Стенд для измерения радиального перемещения инструмента Советский патент 1980 года по МПК B23Q17/16 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА

f

Изобретение относится к машино строению и может быть использовано при исследовании поперечных колебаний инструмента для обработки глубоких отверстий и, прежде всего, инструмента для глубокого сверления с наружным подводом смазочно-охлаждающей жидкости.

Известен стенд для измерения вели чины и направления радиального перемеиения инструмента, в котором измерители вынесены из зоны обработки и расположены снаружи неподвижной трубы содержащей рабочую головку. В трубе выполнены радиальные отверстия, в которых установлены штыри, одним концом контактирующие с корпусом головки а другим - с измерителями. Стенд обладает широкими возможностями в отношении типоразмера исследуемых расточных головок Г Однако данный стенд не может быть использован для измерения радиально.го перемещения рабочей головки при обработке глубоких отверстий с наружным подводом СОЖ. Это вызвано тем, что обрабатываемый образец установлен с зазором ро отношению к внутренней поверхности трубы. Недостаток данного стекла состоит также в том, что рабочая головка базируется не на поверхность обрабатываемого отверстия, а на точно обработанную поверхность неподвижной трубы. В связи с этим усло5 ВИЯ проведения экспериментов не соот. ветствуют реальным условиям обработки, что снижает ценность результатов исследоваг1ия. Кроме того, данный стенд мало пригоден для динамических

0 исследований, особенно при больших условиях резания, характерных для сверления. Это обусловлено недоста, точно жесткой установкой обрабатйваемого образца, который опирается на

15 винты, укрепленные в неподвижной трубе, с возможностью вращения относительно опор.

Известен также стенд, .содержащий расточную- головку, укрепленную на

20 борштанге, державку для установки обрабатываемого образца (втулки) и измерительное уртройство в виде оправки с тензобалками. Тензобалки. контактируют с корпусом расточной

25 головки, причем один ряд тензобалок размещен внутри корпуса, а другой снаружи 2.

