Устройство для измерения сил резания

Авторы патента:

B23B25/06 - измерительные, контрольные или установочные устройства, служащие для наладки, подачи, управления или наблюдения за режущими инструментами или обрабатываемыми изделиями (измерительные приборы или калибры G01B)

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ЫСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 541590 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено21.02.75 (21) 2106884/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.01.77.Бюллетень ¹ 1 (45) Дата опубликования описания22.03.77 (51) М, Кл

В 23 В 25/06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР

Ilo делам изобретений и открытий (53) УДК621.9.08 (088. 8) (72) Авторы изобретения

B. A. Тараненко, Л. С. Ямпольский и В. Д Евдокимов (71) Заявитель

Севастопольский приборостроительный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ РЕЗАНИЯ

Изобретение относится к станкостро нию и может быть использовано в системах автоматического управления станками.

Известны устройства для измерения радиальной составляюшей силы резания, вклк чаюшие преобразователи и упругие элементы различной формы: кольцевой(1), Ш-образной(2).

Ввиду влияния тангенциальной и осевой составляюших силы резания на результат измерения не обеспечивается однозначность и высокая точность измерения радиальной составляюшей, которая оказывает непосредственное действие на механизм образования погрешностей размера и формы детали. 15

Кроме того, устройства сложны и приустановке на универсальных станках снижаются их технологические возможности, а кинематические цепи устройств вносят дополнительную погрешность в результате измерения.

Известно также устройство для измерения усилия резания, включаюшее упругие элементы, образованные замкнутыми пазами, выполненными в резцедержателе из магнитоупругого материала, и чувствительный элемент, образованный тонкими стержнями, магнитопровода с электрическими обмоткаM (3). При работе воздействие сил резания приводит к изменению механических напряжений в магнитопроводах и комплексных сопротивлений магнитоупругих чувствительных элементов, что соответственно вызывает появление напряжения на выходе схемы.

Недостатком описанного устройства является невысокая точность измерения,обусловленная магнитным и упругим гистерезисом материала магнитопровода, а также зависимость точности измерения от действия температуры резания.

Ilem» изобретения вЂ” повышение точности измерения.

Это достигается тем, что чувствительный элемент предлагаемого устройства выполнен в виде помешенной в замкнутый IIB3 капсулы с двумя сообшаюшимися между собой и заполненными рабочей средой камерами, на боковых поверхностях одной из которых приклеены тензометрические преобразователи, Вторая камера имеет обьем, 5415 превышающий объем первой, контактирует с упругим элементомполинии действия измеряемой силы и поджата с противоположной стороны регулировочным винтом.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 2 вЂ” двухкамерный капсульный чувствительный элемент в разрезе.

Устройство содержит выполненный в резцедержателе 1 замкнутый сквозной 10 паз 2, перпендикулярный направлению действия измеряемой силы. Паз 2 образует упругий элемент 3. В пазу 2 по линии действия измеряемой силы размещен передающий шарик 4 и регулировочный винт 5. 16

Резцедержатель 1 закреплен винтами 6 в кронштейне 7. Между передаюшим шариком

4 и наконечником регулировочного винта 5 расположен чувствительный элемент 8, представляющий собой капсулу с двумя сообщающимися и заполненными рабочей средой камерами 9 и 10 соответственно меньшего и большого объема. На боковых поверхностях о малой камеры 9 прикреплены тензометрические преобразователи, включенные по мостовой схеме. Для придания требуемых упругих характеристик чувствительный элемент выполнен из пружинной стали.

Устройство работает следующим обра30 зом.

Перед началом измерения электрическая мостовая схема приводится в равнове» сие.

При точении на режущую кромку инструмента и резцедержатель 1 действуют составляющие силы резания. При упругой стадии работы возможно использование принципа независимости действия сил. В этом 4О случае упругий элемент 3 можно рассма ривать как балку, защемленную с двух сторон и имеющую на эпюре изгибающих моментов от действия тангенциальной составляющей силы резания нулевую линию в горизонтальной плоскости, совпадающую с линией действия радиальной составляющей, на которой перемещение по координате 7 от тангенциальной составляющей отсутствует. Осевая составляющая воспринимается упругим элементом 3, который в своей плоскос ти работает как балка-стенка. Влияние осевой составляющей на деформированное состояние несущественно. Следовательно, при выставлении измерительного наконечника на линии действия измеряемой силы Т-I обеспечивается однозначное измерение действия радиальной составляющей силы резания. Деформация упругого элемента 3 через передающий шарик 4 передается на Е1

