Устройство для комплексного исследования силовых и скоростных зависимостей при сверлении сквозных отверстий Советский патент 1989 года по МПК B23B49/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к обработке резанием для получения совмещенной картины силовых и скоростных зависимостей при сверлении сквозных отверстий.

Цель изобретения - повышение производительности при исследовании за счет одновременного получения совмещенной картины силовых и скоростных (линейных) зависимостей, т. е. уменьшение времени на проведение исследований.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - результат эксперимен- тельных исследований, полученный с помощью предлагаемого устройства.

В шпинделе 1 сверлильного станка установлена своим коническим хвостовиком оправка 2, на нижнем конце которой установлен патрон 3 для крепления режущего инструмента (сверла) 4. С патроном 3 соединен диск 5, входящий своей периферией в горизонтальную прорезь пластмассового ползунка 6, свободно сопряженного своим отверстием с вертикальной цилиндрической скалкой 7, концы которой соединены с держателями 8, установленными иа вертикальной стойке 9, нижний конец которой связан со столом 10 сверлильного станка. На верхнем конце стойки 9 установлен реостат 11, с сопротивлением (катушкой) которого в постоянном контакте находится контакт 12, соединенный с ползунком 6. Со столом 10 станка жестко соединено основание 13 динамометра для измерения крутящего момента. Цилиндрический выступ основания свободно охватывается поворотным корпусом 14 динамоментра. В верхСП

о

Ю ГО 1C

Од

ней части установленного с возможностью нроворота корпуса 14 выполнен открытый по торцу и но периферии радиальныГ паз 15, в котором 1иарнирно установлен на оси 17 двуплечий рычаг 16, на одном конце которого установлен подпятник 18, и этот конец рычага подпружинен пружиной 19 в направлении к заготовке 20, прикрепленной с помощью прижима 21 к верхнему то)цу корпуса 14. В прижиме выполнено сквозное отверстие 22 для свободного подвода вершины сверла 4 к верхнему торцу заготовки 20. К вехнему торцу корпуса динамометра присоединена стойка 23 чувствительного реостатного датчика 24, контакт 25 которого установлен на верхнем конце поворотной части 26 датчика. Под поворотной частью датчика расположен вьь ступаюн1ий за периферию корпуса 14 другой конец рычага 16. С корпусом 14 соединен жесткий радиальный палец 27, пре;ь назначенный для вза+1модействия с вертикальной упру| ой консоль ной тензобалкой 28, соединенной своим нижним концом с фланцем основания 13. Прижим 21 соединен с корпусом 14 посредством болтов (винтов) 29 (фиг. 2). KaTyniKa реостата 11 д.:1я регистрации осевых перемещений свер.ма 4, катупжа реостатного датчика 24 для регистрации деформации заготовки 20 ;i lu.i- пучивания ее в месте выхода сверла, а гак- же датчики, нак.леенные на консг)льной тензобалке 28 ( -электрически соединены с в.;oдoм осиил.1ографа (не ноказан).

Устройство работает следующим образом. Шпиндель 1 вертикально-сверлильного станка вместе с патроном 3 и сверлом 4 перемещают вниз и останавливают при расстоянии в несколько миллиметров между вершиной сверла 4 и верхним торцом заготовки 20. После этого сверлу 4 сообщают вращательное движение и осевую подачу и включают осциллог раф. И процессе взаимодействия режущей части све|1- ла 4 с телом заготовки 20 возникает осевая сила, которая воспринимается у 10рным подшипнико.м (фиг. 1), установленным между дном корпуса 14 динамометра и фланцем основания 13, а также возникает крутящий момент, действие которого приводит к некоторому нровороту корпуса 14 и воздействию пальца 27 на тензоба.чку 28. В процессе врезания имеет .место уве:1ичение крутящего момента (фиг. 3, участок а- в осциллогра.ммы), а затем при установив- И1емся сверлеини (после полного входа le- жущей части сверла в заготовку) момент становится нрактически неизменным (участок в-с осциллограммы). При В1)1ходе сверла из заготовки имеет место сложный динамический процесс (участок с d осци;1- лограммы), при котором часто имеет место всплеск крутянимч) момента, причиной которого являетс я рывок сверла из-за перехода нако1П1вн1ейся в процессе врезания

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сверла в заготовку потенциальной энергии в кинетическую энергию.

В процессе осевого перемещения сверла перемещается диск 5, который увлекает за собой ползунок 6 с контактом 12, что приводит к изменению величины сопро- тив;1ения реостата 11. Таким образом, с помощью осциллографа производится запись осевого перемещения сверла во времени.