Недостаток этого стенда состоит в ограниченной номенклатуре ксследуе30 1Ь1Х инструментов. Он может быть ис ШлКЭбйай йля йзмёБэёнйя радиальногб ггеремёщёнйй только расточных голЬвок, причём такого типоразмера, при кото рбм внутри корпуса головки можно размеЬтить оправку с тензобалками. Для аналогичных измерений при сверлении глубоких отверстий стенд непригоден, так как при расположении рабочей годЪвки в глухом отверстии, что харак тё рйОдггя сверления, невозможно установить оправку с тензобалками GO стороны головки. Недостатками стенда яв ляются также неудобство тарировки те .зобалок, размещенных внутри головки, влияние температурных факторов на точ нЬсть Измерейин, возйбжйость попадания активной СОЖ на измерители. Цель изобретения - расширение ноМёнклатур ы исследуемых инструментов . Указанная цель достигается тем, чтВ 1 стШдё, содержШдёМ йнструмент в виде рабочей головки, укрепленной на борштанге, державку для установки обрабатываемого образца, маслоприемНик, один конец которого, снабженный сальником/ охватьш.ает бОрштайгу, а другой герметично связан с образцом, и измерительное устройство с тензобалками, тензобалки измер(ительного устройства контактируют с открытым участком борщтанги вблизи маслоприем ника. Корпус маслоприемника в месте сочленения с.борштангой выполнен по отношению к ней с зазором, обеспечивающим необходимое радиальное переме щение борштанги . Корпус сальйика, уп лотняющего этот зазор, установлен с возможностью радиального перемещения и снабжен торцовым уплотнением. При обработке глубоких отверстий особенно при сверлении, когда СОЖ по даётся в зону резания под высоким давлением, затруднительно измерять радиальные перемещения рабочей голов кй, находящейся в обрабатываемом отвёрстий7 Вместе с , учитывая, что рабочая головка жестко связана с бор штангой. Можно измерять радисшьные перемещения участка борштанги, приле гающего к головке. Измерив величину й напрсшлёниё радигшьных перемещений /указанного участка борштанги в двух попёрёчНйх сечениях, можно с достаточной точностью судить о величине и нгСпрайлеНйи радиального перемещения головки, вызывающего перемещение бор танги. Однако измерять перемещения участка борштаНги, прилегающего к головке, при расположении этого учас ка в Отверстии также затруднительно -.- .. - . .. -,-.„ч-,-.-. , : Л ,.-...л 7 й -;-1-.-Указанные трудности можно устраНить i если при сверлёний oTBelxifkS в образце малой длины производить изм рения перемещений прилегающего к го ловке участка борштанги в ее открытой зоне за маслопрИемником. При эт вынос точек контакта тензобалок изм рительного устройства из зоны рабоч головки в открытую зону борштанги рактически устраняет ограничения по оменклатуре исследуемых инструментов. днако реализация этой универсальной хемы измерений имеет практический мысл лишь если участок борчитанги, асположенный в маслоприемнике, имеет озможность беспрепятственного радильного перемещения под действием приоженной к головке силы резания, в уществующих маслоприемниках Оогиятана опирается на корпус маслоприемника становленного в передней стойке стайа. В предлагаемом стенде вынос точек контакта тензобалок с инструментом в открытую зону требует устранения опоры бор(11танги в маслоприемнике. Это достигается за счет зазора между бор-, штангой и корпусом маслоприемника в местах их сочленения и применения радиальнО-подвижного узла уплотнения борштанги. Наличие зазора вызывает необходимость его уплотнения, достигаемого за счет того, что корпус сальника, уплотняющего зазор, установлен с возможностью радиального перемещения и снабжен торцовым уплотнением. того, применение ралиально-подвижного уплотнения обеспечивает герметизацию борштанги, что необходимо для работы маслоприемника. Благодаря конструктивным особенностям маслоприемника становится целесообразным размещение измерителей в открытой зоне борштанги вблизи узла уплотнения, поскольку, вследствие беспрепятственного радиального перемещения участка борштанги, прилегающего к голОвке по величине и направлению его перемещений можно судить О величине и направлении перемещения головки. При этом от перемещений рассматриваемого участка борштанги с достаточной точностью можно перейти к переметцениям головки, так как расстояние от головки до измеряемого сечения мало (500-700 мл) по сравнению с длиной инструмента. Следует отметить, что в большинстве случаев достаточно ограничиться изучением влияния тех или иных факторов, HanpHMet режимов резаЪия, на v перемещения борштанги, не переходя к перемещениям головки. Это обусловлено тем, что перемещения участка борштанги, прилегающего к головке,в определенном масштабе отражают перемещения головки. Например, в качестве оптимального режима сверления целесообразно принять тот режим, при котором при НрбчйХ равных условияз с1мплитуда поперечных колебаний рассматриваемого участка борштанги оказывается минимальной. На фиг. 1 -представлен продольный разрез стенда, общий вид; на фиг.2 узел на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - схема измерений, реализованная на стенде.

Предлагаемый стенд содержит инструмент для глубокого сверления 9 виде рабочей головки 1, укрепленной на борштанге 2, державку 3 для установк обрабатываемого образца 4, маслоприемник 5 и измерительное устройство б.

Для измерения радиального перемещения инструмента в двух поперечных сечениях, осуществляемого на открытом участке борштанги 2 за маслоприемником 5, измерительное устройство б выполнено в виде двух стоек, оснащенных поворотными кронштейнами 7, в которых укреплены тензобалки 8. Наконечники тензобалок 8 контактируют с борштангой 2, причем тензобалки дополнительно прижаты к борштанге пружинами 9. Стойки с тензобалками установлены на станине стенда.

