Устройство для измерения размеров резьб

 

Изобретение относится к измерительной технике в машиностроении, а именно к средствам контроля резьб на станках с ЧПУ. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности измерения. Это достигается тем, что выполнение подвески измерительных рычагов в виде промежуточного рычага и двух вспомогательных рычагов, соединенных так, что между каждым из измерительных рычагов, основанием, промежуточным рычагом и соответствующим вспомогательным рычагом образован шарнирный параллелограмм, ответные контакты размещены на промежуточном рычаге, а контактный рычаг установлен с возможностью взаимодействия с промежуточным рычагом. Кроме того, отличительной особенностью устройства является выполнение шарниров, соединяющих каждый из измерительных рычагов с соответствующим вспомогательным, разъемными в виде цилиндрического контактного элемента, установленного на свободном плече измерительного рычага и двух контактных полупризм, размещенных на вспомогательном рычаге, подпружиненном к измерительному рычагу. Благодаря малой массе измерительных, промежуточного и вспомогательных рычагов, а также вследствие их шарнирного закрепления близ центра масс устройство обеспечивает стабильность результатов измерений. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>5 G 01 В 5/08, 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (:

О (21) 4729658/28 (22) 13.07.89 (46) 15.08.91. Бюл. М 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт средств измерения в машиностроении (72) В.Л.Романов (53) 621.882.626(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 1511579, кл. G 01 В 5/08, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РА3МЕРОВ РЕЗЬБ (57) Изобретение относится к измерительной технике в машиностроении, а именно к средствам контроля резьб на станках с ЧПУ.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение точности измерения. Это достигается тем, что выполнение подвески измерительных рычагов в виде промежуточного рычага и двух вспомогательных рычагов, соединенных так, что между каждым из измерительных рычагов, основанием, проИзобретение относится к машиностроению, а именно к средствам контроля резьб, Цель изобретения — упрощение конструкции и точности путем обеспечения возможности снижения чувствительности устройства к ускорениям суппорта.

На фиг 1 схематично изображено. предлагаемое устройство: на фиг.2 схематично показаны промежуточный и контактный рычаги; на фиг.3 — измерительный рычаг и измерительный наконечник для измерения внутренних резьб; на фиг,4 — схема взаимодействия измерительных наконечников с базовым торцом и профилем резьбы.

„„5U„„1670337 А1 межуточным рычагом и соответсвтующим вспомогательным рычагом образован шарнирный параллелограмм, ответные контакты размещены на промежуточном рычаге, а контактный рычаг установлен с возможностью взаимодействия с промежуточным рычагом, Кроме того, отличительной особенностью устройства является выполнение шарниров, соединяющих каждый иэ измерительных рычагов с соответствующим вспомогательным, разъемными в виде цилиндрического контактного элемента, установленного на свободном плече измерительного рычага и двух контактных полуприэм, размещенных на вспомогательном рычаге, подпружиненном измерительному рычагу. Благодаря малой массе измерительных, промежуточного и вспомогательных рычагов, а также вследствие их шарнирного закрепления близ центра масс устройство обеспечивает стабильность результатов измерений. 1 з.п.ф-лы, 4 ил, Устройство для измерения размеров реэьб содержит основание 1, промежуточный рычаг 2, шарнирно соединенный с основанием 1, два измерительных рычага 3 и

4, шарнирно соединенных с промежуточным рычагом 2, два измерительных наконечника 5 и 6, установленных каждый в соответствующем измерительном рычаге, контактный рычаг 7, шарнирно соединенный с основанием 1, и два вспомогательных рычага 8 и 9, шарнирно соединенных с основанием и взаимодействующих с контактными элементами 10 и 11, установленными на свободных плечах 12 и 13 измерительных

1670337 портом для выполнения технологических 10 операций.