4 стенки камеры 1 0 капсульного чувствительного элемента 8. Воспринимаемые камерой 10 деформации передаются рабочей

М средой на стенки камеры 9. Таккакобъем

Kalvrep различный, капсульный BGTBHTeëüный элемент 8 одновременно выполняет роль усилителя деформаций. Деформации стенок камеры 9 приводят к изменению сопротивления тензометрических преобразователей, вследствие чего на выходе мостовой схемы появляется электрический сигнал, пропорциональный радиальной составляющей силы резания. Сигнал через сравнивающее устройство и усилитель поступает на исполнительный механизм системы автоматического управления станка.

Такая конструкция устройства позволяет с высокой точностью измерять малые значения радиальной составляющей силы резания при точении, устранять взаимовлияние других составляющих на результат измерения, приблизить измерительную псьзицию к источнику информации, Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет меньшие габариты, характеризуется простотой настройки и тарировки, что способствует его использованию в системах автоматического управления станками и в других областях.

Формула изобрет ения

Устройство для измерения сил резания, содержащее упругий элемент, образованный замкнутым пазом, выполненным, например, в резцедержателе, и чувствительный элемент, отличающееся тем,что,сцелью повышения точности измерения, чувствительный элемент выполнен в виде помещенной в замкнутый паз капсулы с двумя сообщающимися между собой и заполненными рабочей средой камерами, на боковых поверхностях одной из которых приклеены тензометрические преборазователи, причем вторая камера с объемом, превышающим объем первой, контактирует с упругим элементом по линии действия измеряемой силы и поджата с противоположной стороны регулировочным винтом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Самоподнастраивающиеся станки. Сборник.Под ред. Балакшина Б. С. М., "Машиностроение", 1967, стр. 136.

2. Авторское свидетельство СССР № 376179, кл. В 23 В 25/06, 1970.

3. Заявка № 1996078/25-8 от

05.02.74, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

А-А

Фиг. 2

Составитель Т, Юдахина

Редактор И. Бродская Техред А. Богдан Корректор Л. Боринская

Заказ 5892/7 Тираж 1178 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ углового позиционирования цилиндрической детали // 534308

Устройство для измерения составляющей силы резания // 532484

Устройство адаптивного управления двумя параметрами процесса резания станка // 527261

Система адаптивного управления процессом токарной обработки // 518278

Устройство для измерения траектории движения оси шпинделя точных станков и приборов // 513789

Устройство для радиального перемещения резца // 511147

Измерительная борштанга // 510320

Устройство для определения темпе-ратуры в зоне резания // 509344

Способ измерения удельной термо-эдс на режущих кромках инструмента // 500907

Нагрузочное устройство для испытания шпинделей // 2104824

Нагрузочное устройство для испытания быстроходных шпинделей // 2108205

Приспособление для настройки резцов многорезцового блока для обработки наружной поверхности // 2109598

Изобретение относится к вспомогательным устройствам для токарных станков, предназначенных для наладки режущих инструментов, и может быть применено при наладке вне станка многоразовых блоков, используемых, например, в комбинированных инструментах для обработки наружных поверхностей

Нагрузочное устройство для ускоренных испытаний станков // 2110368

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проведении ускоренных испытаний токарно-револьверных станков на надежность и долговечность

Шпиндельный узел металлорежущего станка // 2116165

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке металлов резанием, и может быть использовано преимущественно в автоматизированных металлорежущих станках с адаптивным управлением - сверлильных, расточных, фрезерных, токарных и т

Способ обеспечения геометрической точности и размерной настройки высокоточного металлорежущего станка // 2116869

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в прецизионных станках токарных для автоматической компенсации тепловых деформаций шпиндельных узлов

Способ измерения величины термоэдс естественной термопары инструмент - деталь // 2117557

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в системах автоматического управления металлообрабатывающих станков

Устройство для компенсации теплового смещения оси шпинделя // 2118233

Способ определения составляющих силы резания на токарных станках с чпу // 2120354

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на токарном станке с ЧПУ в ручном (настроечном) режиме и в режиме автоматизированного определения составляющих силы резания для расчета усилий зажима деталей (Pz) и расчета допустимой стрелы прогиба деталей (Py) в условиях чистового и получистового точения

Способ диагностики токарных станков по параметрам точности и устройство для его осуществления // 2123923