вынос точек контакта тензобалок с инструментом в открытую зону борштанги за маслоприемником требует обе печения беспрепятственного радиально го перемещения участка борштанги, пр легающего к рабочей головке. С этой целью корпус 10 маслоприемника 5, установленного в передней стойке 11 стенда на участке сочленения с борштангой 2, выполнен по отношению к последней с зазором 12. Кроме того, узел 13 уйЛЬтнения в маслоприемнике установлен с возможностью радиальног перемещения. Радиально-подвижный узел 13 уплот нения борштанги 2 содержит корпус 14 в котором размещен сальник 15. Для затяжки сальника служит втулка 16 и гайка 17, которая навинчена на корпус 14. При полностью затянутой гайке 17 сальник 15 обжимает борштангу 2. Сальник 15 имеет малую длину по сравнению с диаметрдм борштанги, а корпус 14 и втулка 16 выполнены с за зором 12 по отношению к бо яятанге. ем самым узел уплотнения не препятствует изгибу боряатанги на участке, проходящем в данный м.омент времени через уплотнение. Корпус 14 установлен с зазором 18 в расточке 19, выполненной с торца хвостовой части корпуса 10 маслоприемника. Со стороны, обращенной к торцу расточки 19, корпус 14 снабжен торцовым уплотнением, например уплотнительным кольцом 20 из резины. Для уплотнения стыка между корпусом 14 и торцом рас точки 19 корпус 14 поджат к торцу ра точки посредством гайки 21, навинчен ной на корпус 10 маслоприемника. При этом обеспечен контакт уплотнительно го кольца 20 с торцом расточки 19. Однако усилие поджатия таково, что корпус 14 имеет возможность радиального перемещения совместно с боряятан гой 2, тем самым не препятствуя ради альному перемещению последней. Кроме того, указанное перемещение корпуса 14 возможно благодаря зАзору 18.

Следует отметить, что корпус 14 имеет достаточно малую массу и уста.новлен с возможностью перемещения относительно корпуса 10 маслоприемника с легким трением, что практически не изменяет параметров колебательной системы инструмента и не сказывается на величине его радиального переме- щения в измеряеьолх сечениях.

Державка 3 для установки обрабатываемого образца 4 может быть выполнена в виде трубы один конец которой закреплен в патроне 22 стенда, а другой поддерживается люнетом 23. В державке (трубе) 3 со стороны обработки ; установлен обрабатываемый образец 4,

