CS245612B1

CS245612B1 - A device for measuring the working temperature of a replaceable turning tool insert

Info

Publication number: CS245612B1
Application number: CS249484A
Authority: CS
Inventors: Anton Humar; Milos Princ
Original assignee: Anton Humar; Milos Princ
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1986-10-16

Abstract

Řešení se týká oboru technologie obrábění a řeší technický problém měření teploty vyměnitelné břitové destičky soustružnického nože při jeho funkci na obráběcím stroji. Podstata řešení spočívá ve využití technologického otvoru' (6) pro dutý nýt (7) v soustružnickém držáku (5) vyměnitelných břitových destiček pro umístění termočlánku (10), který se dotýká břitové destičky (1). Termočlánek (10) je umístěn v izolační trubičce (9) a přes nákružek (12) je pružinou (] 1) přitlačóván k dosedací ploše destičky' (l). Otvor (6), kterým prochází izolační trubička (9)s termočlánkem (10) je uzavřen deskou' íl4), která je spolu s ochranným krytem' Í15J připevněna k tělesu držáku (5) šroubem' (l6), který je zašroubován do závitu, vytvořeného v držáku (5, pro upinací šroub'(2) břitové destičky (l). Signál termočlánku je vyveden pomocí izolovaných vodičů'(l3)k vyhodnocovacímu zařízení, které jej převádí na údaj ve stupních Celsia.The solution relates to the field of machining technology and solves the technical problem of measuring the temperature of a replaceable cutting insert of a lathe cutter during its operation on a machine tool. The essence of the solution lies in the use of a technological hole (6) for a hollow rivet (7) in the lathe holder (5) of replaceable cutting inserts for placing a thermocouple (10) that contacts the cutting insert (1). The thermocouple (10) is placed in an insulating tube (9) and is pressed against the contact surface of the insert (1) by a spring (1) through a collar (12). The opening (6) through which the insulating tube (9) with the thermocouple (10) passes is closed by a plate (14), which, together with the protective cover (15), is attached to the holder body (5) by a screw (16), which is screwed into the thread formed in the holder (5, for the clamping screw (2) of the cutting insert (1). The thermocouple signal is output via insulated wires (13) to the evaluation device, which converts it to a reading in degrees Celsius.

Description

Vynález řeší zařízení pro měření pracovní teploty vyměnitelné břitové destičky soustružnického nože při obrábění.The invention provides a device for measuring the working temperature of a replaceable cutting insert during machining.

V průběhu řezné operace vzniká v důsledku oddělování třísky od obráběného materiálu vždy určité množství tepla. Největší část vzniklého tepla je z místa řezu odváděna odcházející třískou, část tepla vznikajícího na styčné ploše třísky s čelem a při tření hřbetu po ploše řezu přechází do nástroje. Teplota, na kterou se ohřeje břit nástroje, je jedním z hlavních limitujících faktorů, které ovlivňují řezivost a trvanlivost nástroje.During the cutting operation, a certain amount of heat is always generated as a result of the chip being separated from the material to be machined. The greatest part of the generated heat is removed from the cutting area by the leaving chip, some of the heat generated at the chip-to-chip contact surface passes to the tool when the spine is rubbed along the cutting surface. The temperature to which the cutting edge heats is one of the main limiting factors that affect the cutting performance and tool life.

Pro měření celkového množství tepla, vzniklého při řezání, stejně jako k měření tepla odvedeného třískou, obrobkem a nástrojem, se používá kalorimetrů. Teploty v jednotlivých bodech řezné části nástroje se měří buE bezdotykově /termovizní kamerou, pyrometrem/, nebo termočlánkem, který se nástroje dotýká v místě, jehož teplotu je potřeba stanovit.Calorimeters are used to measure the total amount of heat generated during cutting, as well as to measure the heat dissipated by chips, workpiece and tool. The temperatures at the individual points of the cutting portion of the tool are measured either by a contactless / thermovision camera, pyrometer /, or by a thermocouple that touches the tool at a location whose temperature needs to be determined.

Termočlánek se umisEuje co nejblíže k ostří a může být uložen uvnitř tělesa nástroje /v tomto případě je břit nástroje zeslaben otvorem, vyvrtaným pro umístění termočlánku/, nebo se dotýká řezné části nástroje zvenčí.The thermocouple is positioned as close to the cutting edge as possible and can be housed inside the tool body (in this case, the cutting edge of the tool is weakened by the hole drilled to accommodate the thermocouple) or touches the cutting portion of the tool from the outside.

Každý způsob vnějšího umístění termočlánku přináší sebou akutní nebezpečí jeho poškození odcházející třískou. V případech, kdy se z obráběného materiálu odděluje plynulá tříska, nelze uvedený způsob měření teploty vůbec použít.Any way of placing the thermocouple externally brings with it an acute danger of damaging it by leaving chips. In cases where a continuous chip is separated from the material to be machined, this temperature measurement method cannot be used at all.

