Динамометрический резцедержатель

Динамометрический резцедержатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ РЕЗЦЕДЕРЖАТЕЛЬ , содержащий резцовый блок, в полости которого установлена рез17 цедержка с возможностью перемещения относительно блока, и датчики сил резания, предназначенные для взаимодействия с резцедержкой , отличающийся тем, что,с ие.чью повыщения точности измерения, резцелержка снабжена конусным хвостовиком,на конце которого выполнена упругая диафрагма, расположенная перпендикулярно оси хвостовика и снабженная по периферии буртиком , предназначенным для базирования и Закрепления резцедержки на торце полости резцового блока, кроме того, резцелержаг1.1ь снабжен датчиком силы, установленным соосно с резцедержкой и нредназначенн 1|м дли взаимодействия с диафрагмой. g (Л с: 4 U2.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„;SU„„1071400 А

З(51) В 23 1708

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO 3

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3435869/25-08 (22) 12.05.82. (46) 07.02.84. Бюл. № 5 (72) В. Л.Завацкий, С. В. Беляев и С. В. Сопиков (71) Днепродзержинский ордена Трудового

Красного Знамени индустриальный институт им. М. И. Арсеничева (53) 621.91 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 254164,кл. В 23 Q 17/08, 1970 (прототип). (54) (57) ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИИ РЕЗЦЕДЕРЖАТЕЛЬ, содержащий резцовый блок, в полости которого установлена резцедержка с возможностью перемещения относительно блока, и датчики сил резания, предназначенные для взаимодействия с резцедержкой, от,гичающиися тем, что,с целью повышения точности измерения, резцедержка снабжена конусным хвостовиком.на конце которого выполнена упругая диафрагма, расположенная перпендикулярно ocl.. востовика и снабженная по периферии буртиком, предназначенным для базирования и закрепления резцедержки на торце полости

Ф резцового блока, кроме того, резцедержатель снабжен датчиком силы, установпенным соосно с резцедержкой и предназначенным для взаимодействия с диафрагмой.

1071400

Изобретение относится к станкостроению, а именно к динамометрическим резцедержателям и может быть использовано для адаптивного управления процессом обработки на токарных станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

Известен динамометрический резцедержатель, содержащий резцовый блок, в полости которого установлена резцедержка с возможность@ перемещения относительно блока на шарнире, и датчики сил резания в виде тензоэлементов, предназначенные для взаимодействия с резцедержкой (1).

Однако этот резцедержатель имеет шарнирное соединение, т.е. трущуюся пару, закрепленную болтом. Зазоры в шарнире и жесткость соединения зависят от зазора в соединении и силы затяжки, что является субъективным фа ктором. Жесткость этого соединения будет колебаться и под воздействием температурных деформаций элементов конструкции. В процессе эксплуатации шарнирное соединение будет загрязняться, что в свою очередь повлияет на силу трения в шарнире и жесткость конструкции. Перечисленные факторы неконтролируемы и не управляемы. Колебания жесткости конст рукции измерительного устройства не только негативно повлияют на качество измерений, то и нарушают основной параметр станкажесткость системы СПИД. Последнее является недопустимым, так как существенно снижает точностные характеристики станка.

Резцедержатель опирается на и-е количество тензоэлементов, расположенных по окружности. К днищу стакана они поджимаются винтами, что неизбежно приведет к перекосу резцедержателя. Это дополнительно снизит жесткость конструкции и приведет к несоосному нагружению тензоэлементов, разложению сил на составляющие по горизонтали и вертикали, что существенно снизит точность измерения сил по осям

Z, Х, Y. Кроме того, тензоэлементы не защищены от воздействия на них эмульсии.

Цель изобретения — повышение точности измерения силовых параметров резания и эффективности управления процессом обработки.

Указанная цель достигается тем, что в динамометрическом резцедержателе, включающем резцовый блок,в полости которого установлена резцедержка с возможностью перемещения относительно блока, датчики измерения трех составляющих силы резания, предназначенные для взаимодействия с резцедержкой, резцедержка снабжена конусным хвостовиком с упругой диафрагмой, перпендикулярной оси хвостовика и имеющей бурт по периферии, упирающийся в торец блока и предназначенный для базирования и закрепления резцедержки в полости блока, кроме того, резцедержатель снабжен датчиком силы, установленным соосно с резцедержкой и предназначенным для взаимодействия с диафрагмой, Такое конструктивное выполнение резинового блока позволяет максимально приблизить датчики измерения к зоне резания и обеспечить непосредственное их взаимодействие с упруго-деформируемым элементом, т.е. резцедержкой, что повышает точность измерения силовых параметров резания.

