Устройство для измерения силы резания Советский патент 1981 года по МПК G01L5/16 

(54) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения сил и моментов, возникающих при обработке материалов резанием. Известен динамометр для измерения сил резания при обработке деталей в центрах, который представляет собой совокупность тензометрических центров, выполненных в виде стержня с расположенными на них тензодатчиками сопротивления 1 . Однако известный динамометр имеет низкую чувствительность измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения силы резания, содержащее неподвижное основание, подвижную часть для размещения в най исследуемого объекта, соединенную с основанием с помощьюупруги элементов, выполненных в виде ребер расположенных перпендикулярно оси симметрии и соединенных перемычками на которых установлены тензодатчики 2. Недостатком данного устройства яв ляется невысокая точность измерения и недостаточная универсгшьность, так как воспринимает только две составля щие (радиальную и тангенциальную) силы резания и не измеряет осевую составляющую, что необходимо, например, при глубинном и силовом шлифовании. Кроме того, устройство не измеряет крутящий момент, возникающий в процессе резания при обработке осевым инструментом. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается за счет того, что упругие элементы выполнены в виде ограненных снаружи полуколец. На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство для измерения силы резания содержит неподвижное основание 1, соединенную с ним с помощью упругих элементов 2-5, выполненных в виде ограненных снаружи полуколец, боковые грани которых расположены под углом 45 к оси устройства, а средняя грань - параллельно оси устройства, подвижную часть 6, включающую цанговый зажим 7 и коническое отверстие 8 для установки объекта измерения. На упругие элементы 2-5 наклеены тензодатчики 9-24. Устройство работает следующим образом. Объект измерения, например поддер живающий центр, осевой инструмент. Устанавливают в коническое отверстие 8 подвижной части 6 и зажимают цанговым зажимом 7 с помощью гайки, в общем случае на исследуемый объект действую три составляющие силы реза ния Р , Р , РЗ и крутящий момент Составляющая Р воспринимается тензодатчиками 21-24. Они наклеены на внутренней цилиндрической поверхност упругих элементов 2-5, которые здесъ под действием силы претерпевают максимальные деформации сжатия, в то же время тензодатчики 9-12 и 17-20 не воспринимают деформацию, так как на этих участках находятся узловые точки, в которых деформация равна нулю и эпюра деформаций меняет, свой знак. Следовательно, влияние составлякдцей Р на измерение составляющих Р и РЗ равно.нулю. Составляющая Р воспринимается те зодатчиками 9-12. Они наклеены на гр нях, расположенных под углом к оси устройства, которые под действием силы P,j претерпевают максимальные деформации. В то же время тензодатчики 21 и 22 деформацщ не воспринимают, так как здесь находятся узловые точки. Тензодатчики 17-20 , 23 и 24 также составляющую Р, не воспри нимают, так как грани, на которых он наклеены, не деформируются в плоскос ти активной работы тензодатчиков. Следовательно, влияние составляющей Р на измерение составляющих Р и Р равно нулю. Составляющая P-j воспринимается тензодатчиками 17-20 и по аналогии с Р не влияет на измерение состав.ляющих Р и Рд . Крутящий момент воспринимается тензодатчиками 13-16, наклеенными под углом 45 на гранях, параллельных оси устройства, поэтому деформации от составляющих Р , Р,.,, Pj не воспринимают, а тензодатчики 9-12 и 17-24 не воспринимают деформации от крутящего момента. Следовательно, взаимовлияние составляющих Р , P,j и Р и практически равно нулю. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять одновременно три составляющие силы резания и крутящий момент и за счет исключения взаимовлияния между ними повышает тЪчность измерения. Формула изобретения Устройство для измерения силы резания, содержащее неподвижное основание, подвижную часть для размещения в ней исследуемого объекта, соединенную с основанием с помощью упругих элементов, выполненных в виде ребер, расположенных перпендикулярно оси симметрии и соединенных перемычками, на которых установлены тензодатчики, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения, пругие элементы выполнены в виде оганиченных снаружи полуколец. ИстсЗчники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 167051, кл. G 01 L 5/16, 23.10.63. 2.Авторское свидетельство СССР 260134, кл. G 01 L 5/16, 28.11.68 прототип). IS 2.