Устройство для измерения составляющих силы резания при зубофрезеровании

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ , на оправке которого размещена фреза с возможностью взаимодействия с деформируемьми злемен;тами , несущими датчики, о т л и.чающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания, деформируемые элементы выполнены в виде четырех симметрично расположенных на оправке выступов , в каждом из которых в направлении трех осей координат образованы три паза, а взаимодействие фрезы с дефорьшруемыми элементами осуществляется посредством введенных в устройство втулки с четьфьмя внутренними продольными вьгступами, шариков и плоских клиньев, при этом между каждой парой выступов оправки и втулки с одной стороны зажаты с натягом шарики, а с другой - асполоСП жены плоские клинья.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4<5и Со L1 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTQPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю 172М 361 7 Ю.Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3669444/25-08 (22) 02.12.83

:(46) 15.05.85. Бюл. ¹ 18 (72) А.Д. Шустиков, В.А. Азаров и Али Саег (Ливан) (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (53) 621.967.3.08(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 157540, кл. G 01 L 5/16, 1962 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ, на оправке которого .размещена фреза с возможностью взаимодействия с деформируемыми элемен.тами, несущими датчики, о т л и,„„SU„,1155879

1 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания, деформируемые элементы выполнены в видо четырех симметрично расположенных на оправке выступов, в каждом из которых в направлении трех осей координат образованы три паза, а взаимодействие фрезы с деформируемыми элементами осущест-. вляется посредством введенных в устройство втулки с четырьмя внутренними продольными выступами, шариков и плоских клиньев, при этом между каждой парой выступов оправки и втулки с одной стороны зажаты с натягом шарики, а с другой — расположены плоские клинья.

1155879

Изобретение отнОсится к машиностроению и может быть использовано для измерения составляющих силы резания при зубофреэеровании цилиндрических зубчатых колес. 5

Известно устройство для измерения составляющих силы резания при зубофрезеровании, на оправке которого размещена фреза с возможностью взаимодействия с деформируемым элементом, несущим датчики. В качестве деформируемого элемента используются латунные измерительные столбики, на которые нанесены проволочные датчики сопротивления (1).

Недостатками этого устройства являются .невысокая точность. а также то, что им можно производить только измерение крутящего момента и осевого усилия. 20

Целью изобретения является повышение точносги измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания.

Поставленная цель достйгается 25 тем, что в устройстве для измерения составляющих силы резания при зубофрезеровании, на оправке которого размещена фреза с возможностью взаимодействия с деформируемыми 30 элементами, несущими датчики, послед- ние выполнены в виде четырех симметрично расположенных на оправке выступов, в каждом из которых в направлении трех осей координат образованы у5 три паза, а взаимодействие фрезы с деформируемыми элементами осуществляется посредством введенных в устройство втулки с четырьмя внутренними продольными выступами, шариков и 40 плоских клиньев, причем между каждой парой выступов оправки и втулки с одной стороны зажаты с натягом шарики, а с другой †.расположены плоские клинья. 45

На фиг. f схематически изображено устройство, общий вид;. на фиг. 2 — де- формируемые элементы в виде выступов

rra оправке; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1. 50

Устройство состоит из оправки 1, на которой закрепляется фреза 2. В оправке образованы четыре симметрично расположенные по окружности продольные выступы 3, в теле каждого 55 из которых выполнены три паза 4-6 аоответственпо по одному на кажцое направление координатной оси. Образованные пазами 4-6 тонкие перегородки 7-9 играют роль упругих элементов, на которые наклеиваются полупроводниковые тенэорезисторы. На оп. равке монтируется втулка 10 с торцовыми выступами, которыми она входит в торцовый паз фрезы, обеспечивая тем самым надежную передачу кру тящего момента с оправки на фрезу.

На внутренней поверхности втулки .образовано четыре радиальных выступа 11, которыми она контактирует через шарики 12 с выступами 3 оправки 1. Между выступами оправки и втулки установлены плоские клинья-.13, перемещение которых к оси оправки осуществляется винтами 14. При смещении клина 13 к оси оправки -выступ 11 втулки fO деформируется. Благодаря наличию сквозных пазов 15 и 16 шарики зажимаются между плоскими поверх ностями выступов 11 и 3, обеспечивая .надежный контакт в стыке выступ 11 втулки — шарик 12 — выступ 3 оправки и создавая предварительный натяг на датчике, измеряющем изменение окружной составляющей силы резания, и, следовательно, крутящего момента °

Вдоль оси втулки на определенном расстоянии от ее оси образованы четыре конических отверстия с резьбой на одном конце, угловое положение которых определяется угловым положением выступов оправки. В отверстия входят срезанные конические штифты

i7 осевое перемещение которых осуществляется винтами 18. Срез на штифте 17 выполнен так, что плоскость среза строго параллельна оси штифта и плоской наружной поверхности выступа 3 оправки 1, Штифт выполняет роль клина. Между плоскими поверхностями штифта-клина 17 и выступа 3 оправки установлен шарик 19, При .смещении клина вдоль своей оси происходит зажим шарика 19 между плоскими поверхностями, что обеспечивает надежный контакт в стыке втулка 10— клин 17 — шавик 19 — выступ 3 оправки. и создается предварительный натяг. на датчике, измеряющем изменение радиальной составляющей силы резания.

Наличие четырех симметрично расположенных штифтов 17 гарантирует надежное центрирование втулки относительно оправки.

Между дном втулки 10 и торцами выступов 3 оправки установлены че3 11558 тыре шарика 20 (по одному на каждый выступ). Надежность контакта дно втулки 10 — шарик 20 — торец втулки 3 оправки обеспечивается шайбой

21 и винтами 22. При ввертывании вин- 5 тов 22 шайба 21 перемещается вдоль оси оправки и упирается своим торцом в торец выступа оправки 1. Дальнейшее затягивание винтов вызывает смещение втулки 10 вдоль своей оси 10 и поджим шариков 20 к торцу выступов 3 оправки 1, обеспечивая предварительный натяг на датчике, измеряющем осевую составляющую силы резания. 15

В устройстве имеется радиальный

23 и упорный 24 подшипники, устраняющие влияние трения между базовыми поверхностями фрезы и оправки на точность измерения составляющих }p силы резания. Составляющие силы резания передаются от фрезы на втулку и затем через шарики на с6ответствующие датчики — преобразователи.

Устройство работает следующим 25, образом.

79 4

При наличии любой из составляющих силы резания проис одит деформация соответствующей стенки паза (упругой перемычки) . Деформация измеряется с помощью полупроводниковых тензорезисторов, накленных на перемычки пазов. Тензорезисторы, предназначенные для измерения одной из составляющих силы резания,. соединены между собой известными способами в мостовую или полумостовую схему. Для измерения знакопеременных составляющих силы резания может быть использована потенциометрическая схема.

Сигнал с тензорезистора, пропорциональный деформации упругих перемычек, поступает на тензометрические усилители и затем в канал контроля и регистрации составляющих силы резания.

Положительный эффект от использования изобретения обеспечивается за счет повышения точности измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания, 1155879 ф 771Я

Составитель В. Слиткова

Редактор М. Недолуженко Техред С.Мигунова Корректор А. Обручар

Заказ 3129/36 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4