МАШИНА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ ПЕРЕДНЕЙ ЗАТОЧКИ СВЕРЛ, ФРЕЗ И ТОМУ ПОДОБНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ Советский патент 1935 года по МПК G01B5/24 

Передние углы заточки спиральных сверл и аналогичные им углы поднутрения у фрез являются очень важным элементом в геометрии сверла. Действительно, углы передней заточки при данной подаче определяют величину угла резания, а значит тем самым и весь процесс резания. Между тем до сих пор машины для измерений этих углов не существует. Настоящее предложение имеет целью восполнить этот пробел.

На чертеже фиг. 1, 2, 3 служат для пояснения элементов геометрии сверла; фиг. 4 схематически изображает общий вид предлагаемой машины и фиг. 5 - перспективный вид ее детали.

В соответствующих разделах курса резания металлов разбирают углы передней заточки, измеренные как в цилиндрических сечениях (фиг. 1-4), так и в нормальных сечениях (фиг. 1-3). Измерение углов передней заточки сверл осложняется тем обстоятельством, что эти углы так же, как и задние углы заточки являются величинами переменными, зависящими как от угла подъема спирали, так и от угла при вершине сверла.

На фиг. 2 представлена развертка винтовой поверхности спирального сверла. Если угол подъема спирали, измеренный на периферии, будет λ, то с переходом к новым диаметрам d₁ d₂ и т.д. изменится и угол передней заточки по формуле

где γ - передний угол, измеренный в цилиндрических сечениях

λ - угол подъема спирали, измеренный на периферии сверла

d_i - произвольный диаметр измерения

d_н - наружный диаметр сверла, по которому и производится измерение λ.

Если сравнительно просто можно подсчитать передние углы заточки спиральных сверл, измеренные в цилиндрических сечениях, то гораздо большую трудность представляет измерение этих углов в нормальных сечениях (1-В).

Приближенная формула, связывающая углы λ₁ и λ (фиг. 1), имеет вид:

;

где ε - угол при вершине сверла.

Точная формула подсчета еще более сложна:

где τ и r - полярные координаты рассматриваемой точки М лезвия (фиг. 3).

Подсчет углов по этим формулам крайне неудобен и кропотлив. Непосредственное же измерение углов на машине в цилиндрических и нормальных сечениях должно этот труд свести к минимуму. Кроме того описываемая ниже машина имеет то. преимущество, что измеряемые ею углы получаются не искаженными, вследствие чего полученные записи не подвергаются никакой дополнительной переработке.

Сверло 1 (фиг. 4), зажатое в патроне и могущее быть повернутым около своей оси по стрелке 2 и перемещаемое в салазках по стрелке 3, устанавливается под рейку 4 со штифтом на конце (фиг. 5). Рейка 4, имеющая возможность лишь перемещаться в вертикальной плоскости, сцепляется с шестерней 5, сидящей на одном валу с шестеренкой 6, слепляющейся в свою очередь, с рейкой 7, лежащей в плоскости, перпендикулярной к плоскости рейки 4. Перемещающаяся рейка 7 упирается в плечо 8 рычага, второе плечо которого 9 входит в паз стержня 10 с карандашом 11, вычерчивающим на барабане 12 в масштабе отношения плеч рычага , перемещения штифта рейки 4 в вертикальной плоскости.

Эти перемещения вызываются перемещением от ходового винта 13 (по стрелке 14) механизма, состоящего из закрепленных на салазках рейки 4, шестерен 5 и 6, рейки 7 от рычажной системы 8-9, благодаря которой штифт рейки 4, идя по поверхности спиральной канавки сверла, находится все время в соприкосновении с нею. Таким образом, карандаш 11 выписывает на барабане 12 в определенном масштабе ординаты измеряемых углов. Для записи же абсцисс барабану 12 необходимо сообщить вращательное движение, кинематически связанное с перемещением штифта рейки 4 по поверхности спиральной канавки. Эта кинематическая цепь осуществляется помощью шестерен 15, 16, 17 и 18.

Однако поставленная перед нами задача неискаженного измерения углов передней заточки требует еще и небольшого математического анализа. Очевидно, что получение неискаженных записей углов связано с равенством масштабов вычерчиваемых абсцисс и ординат.

Пусть шаг винта 13 будет h, т.е. при одном полном обороте он переместит рейку 4 на величину h; при этом благодаря наличию спиральной канавки у сверла штифт рейки 4 опустился на некоторую величину, зарисовываемую, на барабане 12 в виде ординаты в масштабе плеч рычага , при условии, конечно, что шестеренки 5 и 6 одного и того же радиуса, т.е. масштаб ординат равен . Для получения условия неискажаемости, необходимо, чтобы и барабан, повернувшись, совершил выпрямленный путь, равный , что при радиусе барабана в R_б соответствует углу поворота в градусах

Но этот поворот барабана должен быть связан с поворотом шестерни 15 на один полный оборот. Отсюда получаем передаточное число от шестерни 15 к шестерне 18. Оно равно

Из этого условия мы и выбираем число зубцов шестерен 15, 16, 17 и 18 ибо

Задаваясь шестернями, шагом винта и радиусом барабана, находим необходимое значение или, задаваясь h, Z₁₅, Z₁₆, Z₁₇, Z₁₈, находим R_б и т.д.

С целью измерения углов передней заточки сверла в нормальных сечениях сверло может быть повернуто по стрелке 2. Переход к новым измеряемым точкам осуществляется перемещением сверла по стрелке 3.

Для целого ряда исследований конструктивных особенностей сверла предусмотрен индикатор, дающий возможность непосредственных отсчетов ординат без записей. Помощью этого индикатора, упирающегося своим подвижным штифтом в рычаг 8, можно исзледовать прямолинейность главной режущей кромки, найти тот угол при вершине Е, который может дать прямолинейную или близкую к ней режущую кромку и т.п. Эта же машина может быть использована и для измерения углов фрез, для чего в патрон вместо сверла зажимается оправка с измеряемой фрезой. Порядок операций остается прежним.

1. Машина для измерения углов передней заточки сверл, фрез и тому подобных инструментов с использованием рычажной системы для передачи перемещений мерительного штифта на самопишущий прибор, отличающаяся тем, что мерительный штифт 4, предназначенный для перемещения своим рабочим концом по исследуемой поверхности, выполнен в виде зубчатой рейки, связанной соответствующей передачей с перпендикулярной к нему рейкой, воздействующей на рычажную систему 9 с целью вычерчивания карандашом 11 ординат измеряемых углов на барабане самопишущего прибора.

2. В машине по п. 1 приспособление для перемещения. мерительного штифта 4, отличающееся применением ходового винта 13, кинематически связанного с барабаном 12 самопишущего прибора таким образом, чтобы искажения в абсциссах соответствовали искажению в ординатах измеряемого угла.