

Рассмотренные диагностические признаки состояния инструмента — сила резания и колебания в широком спектре частот — несут обобщенную информацию о ряде явлений, сопутствующих процессу резания.

В связи с этим предпочтительней использовать для диагностирования инструмента сигналы физических эффектов, которые непосредственно сопровождают контактные процессы: сигналы электрических явлений при резании.

В теории резания широко используют метод естественной термопары для определения средней температуры резания.

Для этого измеряют ЭДС резания, генерируемую в зоне скользящего контакта режущего инструмента со стружкой и поверхностью резания заготовки.

Зону рассматривают как естественно образующийся в процессе резания горячий спай термопары, при этом измеряемая ЭДС резания имеет термоэлектрическую природу.

Здесь, как и в искусственной термопаре, имеет место явление Зеебека, состоящее в том, что в замкнутой электрической цепи, образованной двумя разными металлическими проводниками, возникает термоэлектродвижущая сила - ТЭДС, если места контактов горячего и холодного спаев поддерживаются при разных температурах.

Носителем электричества являются свободные электроны, концентрация которых в проводниках повышается с ростом температуры горячего спая.

ТермоЭДС зависит от разности температур горячего и холодного спаев.

Однако исследования С.В. Васильева внесли уточнение в монотермоэлектрическую модель ЭДС резания. Предполагается, что помимо термоэлектрической в ЭДС входит составляющая, обусловленная механическим, деформационным возбуждением электронов металлических поверхностей.

В результате значения средней температуры резания, измеряемые с помощью естественной термопары, получают завышенными.

Уточненное толкование физической сущности ЭДС резания используют для получения разнообразной информации из зоны резания, в том числе информации о состоянии режущей части инструмента о наростообразовании и др.

При этом сигнал, для получения которого не требуется специальных датчиков, поступает непосредственно из зоны резания.

Простейшая схема измерения ЭДС известна из теории резания (рис. 6.51).

Станок, например токарный, оснащают токосъемником, закрепляемым на задней части шпинделя и соединяемым с входом измерительного прибора Е с большим электрическим сопротивлением.

Второй вход прибора соединяют с инструментом.

При этом электрическое сопротивление шпиндельных подшипников должно бытьсущественно больше сопротивления площадки контакта инструмента с обрабатываемой деталью.

Надежность измерения ЭДС снижается при нарушении условий работы подшипников, когда возможно уменьшение их электрического сопротивления из-за потери целостности масляной пленки между деталями подшипников.

040

Поиск по сайту: