Задний центр токарного станка Советский патент 1987 года по МПК B23Q15/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для базирования и закрепления деталей на токарных стаи ках.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей токарного станка путем измерения радиальной и осевой составляющих силы резания, а также УСИЛИЯ закрепления детали.

На фиг. 1 изображен задний центр, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема базирования обрабатываемой детали ири измерении силы резания.

Задний центр токарного станка содержит корпус 1, установленный с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и фиксации в требуемо.м положении относительно хвостовика 2 посредством пальца 3 и винта 4. Для фиксации служит конический фиксатор 5, подпружиненный пружиной 6, опирающейся па винт 7, ввернутый в хвостовик.

В переднем конце фиксатора выполнено гнездо 8, в которое входит двуплечий рычаг 9, шарнирно закрепленный в пазу хвостовика па осп 10. Хвостовик установлен в отверстии ниноли 11 задней бабки токарного станка.

В устройства по окружности, иро веденной из центра на оси пальца, закреплены базирующие обрабатываемую деталь эле менты 12. Они имеют базовый конус 13 с нереме1П1ым от одного элемента к другому у1 ол с, а также цилиндрическую посадочную поверхность 14, на которой закренлепы (приклеены, например) кольца 15, выпол- пенные из пьезокерамики. Поелед1ше представляют собой иьезокера.мический преобразователь механического воздействия в электрический сигнал. Снаружи эти кольца плотно установлены в расточках корпуса центра. Часть колец изготовлена из ноляризованпой в радиальном направле1Н-1и пьезокерамики и воспрппи.мает усп;1пя, прпложе111Н-)1е к центру в радиальпом направлении. Другие кольца 16, выполненные из сдвиговой ньезокера- мики, также закренленные между базирующими элементами и корпусом, .могут воспринимать и измерять осевые нагрузки.

Базирующие элементы снабжены коническими гнездами на задней торцовой поверхности, в которые входит упомянутый фиксатор. Опп сопряжены через центровое отверстие 17 с обрабатываемой деталью 8. Отверстие может иметь разнообразную форму, согласно которой выполняются базовые конусы, за счет нзмепения угла нри верщи- не в пределах Л,--о..,(фиг. 3).

Задпий центр работает следующим обра- зо.м.

Обрабатываемую деталь 18 передним концом закрепляют в приспособ.ченпи, установленном в П11п-1пделе станка, например в самоцептрируюплем патропе. Для закрепления ее заднего конца подводят ииноль 11 задней бабки до касания конуса 13 с центровым отверстием 17 детали 18. Если но условиям обработки требуетея вести ее с измерением осевой силы закрепления детали на станке и точения с измерением осевой составляющей силы резания, то в рабочей позиции (на липии центров станка) должен находиться базируюплий элемент 12 с пьезокерамическим кольцом 16 из едвиговой пьезокерамики. В этом случае нри осевом нагру- жении центра в кольце 16, между его обкладками, возникает электрический потенциал, снимаемый с кольца (проводники условно не показаны) и пропорциональный величине

нагружения. В процессе точения, когда возникает осевая составляющая силы резания, усилие закрепления детали 18 уменьшается, что может нривести к ее самопроизвольному раскреплению, либо к потере надежного

базирования. Это обуславливает увеличение погрешностей обработки. Отмеченное характерно для условий обработки деталей малой жесткости, дающих большие ирогибы, способствующие умепьшению их фактической длины.

Если после такой обработки требуется обточить детали большей жесткости, которые предполагают и более жесткие режимы, возникает необходимость контролировать радиальные усилия, действуюндие на деталь

со стороны режущего инструмента. Эта задача решается при использовании базирующего элемента 12 в сочетании с ньезокерами- ческим кольцом 15, которое способно воспринимать механическое воздействие в любом направлении вдоль радиуса, проведенного

нз цептра на оси базирующего элемента. Это соответствует любо.му расположению режущего ипструмепта относительно детали. Величина с1П1маемого электрического па- пряжепия пропорциональна радиальной составляющей силы резания. Получаемый электрический сигнал после усилия может быть исиользован для управления динамическими параметра.ми процесса точения.

Для смены в рабочей позиции цептра очередного базирующего элемента достаточно

отвести фиксатор 5, повернув рычаг 9 вокруг оси 10 и сжав пружину 6. После этого повертывают корпус 1 вокруг пальца 3 так, чтобы требуе.мый базирующий элемент 12 оказался в pa6o4eii позиции, т. е. на линии центров станка. После этого рычаг 9 отнускают, производят таким образо.м фиксацию. Для повып епия точности измерения усилий и точности обработки дета.чей используются базирующие элементы 12 с разными углами конусов 13. Для работы с измерением радиальных усилий целесообразно использовать конусы с меньшим углом {), а для измерений осевьгх усилий - соответственно с больп1им углом (й-г). В ЭТОМ случае

линия контакта детали и конуса смещается из плоскости I-I в плоскость II - II. Благодаря такой замене также повышается точность обработки деталей, так как базирование происходит по хорошо сохраняющейся базовой поверхности. При этом целесообразна криволинейная форма образующей центрового отверстия 17 детали 18.

Формула изобретения

1. Задний центр токарного станка, содержащий установленный в корпусе базовый конусный элемент и хвостовик, сопряженный с посадочнькм отверстием задней бабки станка, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, центр снабжен пьезокералгическим преобразователем механического воздействия в электрический сигнал, выполненным в виде кольца из сдвиговой пьезокерамики, поме ценного между базовым конусным элементом и корпусом.

2.Задний центр по п. 1, отличающийся тем, что, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде кольца из пьезокерамики, поляризованной в радиальном направлении, и жестко закреплен на базовом конусном элементе.

3.Задний центр по п. 1, отличающийся тем,, что он снабжен дополнительными базирующими конусными элемента.ми, каждый из которых содержит кольцо пьезокерами- ческого преобразователя, а корпус центра

установлен на хвостовике с возможностью фиксируемого поворота вокруг горизонтальной оси.

фиг. 2

Г Л

Изобретение относится к машиностроению, а и.менио к устройства.м для базирования и закреиления деталей на токарных станках. Цель изобретения - расширение технологических воз.можностей путе.м измерения радиальной и осевой составляюиаих силы резания и усилия закреиления детали, а также обеснечение эффективного управления ироцессами закреиления деталей на токарных станках с ЧПУ и точения нутем не- ирерывного измерении силы резания. Для этого задний центр, содержанлий установ- леиный в кориусе базовый конусный э.чемент и хвостовик, сопряжень:ый с носа.аочн1 1м отверстием задне бабки станка, снабжен пье- зокерамическим нреопразователе.м NiexaHii- ческого воздействия в электрический снгиа,. Преобразователь вынолиен в виде ко,:|ьиа из сдвиговой ньезокерамики или иоляризова - ной в радиал1)Ном нанравлении и номеи1еи между базовым конусным элементом и кор- иусом. Задний центр также снабжен донол- нительными базируюни1ми конусными эле- .ментами, каждый из которых несет кольцо иьезокерамического иреобразователя. 2 3. и. ф-лы, 3 и,:1. с (Л оэ О сд 4 сл о