Устройство для активного контроля среднего диаметра резьбы деталей на резьбошлифовальном станке
Владельцы патента RU 2397061:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)
Устройство содержит узел отсчета отклонений обрабатываемой детали от эталонной, механизм базирования и измерительное устройство с преобразователем, имеющим измерительный наконечник. Для расширения технологических возможностей за счет контроля изделий, имеющих прерывистую резьбовую поверхность, измерительное устройство снабжено подвижной платформой, на которой установлена направляющая качения с зажимом для фиксации подвижной каретки, на которой закреплен преобразователь, причем направляющая качения предназначена для расположения параллельно оси центров станка. Зажим может быть выполнен в виде винта, установленного с возможностью прижатия к основанию зажима двух плоских пружин, закрепленных неподвижно на основании зажима и на подвижной каретке соответственно. Наконечник преобразователя выполнен с рабочей частью, равной половине шага контролируемой резьбы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и инструментальным производствам и предназначено для активного контроля среднего диаметра наружной резьбы при резьбошлифовании деталей типа метчиков, резьбовых калибров, ходовых и микрометрических винтов, прецизионных болтов, винтов, шпилек и других изделий с минимальными допусками на средний диаметр 2…4 мкм и любым числом выступов, начиная с одного.
Известно устройство для активного контроля рабочего диаметра резьбы и постоянства контроля в процессе шлифования ходовых винтов с полукруглым и арочным профилем (Высоцкий А.В., Карпович И.Б. и др. Приборы для автоматического управления обработкой на металлорежущих станках. - М.: Машиностроение, 1995, с.183…187, рис.4.32-4.34). Устройство выполнено в виде трехконтактной навесной скобы с индуктивным преобразователем, механизма подвески и электронного блока управления, оснащенного средствами визуальной индикации отклонений контролируемого параметра. Базирующие и подвижный наконечники выполнены в виде цилиндров, оси которых пересекаются под прямым углом с осью контролируемого винта. Расстояние вдоль оси винта между диаметрально расположенными наконечниками равно половине шага резьбы, средний диаметр контролируемой детали определяется по расчетным формулам (аналог).
Недостатками аналога являются невозможность контроля прерывистой резьбовой поверхности. Имеющийся недостаток обусловлен тем, что в данном устройстве отсутствуют элементы (гидравлические, поршневые, лопастные или другого принципа действия), ограничивающие западание базирующих и измерительного наконечников в разрыв поверхности таких резьбовых деталей, как, например, метчики.
Известно также устройство для активного контроля диаметра резьбы при резьбошлифовании, содержащее измерительные элементы и опорный элемент, выполненные в виде цилиндрических наконечников, установленных перпендикулярно к плоскости скобы, причем торцы измерительных наконечников выполнены плоскими, а торец опорного наконечника выполнен полусферической формы (см. а.с. №2032523, М. кл. В24В 49/00, Бюл. №6, 10.04.95) (прототип).
Основным недостатком этого измерительного устройства также является невозможность его использования для измерения среднего диаметра метчиков. Как известно, метчики в инструментальном производстве изготовляют в больших количествах, а операция резьбошлифования обладает значительной трудоемкостью и наличием брака по среднему диаметру резьбы. Автоматизация измерений геометрических параметров режущего инструмента - метчиков, имеющих прерывистую резьбовую поверхность, затылование режущих зубьев и обратный конус по среднему диаметру и другие особенности, является сложной технической задачей, причем суммарная погрешность измерения устройства активного контроля не должна превышать допустимой погрешности, которая предъявляется к универсальным средствам измерения ∑Δи≤(0,12…0,3)Т.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения активного контроля среднего диаметра резьбы изделия, имеющего прерывистую резьбовую поверхность (например, метчик).
Решение указанной задачи достигается тем, что в известном устройстве для активного контроля среднего диаметра резьбы при резьбошлифовании, содержащем узел отсчета, механизм базирования и измерительное устройство с преобразователем, имеющим измерительный наконечник, согласно изобретению измерительное устройство содержит подвижную платформу, на которой установлена направляющая качения с зажимом для фиксации подвижной каретки, на которой закреплен преобразователь, причем направляющая качения расположена параллельно оси центров станка.
Зажим выполнен в виде винта, установленного с возможностью прижатия к основанию зажима двух плоских пружин, закрепленных неподвижно на основании зажима и на подвижной каретке соответственно.
