Динамометр для измерения сил резания при обработке наклонных отверстий на сверлильных станках Советский патент 1980 года по МПК G01L1/04 G01L5/16 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для определения сил резания при сверлении отверстий с наклонным входом и выходом, когда возникают три составляющие усилия резания: радиальная составляющая рад, осевая составляющая .. и тангенщтальная составляющая /танг.. . Известен динамометр для измерения сил резания, содержащий неподвижную часть и подвижную с зажимным устройством для крепления образщ 1, упоры, упругие мембраны с датчиками усилий 1 . Такой динамометр предназначен для измерения FQ и , При использовании такого динамометра невозможно определить величину рдд. Для определения радиальной составляющей силы резйния в этом случае необходимо использовать до полнительное устройство 2, что не позволяет производить комплексное определение /рад. PQQ, Fjgjjp и не полностью исключает взаимное влияние этих составляющих сил резания, вслед ствие чего снижается точность измерения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению Является динамометр для измерения сил резания, содержащий неподвижный корпус, кондукторную втулку, подвижную часть, в которой размещено зажимное устройство для крепления обрабатываемой детали, и упругие элементы с тензодатчиками 3 Динамометр предназначен для измерения рад Недостатком этого динамометра является сложность конструкщ1и. Целью изобретения является упрощение конструкции динамометра. Указанная цель достигается тем, что в нем кондукторная втулка жестко установлена в неподвижном корпусе, на котором закреплены упругие радиальные элементы, связанные посредством подвижных щтифтов с подвижной частью, установленной на осевътх подлинниках и неподвижном корпусе, с которым упругий тангенциальный элемент, закрепленный «. на зажимном устройстве, связан посредством ролика со сферической поверхностью, бсь которого установлена в рамке, связанной расположенными

пёрпёвдикулярно оси ролика центровыми шпильками с кронштейном, закрепленным на консольном вылете упругого тангенциального , а зажимное устройство, с которым связан упругий осевой элемент, установлено посредством подшипника качения в подвижной части, на которой посредством кронштейна закреплен упругий осевой элемент.

На фиг. 1 показан продольный разрез общего вида динамометра; на фиг. 2 - сечение дийамометра А-А; на фиг. 3 - сёчёНйё по оси сферического ролика; на фиг. 4 - сечение Б-Б фиг. 3 по оси вращений рамки.

Динамометр содержит неподвижный кбрНус 1, который посредством плиты 2 устанавливается на стол сверлильного станка, зажимное устройство 3, которое посредетвом погдлигшика качения 4, подвижной части 5 и четырех подвижных штифтов 6 взаимодействует с четырьмя упругими радиальными пластинами 7, жестко закрепленными на неподвижном корпусе 1, причем подвижная часть 5 посредством осевых подшипников 8, 9 и крышки 10 установлена в неподвижном корпусе 1. В верхней части не,подвижногО корпуса 1 жестко закреплена конду1«тор1{ая плита 11 с кондукторной втулкой 12 служащей для направления сверла 13 при засверливании детали 14, устанавливаемойпот:рёдством винта 15 в верхней части зажгимного yi Tррйства 3. Нижней частью зажимное устройство 3 взаимодействует с упругой осевой пластиной 16, жестко установленной на -подвижной части 5 noCjpeflcTBOM кронштейна 17.

На нижней части зажимногоустройства 3(фиг. 2-4) жестко закреплена упругая тангенциальная пластина 18, соединенная посредством кронштейна 19, Двух центровых шпилек 20, рамки 21 и оси 22 с роликом 23, прйчём ролик, 23 имеет сфер5ическую поверхность, которой он взаимодействует с неподвиисным корпусом 1. На упругие пластины 7, 16, 18 наклеены тензометрические 7з;атчики сопротивления (на фиг. 1-4 условно не показаны).

Динамометр работает следующим образом.

Обрабатываемую деталь 14 устанавливают в зажимном устройстве 3 и закрепляют винтом

.. ,.....4v-%j v-T,.-..-j;-, .