Na principu dotykového termočlánku pracuje též řada přístrojů, jejichž čidlo se ručně přidržuje na čele nebo hřbetě nástroje a vyhodnocovací část udává hodnotu teploty v místě dotyku přímo ve stupních Celsia. Nevýhodou tohoto způsobu měření je, že není možno zajistit neustálý dokonalý styk čidla s měřeným povrchem v důsledku pohybu a chvění nástroje.A number of devices also work on the principle of a touch thermocouple, the sensor of which is manually held on the face or back of the tool, and the evaluation part indicates the temperature value at the point of contact directly in degrees Celsius. The disadvantage of this method of measurement is that it is not possible to ensure continuous perfect contact of the sensor with the measured surface due to movement and vibration of the tool.

Všechny výše uvedené nedostatky odstraňuje navrhované zařízení, jehož podstata je v tom, že využívá technologický otvor pro dutý nýt v soustružnickém držáku vyměnitelných břitových destiček pro umístění termočlánku, který se dotýká dosedací plochy destičky.All of the above drawbacks are overcome by the proposed device, which is based on the use of a hollow rivet technology hole in the indexable insert holder for the placement of a thermocouple that touches the contact surface of the insert.

Umístěním termočlánku do otvoru v tělese držáku se plně vyloučí nebezpečí jeho poškození a je zaručen neustálý styk termočlánku s měřenou břitovou destičkou ve stejném místě, za všech podmínek funkce nástroje.Placing the thermocouple in the hole in the holder body completely eliminates the risk of damage to the thermocouple and ensures constant contact of the thermocouple with the measured insert at the same location under all tooling conditions.

Protože šíření tepla je děj dynamický a nehomogenní, je teplota břitové destičky v místě měření závislá na více faktorech /materiál destičky, konstrukce držáku apod./ a stanovení závislosti mezi teplotou ve středu dosedací plochy a teplotou na břitu destičky je obtížné a časově náročné.Because the heat propagation is dynamic and inhomogeneous, the insert temperature at the point of measurement is dependent on several factors (insert material, holder design, etc.) and determining the relationship between the center of the contact surface and the insert edge temperature is difficult and time consuming.

Jako všechny ostatní metody, které využívají dotykový termočlánek umístěný v určité vzdálenosti od břitu, je tedy i navrhovaná konstrukce vhodná zejména k relativním měřením, kdy se při ostatních konstantních podmínkách zkoumá např. vliv obráběného nebo nástrojového materiálu na teplotu nástroje.As with all other methods that use a touch thermocouple located at a certain distance from the cutting edge, the proposed design is particularly suitable for relative measurements, where, under other constant conditions, for example, the effect of the machined or tool material on the tool temperature is examined.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je zobrazen na přiloženém výkrese, kde je uveden řez držákem vyměnitelných břitových destiček. Vyměnitelná břitová destička 2 ze slinutého karbidu je přitlačována upínacím šroubem £ pomocí upínky J3 přes příložný utvařeč j4 třísky do vybrání v ocelovém tělese držáku 5.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in the attached drawing, in which a cross-section of the indexable insert holder is shown. The exchangeable carbide cutting insert 2 is pressed by the clamping screw 6 by means of the clamp 13 via the chip breaker 14 into the recesses in the steel body of the holder 5.

V držáku' 2 je vyvrtán technologický otvor 6. pro dutý nýt 7., kterým se upevňuje podložka £ břitové destičky 2· Otvorem £ v tělese držáku 5. a dutým nýtem _7 prochází izolační trubička 2, na jejímž konci je umístěn termočlánek 10, který se dotýká břitové destičky, 2 uprostřed její dosedací plochy.In the holder 2 there is drilled a technological hole 6 for the hollow rivet 7, by means of which the washer 6 of the cutting insert 2 is fastened. An insulating tube 2 is passed through the hole 6 in the body 5 and through the hollow rivet. it touches the cutting insert 2 in the middle of its bearing surface.

Pro zajištění dokonalého styku s měřeným místem je termočlánek 10 k břitové destičce' 2 přitlačován pružinou' 11 přes nákružek 12, signál termočlánku 10 je vyveden pomocí izolovaných vodičů' 13 k neznázorněnému vyhodnocovacímu zařízení, které jej převádí na údaj ve stupníchIn order to ensure perfect contact with the measuring point, the thermocouple 10 is pressed by the spring 11 over the collar 12, the thermocouple signal 10 is led by insulated conductors 13 to an evaluation device (not shown) which converts it into degrees

Celsia.Celsius.

Otvor £ uzavírá deska 14, která je spolu s ochranným krytem 15 připevněna k tělesu držáku £ šroubem' 16, který je zašroubován do závitu vytvořeného v držáku 2 pro upínací šroub £ břltové destičky £.The aperture 4 closes the plate 14, which together with the protective cover 15 is fixed to the body of the holder 4 by a screw 16 which is screwed into a thread formed in the holder 2 for the clamping screw 4 of the throat plate 4.

Claims

Apparatus for measuring the working temperature of a replaceable turning insert for a turning tool mounted in a holder body on a support and fastened via a chip breaker by means of a clamp pressed by a clamping screw, characterized in that the holder body (5) has an opening (6) for inserting the insulating tube (1) with a thermocouple (10) and a washer (8) for a hollow rivet fixing hole (7) extending into the hole (6) of the holder (5), the thermocouple (10) being spring loaded by a spring (11) inserts