Динамометрический резцедержатель Советский патент 1984 года по МПК B23Q17/08 

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 щарнире, и датчики сил резания в виде тензоэлементов, предназначенные для взаимодействия с резцедержкой 1.

Однако этот резцедержатель имеет щарнирное соединение, т.е. трущуюся пару, закрепленную болтом. Зазоры в щарнире и жесткость соединения зависят от зазора в соединении и силы затяжки, что является субъектив1|ым фактором. Жесткость этого соединения будет колебаться и Под воздействием температурных деформаций элементов конструкции. В процессе эксплуатации щарнирное соединение будет загрязняться, что в свою очередь повлияет на силу трения в щарнире и жесткость конструкции. Перечисленные факторы неконтролируемы и не управляемы. Колебания жесткости конструкции измерительного устройства не только негативно повлияют на качество измерений, то и нарущают основной параметр станкажесткость системы СПИД. Последнее является недопустимым, так как существенно снижает точностные характеристики станка.

Резцедержатель опирается на п-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, X, 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 РХ и 1,действующих по основным осям нагружения,и обеспечить одновременно беспрепятственную передачу силы Р на датчик измерения, повыщая тем самым точ0 ность измерения силовых параметров резания.

Наличие бурта на диафрагме,предназначенного для опоры и крепления резцедержки к телу блока, и резьбового соединения стаканов с резцовым блоком позволя5 ет обеспечить требуемую жесткость динамометрического резцедержателя, а колпачка в стакане - предохранить датчики от загрязнения и влаги, что также повыщает точность измерения и эксплуатационную

стойкость самих датчиков. и

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-щли5 цевым соединением 2 с резцовыми блоками 3, шит 4, фиксирующий блоки 3 в заданном положении, центральный стержень 5, упруго-деформируемый элемент, опирающийся на датчики 6 измерения трех составляющих

Q 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

5 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 температур ных 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, выполg ненный, например, из резины, с отверстием для прохода силовводящего элемента 16 датчика 6. Резец 17 закреплен в резцедержке 7 винтами 18. По основным осям нагру

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