Выполнение упругого-деформируемого элемента в виде резцедержки с коническим хвостовиком и упругой диафрагмой, упирающейся в торец блока, позволяет исключить реактивную составляющую изгибающего момента в месте защемления», влияющую на объективность измерения сил резания Р„и Р,действующих по основным осям нагружейия,и обеспечить одновременно беспрепятственную передачу силы P на датчик измерения, повышая тем самым точность измерения силовых параметров резания.

Наличие бурта на диафрагме, предназначенного для опоры и крепления резцедержки к телу блока, и резьбового соединения стаканов с резцовым блоком позволяет обеспечить требуемую жесткость динамометрического резцедержателя, а колпачка в стакане — предохранить датчики от загрязнения и влаги, что также повышает точность измерения и эксплуатационную

30 стойкость самих датчиков.

На фиг. 1 схематически изображен динамометрический резцедержатель, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Динамометрический резцедержатель содержит корпус 1, связанный зубчато-шлиM цевым соединением 2 с резцовыми блоками 3, винт 4, фиксирующий блоки 3 в заданном положении, центральный стержень 5, упруго-деформируемый элемент, опирающийся на датчики 6 измерения трех составляющих

40 сил резания, и усилитель-преобразователь (не показан). Упруго-деформируемый элемент представляет собой резцедержку 7 с конусным хвостовиком (конусом) 8 и упругой диафрагмой 9, выполненной по периферии с буртом 10, упирающимся в торец

45 блока 3. Упруго-деформируемый элемент установлен в полость 11 резцового блока 3 и крепится к нему с помощью винтов 12.

Датчики 6 выполнены термокомпенсированными (с тем, чтобы отделить деформации, вызванные силой резания от температурных деформаций) и установлены в стаканы

13, связанные с блоком 3 резьбовым соединением. Требуемую жесткость соединения обеспечивают контргайки 14. В полость стакана 13 установлен колпачок 15, выполненный, например, из резины, с отверстием для прохода силовводящего элемента 16 датчика 6.Резец 17 закреплен в резцедержке 7 винтами 18. По основным осям нагру1071400

Составитель В. Алексеенко

Редактор А. Химчук Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 11535/9 Тираж 771 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I жения могут быть установлены два датчика

6 измерения, а два заменены крепежными винтами, однако в этом случае чувствительность измерения будет ниже.

Динамометрический резцедержатель работает следующим образом.

В исходном положении все датчики 8 измерения прижаты стаканами 13 с определенной силой к боковым граням резцедержки 7 и вершине конуса 8. Стаканы застопорены гайками 14 и винтами 12 соответственно.

В момент обработки, при врезан и и резца 17 в заготовку(не показана) сила резания раскладывается на три составляющие, осевую Р„, радиальную Р„и тангенциальную Р,. Главные из них Pz,(действует по касательной к обрабатываемой поверхности) и Р„ (усилие подачи) воспринимаются датчиками 6 измерения, взаимодействующими непосредственно с боковыми гра нями резцедержки 7. Радиальные усилия Р„, направленные вдоль резца 17, воспринимаются датчиком 6 измерения, взаимодействующим непосредственно с вершиной конуса 8 резцедержки 7.

При отсутствии отклонений от геометрических физико-механических параметров заготовки обработка ведется с постоянной величиной подачи. При отклонении величины припуска, твердости материала или затуплении режущего инструмента происходят изменения силового режима обработки. Всле.дствие этого изменяются значения Р», Ру и Pz и сила их воздействия на резцедержку 7 и конус 8. Возникшие изменения воспринимаются датчиками 6. Электрические сигналы с датчиков 6, пропорциональные величинам осевых составляющих сил резания Р„, Р, Р, поступают в усилитель1О преобразователь (не показан) . Усилительпреобразователь выдает сигнал, пропорциональный величине изменения вектора резания. На основании этого система адаптив- . ного управления (САУ) осуществляет кор15 ректировку хода обработки путем изменения величины подачи. Таким образом поддерживается постоянство силового режима в заданных .пределах.

Динамометрически и резцедержатель предлагаемой конструкции позволяет получать информацию о ходе обработки по отклонениям как каждой отдельной составляющей силы резания Р», Р,Рв, так и по их равнодействующей.

Предлагаемое устройство позволяет вести управление процессом обработки по любой из составляющих силы резания и обеспечивает возможность адаптивного управления, повышающего точность обработки в 2-3 раза. !