Стенд для измерения статических и динамических характеристик инструмента в процессе механической обработки

Стенд для измерения статических и динамических характеристик инструмента в процессе механической обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<„>975333

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.05.81 (21) 3284460/25-08с присоединением заявки №вЂ” (51) М, Кл 3

В 23 Q 17/16

Гоо даретееллмл кюмитет (23) Приоритет—

СССР (53) УДК 627.7.08 (088.8) Опубликовано 23.11.82. Бюллетень №43

Дата опубликования описания 28.11.82 оо делам лзебретений и открытий

Н. Ф. Уткин, С. К. Плужников и Н. С. Силин (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ

И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИНСТРУМЕНТА

В ПРОЦЕССЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технике измерения параметров процесса механической обработки, и может быть использовано при исследовании силовых и динамических характеристик инструмента, закрепленного на борштанге или державке.

Известен стенд для исследования процесса обработки глубоких отверстий, содержащий на каретке режущий инструмент со стеблем и наклеенные на наружную поверхность тензорезисторы. Тензорезисторы соединены с измерительной аппаратурой. Обрабатываемый образец крепится в специальной державке. на расстоянии один от другого. По длине стебля выполнены углубления для тензорезисторов и линии проводов, идущих к измерительной аппаратуре (1) .

Однако указанный стенд отличается недостаточной точностью измерений колебаний (крутильных, продольных), так как они определяются путем пересчета значений амплитуд сил резания и крутяшего момента.

Достоверность значений колебаний стебля уменьшается за счет жесткости стебля, т.е. выполнения кольцевых шеек и канавок для подвода линий проводки.

Целью иобретения является расширение номенклатуры исследуемых характеристик и повышение их точности.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде, содержащем борштангу, на одном конце которой установлен режуший инструмент, а второй конец размешен в динамометре, закрепленном на каретке подач, и

1о измерительную аппаратуру, Борштанга выполнена в виде двух концентрично расположенных труб, жестко скрепленных на одном конце с инструментом, а на другом конце трубы связаны между собой через первичный преобразователь, и этот конец закреплен в динамометре. Регистрирующая аппаратура для получения одновременных результатов измерений построена по принципу параллельного действия преобразователя и ди намометра.

На фиг. 1 схематически показан стенд, общий вид; на фиг. 2 — схема размещения первичного преобразователя борштанги и крепления ее в динамометре; на фиг. 3— схема включения тензорезисторов, размешен975333 ных на поверхности первичного преобразователя.

Стенд смонтирован на станке, предназначенном для обработки глубоких отверстий, и состоит из станины 1 и шпиндельной бабки 2, маслоприемника 3, инструмента для обработки отверстий, состоящего из сверлильной (расточной) головки 4 и борштанги 5, каретки 6 подач, в которой закреплен динамометр 7. В динамометре 7 с помощью цангового узла закреплена бор- to штанга 5.

Обрабатываемый образец 8, размещенный во внутренней полости шпиндельной бабки 2 станка, закреплен в патроне 9. На стенде могут иметься измерительные и регистрирующие приборы давления, расхода смазочно-охлаждающей жидкости, подачи инструмента и скорости вращения и т.д., в частности тензостанция 10 и осциллограф 11.

Борштанга 5, на которой закреплен режущий инструмент 4, выполнена из двух концентрично расположенных труб: внутренней 12 и наружной 13. Концы наружной 13 и внутренней 12 труб со стороны крепления инструмента 4 жестко соединены.

На торце свободного конца наружной трубы размещено кольцо 14, а на внутренней трубе 12 расположена втулка 15, жестко связанная с помощью выступов, имеющих наклонные боковые поверхности, с кольцом 14.

Между торцами втулки 15 и гайки 16 размещен одинарный упорный шарикоподшипник 17 для снижения влияния трения на точность измерения: На цилиндрической шейке А втулки 15 наклеены тензодатчики.

Измерение осевой силы резания и крутящего момента осуществляется двухкомпо- З нентным динамометром 7. Механическая схема преобразования выполнена в виде цилиндрической шейки и кольцевой мембраны.

