Стенд для контроля качества сборного металлорежущего инструмента

 

Изобретение относится к машиностроению, точнее - к обработке металлов резанием. Цель изобретения - повышение надежности работы стенда, расширение диапазона режимов его работы и возможности работы как в статическом, так и в динамическом режиме, ускорение обработки экпериментальных данных путем автоматизации испытаний. Это достигается тем, что устройство также снабжено двумя плитами, поворотным устройством, осью, дросселирующим гидрораспределителем и блоком обработки, регистрации информации и управления процессом контроля. Первая плита установлена неподвижно на основании, вторая - с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности первой плиты. На контактирующих поверхностях плит выполнены взаимно перпендикулярные зубья, на противоположной поверхности второй плиты - радиальные зубья. Поворотное устройство установлено с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости контактирующих поверхностей плит, и на его поверхности, контактирующей с поверхностью второй плиты, выполнены первые радиальные зубья, контактирующие с радиальными зубьями второй плиты, и вторые радиальные зубья, выполненные на поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства. Ось установлена внутри поворотного устройства и на ее поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства, выполнены зубья, контактирующие со вторыми радиальными зубьями поворотного устройства. В оси выполнено отверстие в плоскости, параллельной плоскости вторых радиальных зубьев, и в нем установлен гидроцилиндр. Дросселирующий гидрораспределитель соединен с блоком питания гидроцилиндра и включает первую гидролинию, соединенную с гидролинией между насосом и дросселирующим устройством, и вторую гидролинию, соединенную с гидролинией между дросселирующим устройством и направляющим распределителем. Блок обработки и регистрации информации и управления процессом контроля электрически соединен с датчиками перемещения и силы. 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к обработке металлов резанием, и может использоваться при контроле режущего инструмента.

Известен стенд для контроля качества сборного инструмента [1], содержащий основание с устройством для закрепления режущего инструмента, представляющим собой корпус с установленной в нем державкой и закрепленной на ней режущей пластиной, воспринимающей силу резания от нагружающего устройства, выполненного в виде штока гидроцилиндра, соединенного с упорным наконечником и измерительным устройством.

При контроле режущая пластина не изнашивается. Устройство позволяет производить контроль всех выпускаемых инструментов, уменьшается трудоемкость проведения испытаний, не требуется расход металла на изготовление специальных образцов и расход электроэнергии на привод вращения заготовки при резании.

Недостатки - невысокая точность контроля качества, отсутствие данных о действительном направлении и величине деформации режущей кромки в этом направлении, а также невозможность изменения силы, развиваемой нагрузочным устройством по заданному закону, что снижает производительность, надежность и точность измерения, ухудшает сравнимость получаемых результатов и стабильность показаний.

Наиболее близким к изобретению является стенд для контроля качества сборного металлорежущего инструмента, содержащий основание, установленные на нем устройство для закрепления сборного металлорежущего инструмента и кронштейн, гидроцилиндр, расположенный на кронштейне и включающий шток, динамометр и упорный наконечник, блок питания гидроцилиндра, выполненный в виде насоса, дросселирующего устройства, направляющего распределителя и гидролиний, и измерительное устройство, включающее датчики перемещения и силы [2].

Недостатком известного стенда является низкая производительность, надежность контроля и ограниченная область применения.

Целью изобретения является повышение производительности, надежности контроля и расширение области применения за счет программного управления нагружающей силой с помощью гидропривода и ЭВМ и применения нагружающего устройства, которое может изменять направление воздействия силы на резец.

Это достигается тем, что стенд для контроля качества сборного металлорежущего инструмента дополнительно снабжен двумя плитами, поворотным устройством, осью, дросселирующим гидрораспределителем и блоком обработки, регистрации информации и управления процессом контроля, первая плита установлена неподвижно на основании, вторая с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности первой плиты, на контактирующих поверхностях плит выполнены взаимно перпендикулярные зубья, на противоположной поверхности второй плиты - радиальные зубья. Поворотное устройство установлено с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости контактирующих поверхностей плит, и на его поверхности, контактирующей с поверхностью второй плиты, выполнены первые радиальные зубья, контактирующие с радиальными зубьями второй плиты, и вторые радиальные зубья, выполненные на поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства. Ось установлена внутри поворотного устройства, и на ее поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства, выполнены зубья, контактирующие со вторыми радиальными зубьями поворотного устройства. В оси выполнено отверстие в плоскости, параллельной плоскости вторых радиальных зубьев, и в нем установлен гидроцилиндр. Дросселирующий гидрораспределитель соединен с блоком питания гидроцилиндра и включает первую гидролинию, соединенную с гидролинией между насосом и дросселирующим устройством, и вторую гидролинию, соединенную с гидролинией между дросселирующим устройством и направляющим распределителем. Блок обработки и регистрации информации и управления процессом контроля электрически соединен с датчиками перемещения и силы.