При этом наконечник преобразователя выполнен с рабочей частью, равной половине шага контролируемой резьбы.
На чертеже представлена принципиальная схема заявляемого устройства.
Устройство содержит узел отсчета 1, механизм базирования 2 и измерительное устройство 3 с подвижной платформой 4, винтом 5 и арретиром 6. На подвижной платформе 4 установлена направляющая качения 7 с трением качения и зажимом, состоящим из винта 8, двух плоских пружин 9 и 10 и основания 11. Одна плоская пружина 9 закреплена на подвижной каретке 12 направляющей качения 7, а вторая пружина 10 закреплена неподвижно на основании 11 зажима. Такая схема зажима исключает микросмещения в момент фиксации каретки 12 и установленного на ней преобразователя 13, обеспечивающего возможность контроля среднего диаметра резьбы с прерывистыми поверхностями, например, метчиков 14, устанавливаемых в центрах резьбошлифовального станка.
Наконечник 15 преобразователя 13 выполнен с рабочей частью, равной половине шага резьбы, и закреплен на измерительном стержне преобразователя 13.
Узел отсчета 1 соединен кабелем 16 с преобразователем 13. Подвижная платформа 4 соединена с помощью, например, шарнира 17 с механизмом базирования 2, который установлен на станину 18 резьбошлифовального станка.
Устройство работает следующим образом.
Арретиром 6 отводят измерительное устройство 3 в нерабочее положение (вверх). В центра станка устанавливают эталонную деталь 14 (метчик) с известным средним диаметром резьбы. Желательно, чтобы средний диаметр резьбы эталонной детали находился в середине поля ее допуска. Винт 8 зажима фиксирует каретку 12 с преобразователем 13. На измерительный стержень преобразователя 13 устанавливается наконечник 15 с толщиной, равной половине шага резьбы, изготавливаемый с допуском на размер±0,2 мкм (как у концевых мер длины). Арретиром 6 измерительное устройство 3 плавно опускается вниз так, чтобы наконечник 15 преобразователя 13 вошел во впадину резьбы до соприкосновения с ее поверхностью. Для этого воспользуемся настроечным винтом 5, который обеспечивает точное перемещение измерительного устройства 3. Винтом 5 преобразователь 13 устанавливается в положение, когда указатель узла отсчета будет установлен против нуля шкалы. В таком положении фиксируются наконечник 15 преобразователя 13, настроечный винт 5 и каретка 12. Арретиром 6 измерительное устройство 3 отводится вверх. Эталон 14 снимают, а на его место устанавливают заготовку с припуском. Измерительное устройство 3 опускают плавно после съема 2/3 припуска. Для более точной установки наконечника 15 по профилю резьбы обрабатываемого метчика в момент нахождения его на выступе прерывистой поверхности можно кратковременно расфиксировать каретку 12 винтом 8. Шлифование осуществляется до момента совпадения указателя узла отсчета с нулем шкалы. Измерительное устройство 3 отводится в нерабочее положение, снимается деталь 14 и ставится на ее место следующая заготовка.
По разработанной схеме устройства для активного контроля среднего диаметра резьбы при резьбошлифовании был конструктивно разработан и изготовлен опытный образец прибора, который был отлажен и экспериментально проверен в лабораторных условиях при контроле метчиков M14×2 при минимальных оборотах детали. Лабораторные исследования подтвердили, что поставленная в изобретении задача решена.
Устройство обеспечивает возможность прямого измерения среднего диаметра резьбы при активном контроле резьбовых прерывистых поверхностей.
1. Устройство для активного контроля среднего диаметра резьбы деталей на резьбошлифовальном станке, содержащее узел отсчета отклонений обрабатываемой детали от эталонной, механизм базирования и измерительное устройство с преобразователем, имеющим измерительный наконечник, оличающееся тем, что оно снабжено подвижной платформой, на которой установлена направляющая качения с зажимом для фиксации подвижной каретки, на которой закреплен преобразователь, причем направляющая качения предназначена для расположения параллельно оси центров станка.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зажим выполнен в виде винта, установленного с возможностью прижатия к основанию зажима двух плоских пружин, закрепленных неподвижно на основании зажима и на подвижной каретке соответственно.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наконечник преобразователя выполнен с рабочей частью, равной половине шага контролируемой резьбы.
