Стенд для исследования процесса обработки глубоких отверстий

Стенд для исследования процесса обработки глубоких отверстий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

О0 ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 565780 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлен(08.09.75 (21) . 2172423/08 (51) M. Кл.

В 23 В 25/06

В 23 И 17/12 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано25,07.77,Бюллетень! № 27 (53) УДК 6,21.951.4-75 2.00 1.5 (088.8 ) (45) Дата опубликования описания)19.08.77 (72) Автор. изобретения

Б. В. Злотницкий

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ

ОТВЕРСТИЙ

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к технике измерения колебаний системы СПИД (станок, приспособление, инструмент, деталь) при обработке т лубоких отверстий.

k С, Известен стенд для,иэмерения величичы и направления радиального перемещения

6 т

Васточнои головки посредством тензометрической аппаратуры, состоящий из связанной со шпинделем горизонтального сверлиль- g но-расточного станка трубы, в которой закреплена растачиваемая втулка, Расточная головка соединена резьбой со стеблем и имеет поверхности, на которые опираются тензобалки с тензорезисторами(1), И

; Однако этот стенд не обеспечивает достаточной точности измерения колебаний, используя косвенный метод измерения, состоящий в передаче сигналов возникающих деформаций через вспомогательные тенэо- 20 балки, опирающиеся на поверхности расточ, ной головки, обладающие инерцией и имею щие контактное трение, Кроме того, стенд имеет узкий диапазон измерения только одного вида инструмента — расточной го- р5

2 ловки — и проводит замеры при одном по длине положении !стебля.

Известен стетщ, установленный на горизонтально-сверлильном станке, содержащий обрабатываемую деталь и стебель со сверлом, закрепленный в каретке задним концом, па котором расположены тензореэисторы(2).

Этот стенд отличается повышенной точ-ностью измерения колебаний, но также имеет узкий диапазон измерений, так как снятие сигналов деформаций ведется в одном сечении на заднем конце стебля и па раметры вибраций режущего инструмента определяются путем пересчета значений амплитуд крутильных, продольных и изгиб ных колебаний, т,.е, косвенным методом, уменьшающим достоверность значений па раметров вибраций!режущей кромки инструмента. Кроме того, на стенде невозможнст повторение опыта при постоянных факторая эксперимента: однородности материала детали, постоянной жесткости стебля, оди-т иаковых условиях наладки станка.

565780

Пель изобретения — расширение диапазона исследуемых точек и сечений системы СПИД„увеличение числа одновременно регистрируемых величин, повышение точности определения параметров вибраций и измеряемых величин, Для этого предлагаемый стенд содержит державку с установленными перпендикулярно ее оси на заданном расстоянии один от другого сменными опытными образцами и стебель режущего инструмента в виде полой трубы, по всей длине которой в углублениях группами установлены тензорезисторы.

Образцы выполнены коническими и снабжены с двух сторон л сками, плоскости которых перпендикулярны оси державки, Державка состоит из жестко соединенных между собой секций, с одного торца каждой из ко орых вблизи образца уста- 20 новлена коццукторная втулка, а стебель имеет на наружной поверхности кольцевые проточки для установки тензорезисторов и продольные канавки для выводных линий к измерительным приборам. 25

Измерения производят как непосредственно у режущего инструмента, т.е. на переднем конце стебля, так. и в других его сечениях по длине синхронно с регистрацией колебаний детали, приспособлений и узлов ста ка, Точность воспроизведения сигналов измеряемых деформаций стебля, идентична точности, обеспечиваемой тензобалкой тарировочного устройства тензостанции, а 35 конструкция стенда позволяет повысить точность экспериментальных данных путек повторных опытов при постоянной характеристике элементов упругой системы

СПИД и постоянных физико-механических 4G свойствах обрабатываемых образцов, На фиг, 1 изображен описываемый стенд, общий вид; на фиг. 2 — цилиндрическая державка; на фиг, 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — йзрез Б-Б на фин, 3; на фиг. 5 — стебель режущего ин струмента;.на фш:. 6 — разрез В-В на фиг", 5; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 — вид Д на фиг, 6; на фиг. 9разрез Е-Е на фиг. 5; на фиг. 10 — частич- ? ные сечения по Ж-Ж, И-И, K-К, Л-Л, М-М на фиг. 5.