На фиг.1 представлен стенд, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.1; на фиг. 5 - вид по стрелке Г на фиг.1; на фиг.6 - принципиальная гидросхема стенда; на фиг.7 - блок-схема стенда.

Стенд для контроля качества сборного металлорежущего инструмента содержит основание 1, установленные на основании устройства 2 для закрепления сборного металлорежущего инструмента 3 с механически закрепленной режущей пластиной 4 и кронштейн 5. Первая плита 6 жестко соединена с кронштейном 5 и основанием 1. Вторая плита 7 установлена с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности первой плиты 6. На контактирующих поверхностях плит 6 и 7 выполнены взаимно перпендикулярные зубья 8, на противоположной поверхности второй плиты 7 - радиальные зубья 9.

Поворотное устройство 10 выполнено с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости контактирующих поверхностей плит 6 и 7, На поверхности поворотного устройства 10, контактирующей с поверхностью второй плиты 7, выполнены первые радиальные зубья 11, контактирующие с радиальными зубьями 9 второй плиты 7. На поверхности поворотного устройства 10, перпендикулярной плоскости его поворота, выполнены вторые радиальные зубья 12.

Внутри поворотного устройства 10 установлена ось 13 и на ее поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства 10, выполнены зубья 14, контактирующие со вторыми радиальными зубьями 12 поворотного устройства 10. В оси 13 выполнено отверстие 15 в плоскости, параллельной плоскости вторых радиальных зубьев 12, и в нем установлен гидроцилиндр 16, имеющий шток 17, на котором закреплен динамометр 18 с датчиком 19 силы и упорный наконечник 20.

Блок питания гидроцилиндра 16 выполнен в виде насоса 21, дросселирующего устройства 22, направляющего распределителя 23, дросселирующего гидрораспределителя 24 и соединяющих их гидролиний. Дросселирующий гидрораспределитель 24 содержит регулирующий дроссель 25, состоящий из иглы 26, взаимодействующей с отверстием 27, и электрокатушки 28, взаимодействующей с иглой 26. Гидролинии 29 и 30 соединены с отверстием 27 и торцом золотника 31.

Пружина 32 взаимодействует со вторым торцом золотника 31. Турбинка 33 жестко соединена с золотником 31. Первая гидролиния 34 соединена с гидролинией 35 между насосом 21 и дросселирующим устройством 22 и с гидролиниями 29 и 30. Вторая гидролиния 35 соединена с гидролинией 36 между дросселирующим устройством 22 и направляющим распределителем 23 и с дросселирующим гидрораспределителем 24.

С режущей пластиной 4 жестко соединена измерительная пластина 37, которая взаимодействует с датчиком 38 перемещения. Блок 39 обработки и регистрации информации и управления процессом контроля содержит электрически соединенные между собой датчики 38 перемещения, датчик 19 силы, мультиплексор 40 аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь 41, ЭВМ 42, цифроаналоговый преобразователь 42, электрокатушку 28 и звуковой генератор 44.

Гидролиния 45 соединена с дросселирующим гидрораспределителем 24 и гидробаком 46, гидролиния 47 - с регулирующим дросселем 25 и гидробаком 46.

Стенд работает следующим образом.

При поступлении сигнала от ЭВМ на цифроаналоговый преобразователь 43 сигнал с него подается на электрокатушку 28. В зависимости от этого сигнала смещается игла 26 регулирующего дросселя 25 дросселирующего гидрораспределителя 24. Для снижения трения золотника 31 на электрокатушку 28 подается также переменное напряжение от звукового генератора 44, что сообщает золотнику 31 осциллирующее движение.

В зависимости от смещения золотника 31 дросселирующего гидрораспределителя 24 рабочая жидкость подается в гидроцилиндр 16, воздействующий на динамометр 18 с датчиком 19 силы и на режущую пластину 4 с измерительной пластиной 37. В зависимости от смещения режущей пластины 4 меняется сигнал, поступающий от датчика 38 перемещений. Этот сигнал поступает на мультиплексор 40 аналоговых сигналов и далее - на аналого-цифровой преобразователь 41, через который сигнал поступает на ЭВМ 42. Сигнал от датчика 19 силы динамометра 18 также поступает через мультиплексор 40 аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь 41 на ЭВМ 42, которая управляет работой мультиплексора 40 аналоговых сигналов и аналого-цифрового преобразователя 41. Обработанная информация на ЭВМ 42 поступает на ее устройство вывода данных (на экран дисплея или на печатающее устройство).

