Устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

sI)s 6 01 i 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Щ

«Ф (21) 4801781/10 (22) 14,03.90 (46) 07.09.92, Бюл. ¹ 33 (71) Калужское моторостроительное производственное объединение (72) M,Ã.Ïoñòðèãàéëo (56) 1. Метрология, 1976, ¹ 5, с. 33-38. рис. 1.

2. Авторское свидетельство СССР № 1642269, кл. G 01 К 7/02, 1988. (54) УСТРО ЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

Изобретен ле относится к термометрии, предназначено для измерения температуры в зоне резания прл шлифовании и может быть использовано для определения режимов резания и оптимизации технологических процессов шлифования.

Известно устройство для измерения температуры при шлифовании с помощью термопары, размещенной в шлифовальном круге, где проволочные цилиндрические электроды расположены под углом друг к другу и к оси вращения, образуя горячий спей при замыкании электродов обрабатываемой деталью (11.

Такое устролство позволяет измерять температуру только в одной точке зоны резания, Угловое расположение термопар в данном устройстве ухудшает точность при измерении температуры при износе шлифовайьного крута, так как увеличивается расстояние мех<ду торцами электродов на рабочей поверхности круга. Надежность контакта между электродами при шлифовании недостаточна, возможен обрыв электрода.

Точность измерения при высокоскоростном.S% I 17<3i.,372 А1 (57) Сущность изобретенля: устройстг:о содержит шлифовальный круг, в коIGpQr4 под углом к оси вращения закреплены плоские термозлектроды термопары. Каждый лз TQpмоэлектродов выполнен пленочным G виде гребенки с высотой зубьев, равной глубине рабочей зоны шлифовального круга. При вращении круга происходит периодическое замыкание термозлектродов B зоне резания материалам обрабатываемой детали. Сигнал TGpf403ÄÑ чеpG3 TQKQCiir .I Ii IK I! CC1 /Ilает на обработку в блок регистрации. 2 ил. шлифовании невысока, так ка.< электродь» являются аккумулятором тепла и сглаживают температурные выбросы. Для измеренля температуры при шлифованил сложных поверхностей, в частности эвальвентных профилей шестерен, данное устройство малопригодно, Наиболее близким к изобретению по технической сущностл является устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании (2). Данное устройство сг:— держит шлифовальный абразивный круг с размещенными в нем параллельно друг другу под углом к оси вращения пластинчатымл электродами термопары, подключенными K электронному блоку регистрации. Такое устройство не позволяет измерять температуру в зоне резания при высокоскоростном шлифовании с требуемой точностью, так как время между двумя последовательными измерениями, равное времени. за которое шлифовальный круг делает один оборот, недостаточно для охлаждения электродов термопары между последовательными взаимодействиями электродов с шлифуемой поверх иост ью.

1760372

15

Быстродействие данного устройства в меньшей степени зависит от инерционности термопары при ее контакте с шлифуемой и оверхностью в зоне резания.

Постоянная времени таких термопар мала и по опытным данным т 1 мкс. Быстродействие термопары в данном устройстве зависит от скорости отвода тепла от электродов термопары, т.е. от инерционности охлаждения термопары, Скорость охлаждения термопары определяется ее геометрией и массой, а также внешними условиями охлаждения (наличие охлаждающего вещества, теплофизические свойства изолятора и абразива). Для пластинчатых электродов термопары данного устройства при высокоскоростном шлифовании, где п=60000 об/мин, допустимое время охлаждения электродов тдо .=0,001 с недостаточно для охлаждения пластинчатых электродов, и электроды превращаются в аккумуляторы тепла, так как являются массивными металлическими пластинами, размещенными в абразивном круге. Технология шлифования ограничивает длительность перегрева шлифуемой поверхности tneperp 0,01 с. Так как допускаемая площадь перегрева шлифуемой поверхности не более 0.5 мм, поэтому в

2 данном устройстве невозможно зарегистрировать динамику выбросов температуры и, что особенно важно, длительность перегрева, так как не обеспечивается условная постоянная времени охлаждения электродов toxn

Кроме того, такое устройство понижает качество обрабатываемой поверхности, так как толщина электродов термопары 0,05-0,2 мм приводит к жестким ударным взаимодействиям и наклепу обрабатываемой поверхности при осыпании шлифовального круга в процессе шлифования.