Стенд СМОРтирован на горизонтальном сверлильно-оасточном станке и состоит из станины 1, шпиндельной бабки 2, в которой установлена державка 3 с опытными образцами 4 и коническими пробками 5, опирающаяся на люнеты 6. В подающей каретке 7 закреплен стебель 8 режущего инструмента 9, опирающийся на стойки 14, Стебель 8 проходит в державку 3 через маслоприемник 11. На державке 3 установлена кольцевая тензостанция 12, на " станине — счетчик 13 оборотов державки

3, на стебле 8 — токосъемное устройство

14. Стенд также. содержит втулку 15 с дифманометром 16 и прозрачный стакан

17, например из оргстекла в металлическом каркасе, На стенде имеются измерительные и регистрирующие приборы давления 18, расхода 19 и температуры 20 смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).

На шпицдельной бабке 2, подающей каретке 7, люнетах 6, стойках 10, маслоприемнике 1 1 установлены виброизмерительные приборы 21. Линии проводки 22 от тензорезисторов экранированы и идут через шаровой разъем 23 к тензостанциям и осциллографу.

Полая цилиндрическая державка 3 (фиг. 2) состоит из жестко соединенных между собой секций 24, в каждой из которых на заданном расстояьии друг от дру га имеются конические отверстия 25 для установки в них сменных опытных образцов 4 и конических пробок 5. Образцы 4 (фиг. 3) изготовляют из одного прутк@ маl териала, они имеют одинаковые физико-, механические свойства и расцоложены в диаметральной шцэскости державки 3, На образцах с двух сторон, параллельно оси, выполнены лыски 26 для обеспечения правильного входа и выхода режущего инструмента 9. В каждой секции 24 державки

3 с торца вблизи образца 4 расположены запрессованные .-закаленные кондуктор/ пые втулки 27 (фи1 . 4), для направления режущего инструмента 9, При необходимости определения частоты собственных крутильных колебаний стебля 8, например при глубоком сверлении, в частично засверленном образце 4 (фиг. 3,4) делается окно 28 с размером сектора 90, создаю щее прерывистое резание, Стебель 8 (фиг, 5) режущего инструмента 9 выполнен в виде цилиндрической полой трубы, в которой на заданном расстоянии друг от друга по всей длине в углублениях группами установлены и загерметизированы с помощью двух полувтулок 29 (фиг, 6 и 7 ), тензорезисторы

30 и опорные планки 31 (фиг, 8, кольцо

29 снято).

В первом от режущего инструмента 9 сечении В-B стебля 8 (фиг. 5) распела гают тензорезисторы 30 крутильных коле баний, продольных и изгибных (поперечных), в вертикальной и в горизонтальной плос костях, а в следующих сечениях — тензо565780 резисторы 30 только изгибных колебаний в вертикальной. и горизонтальной плоскостях. В последнем перед шаровым разъемом 23 сечении М-М стебля 8 располагают такие. же тенэорезисторы 30, как и; в первом сечении. Линии экранированнойпроводки 22 (фиг. 8,10) от тензорезисто-; ров 30 проходят по продольным канавкам

32 (фиг. 9) расположенным под угломер равным 120, и по всей длине стебля.8 эагерметизированы, например, эпоксидным компаундом 33 (фиг, 10).

Стенд применяют для исследования процесса обработки глубоких отверстий с использованием сверлильных, расточных и хонинговальных головок, зенкеров, разверток, плаваюших пластин, раскаток и других инструментов, Подготовка стенда к работе состоит в статической тарировке тензорезисторов

30 стебля 8 и определении частоты собственных колебаний его в динамическом режиме при прерывистом резании специального образца 4, имеющего окно с размером сектора ФО (фиг. 3), б, Статическая тарировкЬ производится нагружением стебля 8 в свободном состоя« нии или при введении его с режущим ин струментом 9 в державку 3 нагружением через конусные отверстия 25. о

Для обеспечения однородности физико,.

1еханических свойств образцов пруток материала предварительно подвергают требуемой термической обработке, механическим испытаниям, химическому анализу и контрольной проверке на макро- и микроструктуру, Стенд настраивают на последователь- . ное резание образцов 4, установленных:. в отверстиях 25 по всей длине державки.

3, или на резание образцов 4, заменяе-.. мых поочередно в выбранном для эксперимента сечении. Отработанные образ-. цы 4 заменяют в тех же гнездах державки 3 на новые и обрабатывают их при том же вылете стебля 8, т,е. при постоянной: упругой характеристике его без переналадки станка. Установка и замена образ» цов 4 в державке 3 производится эапрес» совкой и выпрессовкой их, например, на- кладным приспособлением с винтовым силовым,. устройством.

