Study of the stress-strain and temperature fields in cutting tools using laser interferometry

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 4 2021 82 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ эталонный пучок . Эталонный пучок получается в результате отражения части исходного луча от поверхности оптического клина , обращен - ной к инструменту . Прошедшая через оптиче - ский клин часть луча образует рабочий пучок , который освещает боковую полированную по - верхность инструмента . После отражения обо - их пучков их векторы поляризации получают вращение по часовой стрелке , а встретившись снова в оптическом клине , они интерферируют . Итоговый луч благодаря смене направления вра - щения вектора поляризации после повторного прохождения волновой пластинки приобретает вертикальную поляризацию и отражается от на - клонной поверхности светоделителя в сторону объектива 11 камеры 12 . С целью определения контура инструмента и обрабатываемого мате - риала используется коллимированный источник подсветки 13. Для регистрации составляющих сил , возникающих при взаимодействии инстру - мента с обрабатываемым материалом , применен многокомпонентный динамометр 14 с тензоуси - лителем 15 и аналого - цифровым преобразовате - лем 16 . Запись видеоизображения и результатов динамометрии осуществляется в память ком - пьютера 17 . Благодаря применению поляризованного светоделителя в виде кубика , а также четверть - волновой пластинки удалось минимизировать паразитные отражения лазерного луча , что прак - тически устранило эффект муара и значительно снизило потери светового потока . За счет этого Рис . 1. Схема экспериментальной установки Fig. 1. Schematic diagram of the experimental rig значительно повысилось необходимое при ско - ростной съемке с малой выдержкой качество изображения регистрируемых интерференцион - ных картин . Экспериментальная установка смонтирова - на на модернизированном токарно - винторез - ном станке модели 163 ( рис . 2). Для вращения шпинделя используется комплектный тири - сторный привод главного движения КЕМТОК , что обеспечивает бесступенчатую регулировку скорости главного движения . На салазках суп - порта установлена базовая плита , на которой за - креплены динамометр УДМ -600 1 с державкой , два одноканальных тензоусилителя RDP 628 2 и две направляющие из станочного алюминиево - го профиля . На одной направляющей установ - лен одномодовый одночастотный DPSS лазер LCM-S-111 3 с длиной волны 532 нм , расшири - тель пучка 4 , а также регулируемые держатели светоделителя 5 и волновой пластинки 6 нуле - вого порядка . На второй направляющей установ - лена скоростная цифровая видеокамера Fastec HiSpec 2-HR 7 с zoom- объективом NAVITAR Zoom 6000 8 . Оптический клин 9 закреплен на державке в регулируемой оправе . Все элементы оптической схемы имеют просветляющие по - крытия , а конструкция державки оптимизирова - на для обеспечения хороших динамических ха - рактеристик динамометра . В текущем варианте реализации предлагаемые методы исследования применимы только для резания без использова - ния смазочно - охлаждающих жидкостей . Рис . 2. Внешний вид экспериментальной установки на токарном станке Fig. 2. View of the experimental rig on a lathe