15. Режуший инструмент (сверло) 13 направляется поКондукторной втулке 12. При засверливании обрабатьшаемой Детали .14 с Накпрннь1м торцом возникают три составляющие усилия резания , тамг Р поспедняя из них создает крутящий момент Л/.

При сверлении под действием Ррад Подвижная часть 5 вместе р кронштейном 17, упругой осевой пласт1шой 16, подшипником качения 4, зажимным устройством 3, упругой тангенциальной пластиной 18, кронштейном 19, центровы.ми шпильками 20, рамкой 21, осью 22 и роликом 23 со сферической поверхностью перемешается на осевых подшипниках 8 и 9 в направлении, перпендикулярном оси сверла 13. Перемешаясь, подвижная часть 5 своим буртом заставляет перемещаться штифты 6, деформируя упругие радиальные пластины 7, жестко закрепленные на неподвижном корпусе 1.

Под действием PQ,. зажимное устройство 3 вместе с упругой тангенциальной пластиной 18, кронштейном 19, центровыми шпильками 20, рамкой 21, осью 22 и роликом 23 со сфери 1еской поверхностью, перемещается в подшипнике качения 4 относительно подвижной части 5 в осевом направлении. Перемешаясь (фиг. 1), зажимное устройство 3 деформирует упругую осевую пластину 16, закрепленную посредством кронштейна 17 на подвижной части 5. Под действием зажимное устройство 3 вместе с закрепле шой на нем упругой тангенциальной (Пластиной 18 поворачивается в подшипнике ка чения 4 вокруг своей оси. При этом упругая тангенциальная пластина 18, взаимодействуя посредством кронштейна 19, Центровых шпийек 20, рамки 21, оси 22 и ролика 23 с неподвижным корпусом 1, деформируется.

Установка зажимного устройства 3 в подвижной части 5 посредством подшипника качения 4, а самой подвижной части 5 - в неподвижном корпусе 1 посредством осевых подшипников 8 и 9; взаимодействие зажимного устройства 3, посредством упругой пластины 18, кронштейна 19, центровых шпилек 20, рамки 21, оси 22 и ролика 23 с неподвижным корпусом 1, а такж вьтолнение поверхности ролика сферической, посредством которой он может . катиться по поверхности неподвижного корпуса 1 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, позволяет исключить взаимное влияние рад танг упростить конструкцию динамометра. - .

Особенно эффективно предлагаемый динам метр может быть использован в экспериментах при определении сил резания, возникающих при

сверлении отверстий с наклонным входом и

выходом, когда радиальная составляющая Р,

Рр

составляет до 50% от осевой составляющей Р В динамометре отсутствуют детали с жесткими технологическими требованиями. :

Формула изобретения

Динамометр для измерения сил резания при обработке наклонных отверстий на сверлильных станках, содержащий неподвижный корпус, кондукторную втулку, подвижную часть, в которой размешена зажимное устройство для креппе ния обрабатьшаемой детали, и упругие элементы с тензодатчиками, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем кондукторная втулка жестко установлена в неподвижном корпусе, на Котором закреплены уп ругие радиальные элементы, связанные посредством подвижных штифтов, с подвижной частью установленной на осевых подшипниках в неподвижном корпусе, с которым упрутий тантен циальный элемент, закрепленный на зажимном устройстве, связан посредством ролика со сферической поверхностью, ось которого установлена в рамке, связанной расположенными перпендикулярно оси ролика центровыми шпильками с кронштейном, закрепленным на койСОЛЬНОМ вылете упругого тангенциального элемента, а зажимное устройство, с которым связан упругий осевой элемент, установлено посредством подшипника качения в подвижной части, на которой посредством кронштейна закреплен упругий осевой элемент. Источники информации, принятые во внимание При экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР fP 351099, кл. G 01 L 1/04, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР N 310139, кл. G 01 L 1/04, 1971. 3.Авторское сввдетельствр СССР № 545882, кл. G. 01 L 1/04, 1975 (прототип).

/5

8

//

- fe

d

W

б Фиг. 5,

21

Фu2.f