При неврашаюшейся державке 3 и вращающемся стебле 8 разность давлений до и после режущего инструмента 9 определяют с помощью втулки 15 (фиг. 1), а направление и характер движения, струйного потока в торцовой части режущего инструмента 9 в статическом и динами

29

6 ческом режиме визуально с помощью прозрачного стакана 17 (фиг. 1). При необходимости втулка 15 и стакан 17 могут присоединяться непосредственно к маслоприемнику 11. Давление, pacxort и темпе» ратуру СОЖ определяют приборами 18-20 (фиг. 1), присоединяемыми в заданных се» чениях через конические пробки 5, для которых используют отработанные опытные образцы 4 с просверленными в осевом на правлении присоединительными отверстияма (фиг, 1 ) . Сигналы измеряемых деформа- . ций вращающегося стебля 8 (фиг. 1) пере дают токосъемным устройствам 14.

При вращающейся державке13 и неврашаюшемся стебле 8 давления и температуры СОЖ измеряют теми же приборами

18 и 20 (фиг. 1), установленными на напорной линии маслоприемника 11, Крутильные колебания державки 3 измеряют кольцевой тензостанцией 12 (фиг. 1), а число оборотов - счетчиком 13 оборотов (например, типа радиоантенны). форму колебаний узлов станка при резании опреде» ляют на вибрационном режиме в заданных точках, например, на шпиндельной бабке 2 (фиг. 1), подающей каретке 7, маслоприем нике 11, стойках 10, люнетах 6 виброизмерительными приборами 21. Измерения на стенде производят автономно илг комплексно по всем точкам замера параметров процесса и колебаний системы СПИД. Пульт управления позволяет коммутировать требуемое сочетание регистрируемых параметров процесса обработки глубоких отверстий.

Дпина державки 3 (фиг. 1) может варьироваться путем жестко присоединяемых секций 24 (фиг. 2), например, посредством резьбы (фиг. 4).

Стенд позволяет определять влияние деформаций, формы колебаний и амплитудно-частотной характеристики вибраций упругой,системы СПИД на кривизну оси глу» бокого отверстия, так как воздействие этих факторов на процесс резания проявляется через ориентирование и направление режущего инструмента 9 относительно поверхности обрабатываемого отверстия.

На заключительной стадии исследований вместо державки 3 на стенде устанавливаМт деталь, типа вала с требуемым отноше.:нием длины к диаметру. !

Комплексное измерение колебаний систе мы СПИД позволяет получить зависимость поведения режущего инструмента 9 от статической и динамической устойчивости1стебля 8, его упругих связей, обусловленных степенью затяжки креплений в маслоприем- нике 11, промежуточных стойках 10, подающей каретке 7.

56578О

Одновременное измерение форм колебаний узлов станка, вспомогательных -приспособлений, обрабатываемой детали и вибраций режущего инструмента 9 позволяет установить закономерности взаимодействия системы СПИД и процесса резания и определить услбвия безвибрационной обработки глубоких отверстий, увеличить стойкость йнструмента, повысить производительность процесса резания.

Использование в качестве экспериментального материала небольших по размерам образцов 4 вместо деталей типа валов и втулок экономит, метала или другой испы» т . тиваемый материал.

Формула изобретения

1. Стенд для исследования процесса. об работки глубоких отверстий, содержащий . установленный на каретке режущий инструмент со стеблем и тензорезисторами, соеди» пенными с измерительными .приборами, а также установленную в-шпиндельной бабке державку, î т л и ч а ю шийся

8 тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазока измерений, державка выполнена, в виде полого цилиндра с установленными в ней опытными образцами, расположенными перпендикулярно оси державки и на заданном расстоянии один от другого, при этом по длине стебля выполнены углубления, например кольцевые проточки, в которые герметично и заподiO лицо вмонтированы тензорезисторы.

2, Стенд по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что образцы выполнены коничес» кими и снабжены с двух сторон лысками, плоскости которых перпендикулярны оси

iS державки.

Э.Стендпоп. 1, отличающийс я тем, что державка выполнена состав-: ной, с одного торца каждой из секций ко

-торой установлена кондукторная втулка.

29

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

-1. Авторское свидетельство ¹ 420434, кл. В .23 Д 17/16, 1974. и 2М:танки и инструмент, 1968. ¹ 12 с. 26.

E — Е

®В,, Составитель В. Пегов

Редактор В. Дибобес Техред О. Луговая Корректор М. немчик

Заказ 2269/8 Тираж .1207 . Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4