На осциллограмме осевого перемещения сверла видно, что при врезании (участок к--е) осевая скорость перемещения сверла меньп е осевой скорости перемещения сверла при установившемся сверлении (участок е-т осциллограммы), а затем в процессе выхода сверла из сквозного отверстия снова имеет место увеличение скорости перемещени-я сверла (участок гп-и осциллограммы), вызванное рывком инструмента из- за перехода накопившейся в процессе врезания сверла в деталь потенциальной энергии в кинетическую энергию.

Для определения осевой скорости иере- мещения сверла, например, на участке т- п необходимо расстояние Л по вертикали между точками гп и п разделить на величину времени, на про1яжении которого изменялось расстояние между данными точками. Если расстояние между соседними вертикальными линиями на осци. К юграмме, представляющее собой время, обозначить через т, то для рассматриваемого случая осевая скорость перемещения сверла при его выходе из сквозного отверстия равна

(мм/с).

Одновременно с записями на ленте ос- ци;1лог|)афа крутящего момента и осевой скорости cBep. ia предлагаемое устройство обеспечивает запись выпучивания материала обрабат1 1ваемой детали. При сверлении сквозных отверстий в тонколистовых мате- рна, 1ах процессу непосредственного резания сверлом предшествует процесс упругой и п,и1стической деформации материала заготовки. В данном случае, начиная с моме)1та касания вершины сверл 4 с телом заготовки 20, последняя прогибается, что приводит к воздействию нижнего торца заготовки на нодпятник 18, перемещение ко торого приводит к повороту рычага 16 вокруг оси 17, и выступающий за периферию корпуса 14 динамометра конец рычага 16 воздействует на новоротную часть 26 реостатного датчика 24 регистрации выпучивания материала обрабатываемой детали.

В резу.чьтате перемещения контакта 25 но катушке реостатка изменяется величиж сопротиЕкчепня, что находит свое отражение на осцил,лограмме.

На участке о- р осциллограммы видно величину прогиба детали при врезании сверла, затем на участке р- q имеет место

установившийся процесс сверления, при котором практически нет выпучивания материала обрабатываемой заготовки, и наконец участок q-h характеризует процесс выпучивания материала детали 20 в процессе выхода из нее сверла. При сверлении отверстий в жестких деталях наклонного участка о-р нет и линия о-р совпадает с горизонтальной лннией р-q.

Полученные осциллограммы показывают динамику процесса сверления сквозных отверстий, определяют связь между началом выпучивания материала заготовки и характером изменения крутящего момента.

С помощью предлагаемого устройства можно исследовать влияние различных сверлильных устройств на характер переходных процессов, протекающих при сверлении сквозных отверстий. Это способствует правильному выбору, например, жесткости элементов привода коробки подач, от которых

0

5

0

в значительной степени зависит характер переходных процессов.

Формула изобретения

Устройство для комплексного иccлeдoвaJ ния силовых н скоростных зависимостей при сверлении сквозных отверстий, содержащее динамометры для измерения крутящего момента осевой силы и датчики регистрации линейных перемещений, отличающееся тем, что, с целью повыщения производительности при исследованиях, динамометр снабжен двуплечим рычагом и реостатным датчиком, а в корпусе динамометра выполнен радиальный паз, в котором установлен этот двуплечий рычаг, одно плечо которого связано с ползуном реостатного датчика, установленного на торце динамометра, а другое плечо установлено с возможностью взаимодействия с исследуемым образцом.

Изобретение относится к измерительной технике , в частности, к обработке резанием для получения совмещенной картины силовых и скоростных зависимостей при сверлении сквозных отверстий. Целью изобретения является повышение производительности при исследовании за счет получения совмещенной картины силовых и скоростных зависимостей, т.е. уменьшение времени на проведение исследований. В верхней части установленного с возможностью проворота корпуса динамометра выполнен открытый по торцу и по периферии радиальный паз, в котором шарнирно установлен двуплечий рычаг, который реагирует на перемещение нижнего торца заготовки (в зоне выхода сверла), а другой конец рычага, выступающий за периферию корпуса, расположен под поворотной частью чувствительного реостата датчика перемещения, прикрепленного к корпусу динамометра, который измеряет осевую силу. На патроне для крепления сверла установлен диск, входящий своей периферией в горизонтальную прорезь пластмассового ползунка вертикально установленного реостатного датчика, который регистрирует линейные перемещения сверла. Показания датчиков записываются на осцилограмме. 3 ил.

г

Z5

23

Вид А

Фиг. 2

Фиг.з