Устройство работает следующим образом, После выполнения операции нареэания резьбы шпиндель станка останавливают в 15 заданном угловом положении и запрограммированными движениями суппорта надвигают устройство для измерения резьб на рычагов 3 и 4. Вспомогательные рычаги 8 и

9 несут каждый по две изолированных полупризмы соответственно 14-15 и 16 — 17, взаимодействующие с контактными элементами соответственно 10 и 11, Измерительный рычаг 3 совместно с основанием 1, промежуточным 2 и вспомогательным 8 рычагами образуют первый параллелограм, а измерительный рычаг 4 совместно с основанием 1, промежуточным 2 и вспомогательным 9 рычагами — второй параллелограмм. Контактный рычаг 7 взаимодействует с промежуточным двумя электроконтактными парами 18-19 и 20-21. Четные контакты, являющиеся ответными контактами, размещены на промежуточном рычаге 2, нечетные — на контактном рычаге 7. Усилие взаимодействия промежуточного 2 и контактного 7 рычагов обеспечивается пружинами 22 и 23, а между измерительными 3 и

4 и вспомогательными рычагами 8 и 9— пружинами 24 и 25, Контактные элементы 10 и 11, полупризмы 14 — 15, 16 — 17 и пружины 24 — 25 образуют два разъемных шарнира.

Для измерения внутренних реэьб измерительный рычаг 3 снимают, а в измерительный рычаг 4 устанавливают двухсторонний измерительный наконечник 26.

Измерительные наконечники могут иметь различную форму: цилиндрические, как это изображено на фигурах, сферическую либо коническую. Форма выполнения измерительного наконечника не отражается на работе устройства, но требует различных расчетных формул для определения величины среднего диаметра. Ниже приведены формулы только для цилиндрических измерительных наконечников.

Для выполнения измерительных операций необходим станок с ЧПУ, имеющий процессор для выполнения математических операций и язык пользователя, позволяющий программировать необходимые процедуры (например, МС 2101,05), координатные оси должны быть оснащены датчиками перемещений, а шпиндель — датчиком углового положения.

Для измерения размеров реэьб устройство устанавливают на суппорт токарного станка и перемещают его совместно с суп5

40 деталь вдоль координаты Z. Продолжая это движение на допустимой скорости измерения, касаются измерительным наконечником 5 базового торца и по координатной системе станка отмечают координату Z 01 суп порта, соответствующую моменту касания (реализуют функцию G31). При взаимодействии измерительного наконечника 5 с препятствием измерительный рычаг 3 перемещается поступательно, а рычаги 2 и 8 образуют шарнирный параллелограмм.

Электрический контакт в группе 14-10-15 не нарушается, а взаимодействие контактов

18-19 вызывает поворот контактного рычага 7 и размыкание контактов 20 — 21. Затем, отойдя от базового торца на некоторое расстояние и сместившись по координате Х на требуемую величину, касаются базового торца вторым измерительным наконечником 6 и также отмечают координату Z 02 касания. Если торец контролируемой детали перпендикулярен оси Z, а измерительные наконечники 5 и 6 устройства установлены на одной прямой, перпендикулярной этой оси, результаты этих двух измерений одинаковы, при наличии отклонений зафиксированы различные координаты. Если разность двух результатов измерения меньше заданной величины, то оба результата запоминают, а ошибку снижают усреднением результатов, Если же разность координат превышает установленную величину, то подается сигнал тревоги и процесс измерения прекращается.

Затем измерительные наконечники 5 и

6 отводят от торца и запрограммированными движениями суппорта вводят в впадину резьбы приблизительно по линии среднего диаметра. Если при радиальном вводе измерительного наконечника 5 (движении. по оси

Х) происходит касание со стороной профиля резьбы, то движение будет прекращено (реализация G31) и зафиксированы координаты точки касания. Наличие двух электроконтактных пар 18 — 19 и 20-21 позволяет определить сторону профиля резьбы, по которой произошло касание, и внести поправку на координату 2. Если касание происходит с левой стороной профиля резьбы (см.фиг,4), то размыкается электроконтактная пара 20-21, если же происходит касание по правой стороне профиля, то размыкается контактная пара 18-19. (Для измерительного наконечника 6 назначения контактных пар противоположны).