5 выполненный,в случае сверления, в виде сплошной заготовки. Крепление образца осуществляется винтами 24 и . фланцем 25 с винтами 26. Образец А имеет конический выступ, посредством которого он герметично связан с маслоприемником 5. Длина образца 150-300 мм. При этом расстояние от торца рабочей головки в конце сверления до места контакта тензобалок измерительного устройства с открытым участком борштанги мало по сравнению с длиной инструмента. Борштанга 2 одним концом укреплена в патроне 27 каретки стенда. На другом конце борштанга имеет резьбовой хвостовик для установки и закрепления рабочей (сверлильной) головки. 1. При использовании борштанги большой длины между измерительным устройством 6 и кареткой стенда устанавливается опора 2.8, поддерживающая борштангу. В связи с применением обрабатываемого образца малой длины, изменением положения опоры 28 вдоль инструмента достигается имитация глубины сверления. При отсутствии опоры 28 глубина сверления равна длине применяемого инструмента. При наладке измерительного устройства 6 поворотные кронштейны 7 с тензобалками 8 устанавливаются таким образом, что точки.контакта с борштангой 2 одной пары тензобалок, размещенных на разных стойках, находятся в одной диаметральной плоскости борштанги, совпадающей с плоскостью, в которой расположено режущее лезвие рабочей головки 1. При этом точки контакта другой пары тензобалок располагаются в плоскости, перпендикулярной указанной. Тарировка тензобалок осуществляется путем установки щупов известной толщины между наконечником тензобалки и борштангой. Перед измерением в образце 4 обрабатывается самой головкой отверстие под заход направлягацих головки. При этом головка сначала базируется на внутреннюю поверхность корпуса 10 аслоприемника 5, а затем на поверхность обработанного отверстия. Предлагаемый стенд работает слеующим образом. itip« евёрлёййИ -отверстия в образце 4 рабочая гршвка. 1 вследствие ндли- т|иГ тШчШ)йложёШя:СИМ рездйй HOcrK iHi oT 1пёрШНй| кШцШ ЩШ7 ё ШШёШйшй§1зг1 йШ11; и- отИОситёльно продольной оси головки со fepffia T угловые колебания, приводяише |Г радааЯьнс перемещению ее поперечных сечений, на головку действует сйras..jjfy предстайлённая составляющими Р, , R. и R, (фиг. 4). Учитывая, что головка жестко связана с борштангой 2, радиальные пере лёщёййя голрвки вызывают деЛорМацйЮ (изгиб) борштанги 2. В связи с отсутствием опорыборйггайгй в корпусе маслоприемника 5 благодаря зазору между ЙВрЙусбй - йаслоприемнйка и брдшт ангой к применён Ш радиально-подв па 13 yrti6f ШйШГ-1ШШ1рМйые борштанги в зоне установки тензоба лок 8, поджатых к боршта нгё; перёмё щавУтся в -радиальном направлении. При совместно с борштакгой пёрёмещаёЧШ и узел уплотнения, что обеспечивает герметиз.ацию борштанги в Маслоприемнике. Радиальные перемещения борштанги 2 приводят к изгибу тенэобалок 8, деформации теМзорезис- fgpoir H появлению сигналов в регистр рующей аппаратуре;. О ЬШёне вс Wp Й§вод Ш 1её йстрЩйя р пеу, в двух попе ремещений речных .речениях 1-1 и 11-И, йрйчё г-в : Ка3кдамеё 1ёйий йзтЩЙюТся перемещения 1 , 1д, Y, в даух взаимно пер -- пендйкулярдазх плоскостях. Учитывая, что расстояния E-j малы по сравнен.ию с длиной инструмен та L и, кроме того, сечение Г-Т незначительно удалено рШ1Шег Г71гэ-ви направленйе радиальных перемещений борЫганги в измеряе1 ах сечениях соот ветствует направлению радиального пе ремещения рабочей головки. Зная перемещения Z , l, Y , можно установить простр анств е нное р положение участка борштанги. заключ Hof-o между сечениями T-I и П-П, в к орых эти пёрёмеиения измеряются. Посольку расстояния Е.известны, то О величине перемещений 2, 2., Y .Y дж1ьпУтем ifi cложных расчетов опреШй1г1; раЯЙ сНкныёТгёрёмещения головки. Таким образом, предлагаемый стенд; озволяет расянирить номенклатуру иследуег1шх инструментов, поскольку при сследований на стенде любого инструентга незивйсйню от его конструкции, ипоразмера, способа подвода СОЖ моут быть изШрёны радиальные перемеения боршацги в открытой зоне за аслоприемнийом. Формула изобретения Стенд дйй измерения радиального перемещения инструмента при обработке глубоких отверстий, содержащий инструмент в виде рабочей головки, укрепленной на бо|)Штанге, державку для установки обрабатываемого образца, маслоприёмник, Один конец котоjporo, снабженный сальником, охватыва ет борштйнгу, а другой герметично связан с образцом, и измерительное устройство с тензобалками, отличаю щ и и с W тёМ, что, с целью расширения нОйёйклатуры исследуемых йнструмейтЬв) измерительное устрой ство разшЩейо вне зоны рабочей голойки за маслопрйёмником, корпус коtopbro в Месте сочленения с борштангой в ыпол йен по отношению к ней с зазором, обеспечиваюи йм необходимое радиальное перемещение борштанги под действием усилий резайия, причем корпус сальника, уплотняющего этот зазор, установлен акжё с возможностью радисшьиогЬ перемещения ёовместйо с борштангой и снабжен торцовым уплотнением. Источники информации, принятые во внймаНйё при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 525528, кл. В 23 Q 17/16, 25.08.76, 2.АвТ5р ское свидетельство СССР 420434, кл. В 23 Q 17/16, 25.03.74, ПоаВвЗсож 13 j 7 „

781026 / 5 щи// 4