Устройство для измерения силы резания Советский патент 1989 года по МПК B23B25/06 

Изобретение относится к станкО строению и может быть использовано в силоизмерительных системах, преимущественно на металлорежу11Ц1х станках.

Цель изобретения - повытиение точности измерения, упрощение конструкции, расширение функциональных воз- .можностей за счет использования на стенках с автоматической сменой инструмента ,

На фиг. изображена оправка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I.

Устройство содержит корпус I стандартной оправки. В расточенное отверстие корпуса 1 вставлен скользящий стакан 2 с заплечиками 3, в koTOpoM с помощью болта Д крепится инструмент 5. Накидная гяйка 6 служит для выбора осевого зазора скользящего стакана в корпусе оправки. На заплкчиках 3 стакана 2 и выступах 7 корпуса 1 оправки закреплены демпфирующие токосъемники 8, в качестве которых могут быть использованы изоляционные пластинки, обладающие демпфирующими свойствами, с наклеенными на них токопро- водящими пластинами (например, теф- лоновые пластинки с наклеенными посеребренными или кадмированными ла- туиными пластинками). Между электродами токосъемник04 8 помещены генераторные датчики 9 (например, пьезо- керамические). На фиг. 2 показано два датчика, но может быть и меньше, и больше. Для подключения электродов токосъемников к регистратору 0 во время установки оправки с инструментом в шпиндель станка на корпусе оправки закреплен штыревой разъем 1) От штыревого разъема 1 до электродов токосъемников 8 в корпусе 1 оправки вьтолнен канал 12 для прокладк в нем проводов, по которым сигнал от датчиков 9 передается к разъему 11. С приемной части разъема 11 сигнал поступает к регистратору .10 через скользяпц й токосъемник (не показан). Скользящий токосъемник служит для передачи сигнала с вращаюш.егося шпинделя к неподвижным контактам регистраторов и представляет из себя круглую изоля1даонную пластину с двумя токопроводящими дорожками, соединенными с разъемом 11, и две мед- но-графитовые щетки, закрепленные на

0

5

0

5

0

5

неподвижной части станка и соединенные электрически с регистратором 10, При этом медно-графитовые щетки скользят по токопроводящим дорожкам, которые вращаются вместе с оправкой. На токосъемнике смонтирован управляющий элемент и прерыватель для снятия сигнала в заданном угловом положении фрезы, который не имеет существенного отличия от прототипа и потому- здесь не рассмотрен. На чиках создается предварительный натяг винтами 13, установленными в выступах 7 корпуса 1 со стороны, противоположной месту установки датчиков 9.

Устройство работает следующим образом.

При вращении шпинделя корпус оправки через выступы 7 на корпусе 1 и демпфирующие токосъемники 8, закрепленные на этих выступах, передает усилие на пьезокерамические датчики 9. Датчики передают усилие на заплечики 3 скользящего стакана также через демпфирующий токосъемник, который закреплен на эаплечике стакана 2, в котором закреплен инструмент. При отсутствии силы резания датчики 9 находятся под постоянным . давлением, определяемым силой сжатия демпфирующих пластин с помощью винтов 13, и поэтому выходное напряжение датчика равно,нулю. Как толь-, ко на фрезу начинает действовать сила резания, пьезоэлементы начинают сжиматься с силой, равной

5

0

5

0 где F

К Кфр/R

П)

F КГфр,

-сила сжатия пьезоэле- ментов;

-сила, касательная к диаметру фрезы;

-отношение радиуса фрезы к радиусу окружности, на которой находятся пьезоэлементы,

Согласно основному уравнению для пьезоэлементов на их обкладках появляется электрический заряд Q, равный Q р ., F

где Р - пьезоэлектрическая постоянная

пьезозлемента.

Напряжение, возникающее на обкладках пьезоэлемента, равно

и « Р . F/C, где С - емкость пьеэоэлемента.

31д

Это напряжение через токосъемники 8 по проводам, уложенным в канал 12, поступает на штыревой разъем 11, далее через скользящий канал 12 поступает на штыревой разъем 1I и далее через скользящий токосъемник - на регистратор. На скользящем токосъемнике смонтирован управляющий элемент и прерыватель р,пя обеспечения регистрации сигнала от фрезы в заданном ее угловом положении,

Формула изобретения Устройство для измерения силы ре- эания, содержащее корпус оправки с ободком для закрепления инструмента в шпинделе станка, датчик перемещения, регистратор, связанный с датчиком перемещения посредством управляющего элемента и прерывателя, о т личающееся тем, что, с це10

9240

л,ю повышения точности, упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей, датчик перемещения выполнен в виде пьезоэлемента, положенного в полости, образованной заплечиками стакана, введенного в устройство и установленного концентрич- но в корпусе оправки, и выступами, выполненными в корпусе оправки, в упомянутой полости расположены введенные демпфирующие токосъемники, причем в выступах корпуса со стороны, противоположной месту установки пьезоэлемента, установлен введенный элемент регулировки предварительного натяга пьезоэлементов и токосъемников, а в корпусе оправки вьтолнен канал от пьезоэлемента до введенного штыревого разъема, установленного на ободке корпуса оправки со стороны, обращенной к шпинделю станка.

15

20

Редактор Н, Тупица

Составитель А, Семенова

Техред М.Дидык Корректор Э. Лончакова

Заказ 6905/11

Тираж 880

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф.иг.2

Подписное