Гидроцилиндр 16 с упорным наконечником 20 воздействует на режущую пластину 4, может поворачиваться вместе с осью 13 и фиксироваться зубьями 12 и 14. В свою очередь ось 13 вместе с поворотным устройством 10 может поворачиваться относительно второй плиты 7 и фиксироваться зубьями 9 и 11. Плоскость, в которой поворачивается гидроцилиндр 16 вместе с осью 13 и поворотным устройством 10. Вторая плита 7 может перемещаться относительно плиты 6 в двух взаимно перпендикулярных направлениях и фиксироваться с помощью взаимно перпендикулярных зубьев 8. Такое изменение положения гидроцилиндра 16 с упорным наконечником 20 дает возможность определить перемещение режущей пластины при различных режимах резания.

Рабочая жидкость подается из гидробака 46 насосом 21 через дросселирующее устройство 22 и направляющий распределитель 23 к гидроцилиндру 16. По первой гидролинии 34 до дросселирующего устройства 22 рабочая жидкость подается по гидролиниям 29, 30 для управления золотником 31. Во второй гидролинии 35 после дросселирующего устройства 22 рабочая жидкость подается к золотнику 31 дросселирующего гидрораспределителя 24. Таким образом, давление в гидролинии 34 и гидролиниях 29 и 30 не зависит от давления в гидролинии 35 и в гидроцилиндре 16. Турбинка 33 сообщает золотнику 31 вращательное движение для снижения трения.

При перекрытии иглой 26 отверстия 27, что имеет место при перемещении иглы 26 вниз, давление в гидролиниях 29 и 30 повышается и золотник 31 под действием этого давления опускается, соединяя гидролинию 35 со сливной гидролинией 45. При этом давление в гидроцилиндре 16 снижается. При перемещении иглы 26 вверх гидролинии 29, 30 соединяются с гидролинией 47, давление в гидролиниях 29 и 30 понижается и под действие пружины 32 золотник 31 поднимается, перекрывая гидролинию 35. При этом давление в гидроцилиндре 16 повышается. Положение иглы 26 зависит от тока в электрокатушке 28.

Повышение производительности, надежности контроля и расширение области применения достигается за счет программного управления нагружающей силой с помощью гидропривода и ЭВМ и применения нагружающего устройства, которое может изменять направление воздействия силы на резец. Время испытаний и получение результатов сокращено с 10-15 дней до 2-3 ч.

Формула изобретения

СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СБОРНОГО МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, содержащий основание, установленные на нем устройство для закрепления сборного металлорежущего инструмента и кронштейн, гидроцилиндр, установленный на кронштейне и включающий шток, динамометр и упорный наконечник, блок питания гидроцилиндра, выполненный в виде насоса, дросселирующего устройства, направляющего распределителя и гидролиний, и измерительное устройство, включающее датчики перемещения и силы, отличающийся тем, что он снабжен двумя плитами, поворотным устройством, осью, дросселирующим гидрораспределителем и блоком обработки, регистрации информации и управления процессом контроля, первая плита установлена неподвижно на основании, вторая - с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности первой плиты, на контактирующих поверхностях плит выполнены взаимно перпендикулярные зубья, на противоположной поверхности второй плиты выполнены радиальные зубья, поворотное устройство установлено с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости контактирующих поверхностей плит, и на поверхности его, контактирующей с поверхностью второй плиты, выполнены первые радиальные зубья, контактирующие с радиальными зубьями второй плиты, и вторые радиальные зубья, выполненные на поверхности, перпендикулярной к плоскости поворота поворотного устройства, ось установлена внутри поворотного устройства и на ее поверхности, перпендикулярной к плоскости поворота поворотного устройства, выполнены зубья, контактирующие с вторыми радиальными зубьями поворотного устройства, в оси выполнено отверстие в плоскости, параллельной плоскости вторых радиальных зубьев, и в нем установлен гидроцилиндр, дросселирующий гидрораспределитель соединен с блоком питания гидроцилиндра и включает первую гидролинию, соединенную с гидролинией между насосом и дросселирующим устройством, и вторую гидролинию, соединенную с гидролинией между дросселирующим устройством и направляющим распределителем, а блок обработки, регистрации информации и управления процессом контроля электрически соединен с датчиками перемещения и силы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7