После введения поправки на координату Z радиальный ввод измерительных наконечников 5 и 6 продолжается до достижения линии среднего диаметра (или любой другой линии, на которой целесообразно выпол1670337 нять измерения), после чего суппорту задают перемещения вдоль координаты Z, o6ecпечивающие поочередное касание измерительного наконечника 5 со сторонами впадины. При каждом касании отмечают 5 пары координат, соответствующих положению суппорта Х>, 2>, Хг, 2г.

Затем выполняют те же переходы вторым измерительным наконечником б, отмечая при эт0м пары координат Хз; 2з; Х<; 24. 10

На осна ании полученных данных, используя такыре результаты аттестации измерительных наконечников 5 и 6 А, 01 и 0г. вычисляют средний диаметр резьбы на заданном расстоянии от базового торца по 15 формуле

4 ãQ+

2 2

2 -1е.+1 2 < z> ° zz zs z„10 уя (2Š—— -Z

2 2

Z 2 з

25 где А — расстояние между расчетными сечениями измерительных наконечников (для цилиндрических наконечников — торцами);

01 и 0г — диаметры измерительных наконечников; 30

2о1, Zm — координаты точек касания измерительных наконечников с базовым торцом;

Х1,Хг,Хз,Х4,21,2г,2з,Q — координаты касания измерительных наконечников со сто- 35 ронами впадин резьбы;

S — номинальное значение шага резьбы;

К вЂ” номинальное значение конусности.

Формула приведена для значения половины угла профиля а/2 = 30,sin а/2 = 40

1/2; cos а/2 = V Э г

Результаты измерения используют для управления металлорежущим станком (для коррекции глубины окончательного прохода подрезки базового торца и внесения под- 45 нападок в положение резьбового и подрезного резцов).

Если в процессе выполнения измерительной операции происходит касание измерительного наконечника 5 либо 6 с вершиной профиля резьбы либо с двумя сторонами профиля одновременно, то измерительный рычаг 3 (либо 4) совершает качательное движение и прерывается контакт между контактным элементом 10 и одной из полуприэм 14 либо 15. Такое нарушение контакта также вызывает прерывание кадра (G31) и, кроме того, падает сигнал тревоги.

Устройство позволяет выполнять измерения на различных расстояниях от базового торца и вычислять при этом погрешность шага и конусности резьбы.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения размеров резьб, содержащее основание, измерительные рычаги с измерительными наконечниками, подвеску измерительных рычагов и средство регистрации знака их отклонения, выполненное в виде подпружиненного контактного рычага с двумя электроконтактами и ответных электроконтактов, о т fl и ч а ю щ ее с я тем, что, с цепью упрощения конструкции и повышения точности. подвеска измеpHT8llbHblx рычагов выполнена в виде промежуточного рычага и двух вспомогательных рычагов, соединенных так, что между каждым иэ измерительных рычагов, основанием, промежуточным рычагом и соответствующим вспомогательным образован шарнирный параллелограмм, ответные электроконтакты размещены на промежуточном рычаге, а контактный рычаг установлен с возможностью взаимодействия с промежуточным рычагом.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что шарниры, соединяющие каждый из измерительных рычагов с соответствующим вспомогательным, выполнены разьемными в виде цилиндрического контактного элемента, установленного на свободном плече измерительного рычага, и двух контактных полупризм, размещенных на вспомогательном рычаге, подпружиненном к измерительному рычагу.

1670337

1G70337

2 И

Составитель Б. Афонский

Редактор Г, Мозжечкова Техред M.Ìoðãåíòàë КорректорЛ, Бескид

Заказ 2735 Тираж 369 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101