Они являются упругими звеньями первичного преобразователя силы и деформации.

Стенд применяется для исследования процесса обработки отверстий с использованием различных инструментов, например расточных и хонинговальных, плавающих пластин и зенкеров. Предлагаемый стенд выполнен для измерения сил резания и кру- 4> тящего момента и непосредственно их амплитуд колебаний, разгружающих усилий, воздействующих на передний конец стебля, и амплитуд крутильных и продольных колебаний инструмента.

Подготовка стенда к работе состоит в 50 статической тарировке тензодатчиков втулки 15 и динамометра 7.

Конструкция борштанги 7 позволяет широко регулировать продольные и крутильные моменты предварительных усилий и в зависимости от условий проведения исследований обеспечивает раздельное скручивание или осевое сжатие труб 12 и 13 или одновременное создание этих усилий. Это осуществляется посредством вращения гаек 16, которые воздействуют через подшипник 17 и оттарированную съемную втулку 5 на наружную трубу 13. С помощью этих гаек 16 можно уста на вливать различные требуемые усилия. Операция тарировки осевых усилий динамометра осуществляется на станке с помощью эталонных динамометров или вне станка.

Нагружение стебля скручивающим моментом осуществляется посредством мер- ного рычага и тарировочных грузов, размещенных на его свободном конце. Перед снятием грузов и мерного рычага свободный конец наружной трубы 13 жестко фиксируется винтами 18, расположенными по окружности в одном сечении бурта втулки 15.

В процессе механической обработки отверстия образца 8 инструментом 4, на который воздействуют силы резания, возникают продольные и крутильные колебания, приводящие к соответствующим перемещениям труб 13 и 12. 3а счет выполнения двухслойной борштанги (со стороны динамометра) с первичным съемным преобразователем, выполненным, например, в виде указанной втулки 15 и оттарированным на перем щения, можно п новреме; на измерить действующие силы на инструмен" и его перемещения, связанные с колебательным процессом, при сохранении тех же амплитудно-частотных характеристик бор птанги, что и обычно применяемых на операциях механической обработки отверстий. Указанная особенность увели:ивае1 достоверно: ть полученных н экспериментах результатов.

Колебательные перемещения инструмента вызывают в трубах борштанги 5 деформации тензорезнсторов, которые ведут к разбалансу мостовой схемы и появлению сигналов на регистрирующей аппаратуре 10 и 11. Благодаря выполнению параллельного действия регистрирующей аппаратуры обеспечивается повышение надежности и получение одновременных результатов измерений параметров процесса обработки образца.

Стенд позволяет неограниченно расширить номенклатуру исследуемых инструментов, при этом одновременное измерение статических усилий, приложенных к переднему концу борштанги, и сил резания, действующих в процессе резания на инструмент, а также при настройке втулки на измерения крутил ьных и продольных колебаний инструмента, размещенного на конце борштанги, позволяет установить закономерности колебательного процесса упругого звена и определить условия режимов резания без вибраций. Данный стенд применим для экспериментальных исследований развивающихся направлений повышения виброустойчивости инструмента, позволяющих увеличить стойкость инструмента, производи,тельность процесса механической обработки отверстий.

975333

Формула изобретения

Стенд для измерения статических и динамических характеристик инструмента в процессе механической обработки, содержащий борштангу с инструментом, закрепленным на одном ее конце, второй конец которой размещен в динамометре, с первичным съемным преобразователем, закрепленным на каретке, и измерительно-регистрирующую аппаратуру, отличающийся тем, что, с целью расширения номенклатуры исследуемых характеристик борщтанга выполнена в виде двух концентрично расположенных труб, жестко скрепленных на одном конце с инструментом, а на другом расположен динамометр, причем вторые концы труб связаны между собой через первичный съемный преобразователь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ! . Авторское свидетельство СССР № 565780, кл. В 23 В 25/06, 1978.

975333

Составитель В. Влодавский

Техред И. Верес Корректор Н. Король

Тираж 750 Подписное

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 8411/20

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по,делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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