Устройство для измерения составляющих силы резания при зубофрезеровании Советский патент 1985 года по МПК G01L1/26 

fpue.f Я

. V

1У IS Нг П206 leff Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано до-ш измерения составляющих силы резания при зубофрезеровании цилиндрических зубчатых колес. Известно устройство для измерения составляющ1-1х силы резания при зубофрезеровании, на оправке которого размещена фреза с возможностью взаимодействия с деформируемым элементом, несущим датчики. В качестве деформируемого элемента ис- пользу1отся латунные измерительные столбики, на которые йанесены проволочные датчики сопротивления 1J НедостаткЕ&ш этого устройства ЯВЛЯ50ТСЯ .невысокая точность, а также тОу что им -можно производить только измерение крутящего момента и осевого yci-шиЯф Целью изобретения является цо- вышение точности измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания,: . I Поставленная цель достигается ТЕМ, что в устройстве для измерё- . ПИЯ составляющих силы резания при зубофрезеровании, на оправке которого размещена фреза с. возможностью взаимодействия с деформируемыми элементами, несущими датчики, после ние выполнены в виде четырех сикмет рично расположенных на оправке выст пов, в каждом из Которых в направле нии трех осей координат образованы три паза, а взаимодействие фрезы с деформируемыми элементами осуществл ется посредством введенных в устрой ство втулки с четырьмя внутренними продольньп 1и выступами, шариков и плоских клиньев, причем между кажд . парой выступов оправки и втулки с одной стороны зажаты -с натягоМ шарики , а с другой - расположены .гоюские клинья. .- . На фиг. 1 схематически изображен устройство, общий вид;, на фиг. 2 форм1-1руемые элементы в виде выступо на оправкеJ на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1. Устройство состоит из оправки 1 на которой закрепляется фреза 2. В оправке образованы четыре симметрич но расположенные по окружности продольные выступы 3, в теле каждого из которых выполнены три паза 4-6 соответственно по одному на каждое направление координатной оси. Образ ванные пазами 4-6 тонкие перегородки 7-9 играют роль упругих элеме,нтов, на которые наклеиваются полупроводниковые тензорезисторы. На оправке монтируется втулка 10 с торцовыми выступами, которыми она входит в торцовый паз фрезы, обеспечивая тем самым надежную передачу крутящего момента с оправки на фрезу. На внутренней поверхности втулки .образовано четыре радиальных выступа 11, которыми она контактирует через щарики 12 с выступами 3 оправки 1. Между выступами оправки и втулки установлены плоские клинья-.ТЗ, перемещение которых к оси оправки осуществляется винтами 14, При смещении- клина 13 к оси оправки выступ 11 втулки 10 деформируется. Благодаря наличизо сквозных пазов 15 и 16 шарики зажималотся между плоскими поверхностями выступов 11 и 3, обеспе-г ивая / надежный контакт в стыке выступ 11 втулки - шарик 12 - выступ 3 оправки и создавая предварительный натяг на датчике, измеряющем изменение окружной соста.вляющей силы резания, и, следовательно, крутящего момента. Вдоль оси втулки на определенном расстоянии от ее оси образованы четыре конических отверстия с резьб ой на одном конце, угловое положение которых опр.еделяется угловым положением выступов оправки. В отверстия входят срезанные конические штифты 17, осевое перемещение которых осуществляется винтами 18. Срез на штифте 17 вьтолнен так, что плоскость среза строго параллельна оси штифта и плоской наружной поверхности высту-па 3 оправки 1. Штифт выполняет роль клина. Между плоскими поверхностями штифта-клина 17 и выступа 3 оправки установлен шарик 19. При смещении клина вдоль своей оси происходит зажим шарика 19 мезкду плоскими поверхностями, что обеспечивает надежный контакт в стыке втулка 10 клин 17 - шарик 19 - выступ 3 опоавки. и создается предварительный натяг, на датчике, измеряющем изменение радиальной составляющей силы резания. Наличие четырех симметрично расположенных штифтов 17 гарантирует надежное центрирование втулки относительно оправки. Между дном BTyjTKH 10 и торцами выступов 3 оправки установлены четыре шарика 20 (по одному на каждый выступ). Надежность контакта дно втулки 10 - шарик 20 - торец втулки 3 оправки обеспечивается шайбой 21 и винтаьш 22, При ввертывании ви тов 22 шайба 21 перемещается вдоль оси оправки и упирается своим торцом в торец выступа оправки 1. Дальнейшее затягивание винтов вызывает смещение втулки 10 вдоль своей оси и поджим шариков 20 к торцу выступов 3 оправки 1, обеспечивая предварительный натяг на датчике, измерящем осевую составляющую силы резания.

В устройстве имеется радиальный 23 и упорный 24 подшипники, устраняющие влияние трения между базовыми поверхностями фрезы и оправки на точность измерения составляющих силы резания. Составляющие силы резания передаются от фрезы на втулку и затем через шарики на соответствующие датчики - преобразователи.

Устройство работает следующим образом.

При наличии любой из составляющих силы резания происходит деформация соответствзищей стенки паза (упругой перемычки). Деформация измеряется с помощью полупроводниковых тензорезисторов, накленных на перемычки пазов. Тензорезисторы, предназначенные дпя измерения одной из составляющих силы резания, соединены между собой известными способами в мостовую Ш1И полз остовую схему. Для измерения знакопеременных составляющих силь резания может быть использована потенциометрическая схема. Сигнал с тензорезистора, пропорциональный деформации упругих перемычек, поступает на тензометрические усилители и затем в канал контроля и регистрации составляющих силы резания

Положительный эффект от использования изобретения обеспечивается за счет повышения точности измерения осевой, радиальной и окружной составлякшщх силы резания.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ, на оправке которого размещена фреза с возможностью взаимодействия с деформируемьми злемен;тами, несущими датчики, о т л и.чающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания, деформируемые элементы выполнены в виде четырех симметрично расположенных на оправке выступов, в каждом из которых в направлении трех осей координат образованы три паза, а взаимодействие фрезы с дефорьшруемыми элементами осуществляется посредством введенных в устройство втулки с четьфьмя внутренними продольными вьгступами, шариков и плоских клиньев, при этом между каждой парой выступов оправки и втулки с одной стороны зажаты с натягом шарики, а с другой - асполоСП жены плоские клинья.

фиг, 2

п

г2

11

1fy

13

157/

22

фаг.З