Целью изобретения является повышение точности измерения при высокоскоростном шлифовании.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения температуры поверхности при шлифовании, содержащем плоские электроды термопары, закрепленные B шлифовальном абразивном круге параллельно друг другу под углом к оси вращения и подключенные к электронному блоку регистрации, каждый из электродов термопары выполнен пленочным в виде гребенки с высотой зубьев, равной глубине рабочей зоны шлифовального круга, Существенными отличительными признаками предлагаемого устройства относительно прототипа являются следующие, Каждый из электродов термопары выполнен пленочным в виде гребенки с высотой зубьев, равной глубине рабочей зоны шлифовального круга, что улучшает охлаждение торцов электродов и при высокоскоростном шлифовании повышает точность измерения температуры шлифуемой поверхности. Условная постоянная времени охлаждения термопары toxn, с уменьшением которой увеличивается точность измерения, зависит от поперечного сечения торцов электродов, т.е. от массы электродов, Площадь торца электродов уменьшается в основном за счет исполнения электрода в виде гребенки, что уменьшает массу электрода, а следовательно, уменьшает и toxn. Выполнение электродов термопары пленочными в результате уменьшения толщины зубьев гребенки уменьшает toxn, Ширина разрезов между зубьями гребенки составляет менее половины ширины зоны резания, что обеспечивает постоянный контакт зубьев гребенки электродов с зоной резания и уменьшает жесткость пленочных электродов, чем достигается отсутствие ударных взаимодействий со шлифуемой поверхностью.и улучшает качество шлифования.

Высота зубьев, равная глубине рабочей зоны шлифовального круга, обеспечивает постоянную то термопары при допустимом износе шлифовального круга.

На фиг. 1 показан шлифовальной абразивный круг, в котором размещены электроды термопары, выполненные пленочными в виде гребенки с высотой зубьев, равной глубине рабочей зоны шлифовального круга; на фиг, 2 — вид А на фиг. 1.

Устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании содержит шлифовальный абразивный круг 1 и размещенные в нем пленочные электроды 2 термопары в виде гребенки с высотой зубьев, равной глубине рабочей зоны шлифовального круга, которые соединены с электронным блоком регистрации (на фигурах не показан) с помощью соединительных проводов 3 и токосъемника 4. Изолятор 5 между пленочными электродами 2 изготовлен из абразивного материала или керамики.

Пленочные электроды 2 термопары размещены в шлифовальном круге 1 в прорезанных пазах, возможно также размещение изолятора с электродами термопары в шлифовальном круге при его изготовлении. Толщина пленочных электродов 2 микронная, что позволяет снизить условную постоянную времени охлаждения toxn. термопары и увеличивает точность измерения при высокоскоростном шлифовании. Ширина разрезов между зубьями электродов 2 выполнена

1760372 менее половины ширины предполагаемой минимальной зоны резания, что значительно снижает тохл. и повышает точность измерения, а также обеспечивает постоянство контакта зубьев гребенки электродов 2 в зоне резания и определяет уменьшение их жесткости, что обеспечивает повышение качества шлифуемой поверхности, При очередной правке шлифовального круга 1, а следовательно, и пленочных электродов 2 происходит подрезание электродов 2 по рабочему торцу 6 на величину уменьшения в данной точке радиуса шлифовального круга 1, что не влияет на процессе последующих измерений, так как размер зубьев гребенки пленочных электродов 2 термопары по радиусу шлифовального круга I равен толщине рабочей (изнашиваемой) зоны последнего, Устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании работает следующим образом.

При вращении шлифовального круга 1 пленочные электроды 2 периодически замыкаются в зоне резания материалом обрабатываемой детали, образуя термопару, При замыкании пленочных электродов 2 сигнал термоЭДС по соединительным проводам 3 через токосьемник 4 поступает на обработку в блок регистрации, Расположение электродов 2 термопары, выполненных пленочными в виде гребенки с высотой зубьев, равной глубине рабочей зоны шлифовального круга

1 в шлифовальном круге под углом к оси вращения, обеспечивает измерение температуры при шлифовании деталей любой геометрии и размеров, так как при таком расположении электродов 2 замыкаются те рабочие торцы 6 зубьев гребенки электродов, которые оказываются в зоне резания.

Выполнение пленочных электродов 2 ь виде гребенки с высотой зубьев. равной глу5 бине рабочей зоны шлифовального круга 1, улучшает охлаждение торцог. 6 электродов при выходе их иэ зоны оеэания, что дает необходимое быстродействие при измерении и обеспечивает повышение точности

10 при высокоскоростном шлифовании, При этом обеспечивается постоянный контакт пленочных электродов 2 с зоной резания, так как расстояние между зубьями гребенки пленочных электродов 2 составляет менее

15 половины ширины эоны резания.

Измерение температуры поверхности при высокоскоростном шлифовании с помощью предлагаемого устройства повышает точность измерения температуоы при

20 шлифовании, искл1очает случайные сбои при измерении, обеспечивает автоматиэаци|о регулирования процесса шлифования и бездефектность обработки, что позволяет повысить качество шлифования, уменьшить

25 брак.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании, содержащее плоские электроды термопарь ., закреплен30 ные в шлифовальном абразивном круге параллельно друг другу, под углом к оси вращения, и подключенные к электронному блоку регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изме35 рения при высокоскоростном шлифовании, каждый из электродов термопары выполнен пленочным в виде гребенки с высотой зубьев, равной глубине рабочей зоны шлифовального круга.

17б0372.

Составитель М.Постригайло

Техред М, 1Аоргентал Корректор Н,Король

Редактор

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

Заказ 3180 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр л ГКНТ СССР

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