Динамометрическая резцедержка Советский патент 1975 года по МПК B23B25/06 

Изобретение относится к области станкостроения.

Известны устройства для измерения составляющих силы резания, содержащие резцедержку, взаимодействующую с датчиками, обеспечивающими направление реакций вдо.ть осей датчиков.

Целью изобретения является уменьшение габаритов, увеличение жесткости, упрощение изготовления и сборки, что сделает возможным использование динамометрической резцедержки в станках с числовым программным управлением, оснащенных системами защиты станков и режущего инструмента от поломок или системами адаптивного управления, а также для нроведения экспериментальных работ в лабораторных условиях, связанных с измерением сил резания. В качестве датчиков предполагается использование магнитоунругнх датчиков, отличающихся высокой жесткостью и чувствительностью, но восприимчивых к любым нагрузкам. Это не исключает применение других тинов датчиков, например тензодатчиков.

Это достигается тем, что державка снабжена защемленным в корпусе резцедержки упруго деформируемым хвостовиком, ось которого совпадает с одной из составляющих силы резания, причем на державке выполнен бурт, на котором симметрично и параллельно

оси хвостовика размещены датчики, а длина свободной части хвостовика равна толщине бурта.

На фиг. 1 схематически изображена резцедержка в двух нроекциях и узел I, на фиг. 2 показано расположение датчиков в резцедержке; на фиг. 3 - соединение датчиков в полумостоБые схемы для измерения трех составляющих силы резания.

Державка 1 (фиг. 1) и.меет хвостовик, с помощью которого она защемляется в основании 2. С этой целью хвостовик по плотной посадке вставляется в основание, положение хвостовика может регулироваться с

помощью гайки 3. Заще.мление хвостовика может быть осуществлено и другим способом, только необходимо, чтобы при всех значениях силы Ру положение хвостовика в основании сохранялось. В средней части державки имеется бурт, на котором с обеих сторон размещены датчики 4-11. Натяг в датчиках осуществляется с помощью крышки 12, образующей вместе с основанием 2 корпус резцедержки. Крышка 12 прижимается к

основанию винтами 13. Натяг может осуществляться и другими известными способами, но этот наиболее простой. Величина предварительного натяга должна обеспечивать наличие натяга во всех восьми датчиках при

всех возможных значениях сил. Для устаНОВКИ резцедержки на револьверной головке или на суппорте в основании имеются кренежные отверстия. Толщина бурта равна длине той части хвостовика, которая выступает из основания (на фиг. 1 этот размер обозначен буквой /). При действии на резец силы PZ(PX) выступающая часть хвостовика будет изгибаться (деформациями остальных частей державки можно пренебречь, так как их жесткость на порядок выше), и державка с буртом будет поворачиваться в сторону действия силы. Расчет показывает, что указанное равенство размеров толщины бурта и свободной части хвостовика приводит к тому, что при действии силы PZ (Рх) бурт как бы поворачивается вокруг оси O.Y (OZ), В результате этого реакции, действующие на датчики вследствие предварительного латяга и действия сил Рх и РХ, будут действовать вдоль осей датчиков. Обеспечение действия вдоль осей необходимо, так как датчики могут реагировать и на касательные реакции, что приведет к взаимному влиянию составляющих силы резания. Действие силы Ру вызовет сжатие свободной части хвостовика и не изменит направления реакцип в датчиках. При действии силы PZ (Рх) датчики 6 и 9 (10 и 5) сжимаются, а в датчиках 7 и 8 (11 и 4) предварительный натяг уменьщается (фиг. 2). За счет симметричного расположения датчиков и того факта, что бурт как бы поворачивается вокруг оси ОХ (OZ) реакция в датчиках 6 и 9 (10 и 5) увеличивается на столько, на сколько она уменьшается в датчиках 7 и 8 (11 и 4). Такое соотношение верно и для сигналов, снимаемых с датчиков, так как в магнитоупругих датчиках величина сигнала пропорциональна величине деформации. При дейсгвии силы Ру увеличение реакции на какую-то величину происходит на датчиках 7, 11, 9, 5, а уменьшение на такую же величину на датчиках 6, 10, 8, 4.

Для измерения силы PZ (фиг. За) датчики 6 и 9, в которых сила PZ вызывает увеличение реакции, включаются в одно плечо полумоста, а датчики 7 и 8, в которых реакция уменьшается, - в другое.

Сила РХ пе вызовет изменения реакций, действующих на датчики G и 7, 8 и 9, так как при действии силы Р. бурт будет поворачиваться вокруг оси OZ. При действии силы Ру величина сигнала на датчиках 7 и 9 увеличится, а на датчиках 6 и 8 уменьшится, причем на сколько сигнал увеличится в датчиках 7 и 9, на столько он уменьшится в датчиках 6 и 8, т. е. суммарный сигнал в плече i от действия силы Р,/ не изменится. Аналогично работают и две другие схемы для измерения сил РХ и Ру (фиг. 3,6 и фиг. 3,в).

Из схем, изображенных на фиг. 3, б и фиг. 3, в видно, что датчики 10, И и 4, 5 должны ) быть включены в две схемы измерения одновременно, а для этого необходимо иметь на каждом из этих датчиков не катушку, а две, каждая из которых включается в свою схему. Следует отметить, что для четкой раj боты всех схем необходимо, чтобы параметры датчиков были строго одинаковыми.

Предмет изобретения

Динамометрическая резцедержка для изЭ мерения трех составляющих силы резания при металлообработке, в которой державка опирается на датчики, связанные с корпусом резцедержки, отличающаяся тем, что, с целью повышения жесткости, уменьшения

габаритов резцедержки и увеличения точности измерения, державка снабжена защемленным в корпусе резцедержки упруго деформируемым хвостовиком, ось которого совпадает с одной из составляющих силы резания, причем На державке выполнен бурт, на котором симметрично и параллельно оси хвостовика размещены датчики, а длина свободной части хвостовика равна толщине бурта.