способ определения локальных магнитных полей при резании металлов

Формула изобретения

Способ определения локальных магнитных полей при резании металлов, заключающийся в измерении магнитной проницаемости намагниченного образца, отличающийся тем, что в контактную зону образца подводят последовательно соединенные измерительные катушки, установленные на уровне передней грани инструмента для фиксирования магнитного поля в направлении главного рабочего движения и подачи режущего инструмента, в процессе обработки образца в измерительных катушках измеряют электроизмерительным прибором результирующую ЭДС, по которой определяют величину локальных магнитных полей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано в автотракторной промышленности.

Известны способы определения магнитных полей (N 1511590, кл. С 01 В 7/18 от 11.10.89, N 1538027, кл. С 01 В 5/20 от 7.12.89), заключающиеся в том, что образец размещают в переменном магнитном поле, измеряют его магнитную проницаемость и по ней определяют корреляционную зависимость между стойкостью и магнитной проницаемостью.

Указанные способы позволяют измерить магнитную проницаемость образца в статистическом состоянии, но не позволяют получить достоверные данные в динамическом состоянии и расширить функциональные возможности измерения Л.М. Н. Известны способы определения термомагнитных явлений в материалах (Бобровский З.А. Электродиффузионный износ инструмента. М. 1970, с. 47-48), где строятся эмпирические зависимости, по которым определяется величина магнитного поля, например напряженность. Измерение напряженности магнитного поля производится на образцах в статическом состоянии сложными методами и расчетным путем, причем результаты измерения требуют значительных затрат времени на обработку экспериментальных данных.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения магнитных полей (а.с. N 1157401, кл. С 01 В 3/58 от 13.09.83), заключающийся в том, что образец размещают в переменном магнитном поле, измеряют его магнитную проницаемость и по ней определяют корреляционную зависимость между стойкостью и магнитной проницаемостью. Однако способ не дает расширить функциональные возможности измерения, т.е. производить измерения в динамическом состоянии обрабатываемого образца (детали), измерить ЭДС магнитного поля в контактной зоне, магнитную индукцию, кроме того, требует значительных затрат времени на измерение величины магнитного поля.

Задачей изобретения является определение локальных магнитных полей в зоне контакта обрабатываемого образца и режущего инструмента.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей измерения.

Способ определения локальных магнитных полей при резании металлов заключается и том, что в контактную зону к образцу подводят последовательно соединенные измерительные катушки, установленные на уровне передней грани инструмента для фиксирования магнитного поля в направлении главного рабочего движения и подачи режущего инструмента, в процессе обработки образца в измерительных катушках измеряют электроизмерительным прибором результирующую ЭДС, по которой определяют величину локальных магнитных полей.

Отличиями предлагаемого способа является то, что он позволяет определить величину локальных магнитных полей в любых местах контакта обрабатываемого материала и режущего инструмента, в любой момент резания, при любом износе инструмента при механической обработке материала. Расширение функциональных возможностей достигается за счет использования измерительных катушек, установленных на передней грани инструмента, позволяющих фиксировать магнитное поле в направлении главного рабочего движения скорости резания и подачи режущего инструмента. Показания возникающих в катушках ЭДС фиксируются электроизмерительным прибором микроамперметром в любой момент времени. Величина ЭДС в катушках дает возможность определить величину локальных магнитных полей в контактной зоне.

В процессе обработки образца или трения взаимодействующих пар изменяются электродиффузионные процессы в контактной зоне, изменяются также электродвижущая сила взаимодействующих поверхностей, что приводит к изменению величины локальных магнитных полей, значения которых позволяют выявить оптимальные условия работы, определить интенсивность износа режущего инструмента, а также напряженность магнитного поля, магнитную индукцию, магнитную проницаемость, намагниченность контактируемых материалов, локальное магнитное поле.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена схема направления локальных магнитных полей от зоны контакта детали с инструментом; на фиг. 2 схема расположения детали относительно измерительных катушек, закрепленных на инструменте; на фиг. 3 - вид расположения измерительных катушек А-А на фиг. 2.

К обрабатываемой детали 1 с установленной скоростью резания "V" подходят режущий инструмент 2 (фиг. 1). В контактной зоне возникают локальные магнитные поля, определенного направления (по стрелкам).

Измерительные катушки 3 и 4 (фиг. 2) крепятся в корпусе 5, закрепленном болтами 6 и державкой 7 с фиксатором 8. Катушки 3 и 4 (фиг. 3) соединены последовательно между собой, выводы обмоток через клеммы 9 и выключатель 10 подводятся к электроизмерительному прибору 11.

Способ выполняется следующим образом.

Для определения локальных магнитных полей необходимо измерить величину возникающего магнитного поля в контактной зоне при резании в направлении подачи и скорости резания "V". Для этого измерительная катушка 3, обмотка которой располагается параллельно оси обрабатываемой детали, фиксирует магнитное поле в направлении главного рабочего движения скорости резания "V", а измерительная катушка 4 с обмоткой перпендикулярно оси детали фиксирует магнитное поле в направлении подачи. Катушки 3 и 4 соединены между собой последовательно. Такое соединение позволяет измерить суммарную (результирующую) величину локального магнитного поля. Зазор между деталью и катушками намагничивания устанавливается державкой 7 и фиксатором 8 на резце 2. При обработке детали в измерительных катушках 3 и 4 возникает ЭДС индукции, которая измеряется гальванометром 11, при кратковременном включении выключателя 10.

Пример получения опытных данных для определения величины локальных магнитных полей для стали 45 приводится в таблице.

По величине ЭДС определяющей величину локального магнитного поля, можно определить напряженность магнитного поля в величину индукции, по которым также определяется влияние локальных магнитных полей в зависимости от свойств обрабатываемого материала, режущего инструмента, износ и стойкость инструмента.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении предназначено для использования в промышленности.

Для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств; средство, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".