Динамометр Советский патент 1982 года по МПК G01L1/04 G01L1/22 

(54) ДИНАМОМЕТР

1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к динамометрам для измерения сил резания при заточке многолезвийных инструментов.

Известны динамометры одно- двух- и трехкомпонентные в зависимости от количества измеряемых составляющих сил резания. Обычно при точении резец связывают с электрическими датчиками при помощи податливых в направлении измерения элементов конструкции динамометра 1 и 2.

Недостатком указанных динамометров является взаимное влияние при измерениях составляющих сил резания друг на друга, так как практически невозможно точно сориентировать тензоэлементы в направлении действия главных напряжений в материале, кроме того, при шлифовании и заточке не представляется возможным связывать со шлифовальным кругом динамометр, как это сделано для резца.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является динамометр, содержащий корпус, измерительный узел, выполненный в виде упругодеформируемого стержня, и две плоскопараллельные мембраны, установленные между стержнем и корпусом 3.

Однако известное устройство создает значительные погрешности в измерении распорной силы резания в случае установки на подвижную часть в мембранах измерителей распорной силы, связанных через торсион с затачиваемой фрезой; и обладает малой точностью в определении влияния сил резания на параметр неравномерности окружных шагов фрезы.

10

Цель изобретения - повышение точности измерения сил резания при заточке многолезвийных инструментов.

Поставленная цель достигается тем, что в динамометре, содержашем корпус, измерительный узел, выполненный в виде упругодеформируемого стержня, и две плоскопараллельные мембраны, установленные между стержнем и корпусом, в измерительный узел введены втулка, с тензометрической скобой, установленной на стержне, причем

20 втулка закреплена на мембранах, а одна из мембран связана с корпусом при помощи винтов, расположенных равномерно по окружности мембраны с возможностью перемещения вдоль ее плоскости.

На фиг. 1 изображен динамо1метр, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Корпус 1 динамометра закреплен в шпинделе 2. С корпусом 1 динамометра при помощи двух плоскопараллельных мембран 3 связана жесткая втулка 4, на которой по оси шпинделя установлен торсион 5 и связанная с ним по его оси затачиваемая червячная фреза 6. Между жесткой втулкой 4 и корпусом 1 динамометра по его оси установлена тензометрическая скоба 7, которая одни.м полукольцом закреплена на стерж(1е 8, а другим шарнирно связана с втулкой 4 при помоши шаровых опор 9, расположенных во втулке 4 по оси динамометра с двух сторон скобы 1. Между корпусом 1 и одной из мембран 3 расположены регулировочные винты 10 с ограничителями 11 поворота. Винты 10 расположены в корпусе в двух взаимно перпендикулярных мембранам 3 плоскостях, проходящих через ось симметрии фрезы 6, торсиона 5 и щпинделя 2. Винты 10 имеют также прорези 12 со стороны одной мембраны 3, перпендикулярные ее плоскости, что обеспечивает взаимную податливость винтов 10, расположенных в двух указанных взаимно перпендикулярных плоскостях при их взаимном перемещении в радиальном направлении одной мембраны 3. Измерительные кабели 13 намотаны на корпус 1 динамометра, а индикатор 14 предназначен для контроля радиального биения буртика фрезы 6.

Динамометр работает следующим образом.

После установки динамометра в шпинделе 2 станка в нем по его оси базируют оправку с фрезой 6 и на холостом ходу контролируют радиальное биение ее буртика. Путем взаимных перемещений в одном и том же направлении противолежащих регулировочных винтов 10 происходит перемещение одной мембраны 3 за счет выборки зазоров в резьбах другой нары винтов, а также за счет деформации в другой паре перемычек, образованных прорезями в винтах 10. При это втулка 4 поворачивается на некоторый угол вместе с другой мембраной, которая связывает ее с корпусом I.

Измерение сил резания РХ и Ру производят в процессе заточки фрезы 6, при этом мембраны 3 воспринимают крутящий момент от распорной силы Ру и не передают его тензометрической скобе 7 тогда как их параллельное под действием силы Р; перемещение воспринимается последней. Крутящий момент от силы Ру воспринимается при скручивании торсионом 5. В процессе деления измерительные кабели наматываются на корпус 1 динамометра или сматываются с него.

Градуировку тензометрической скобы 7 производят путем нагружения втулки 4 по оси динамометра известным усилием.

Применение изобретения позволяет создать при измерениях сил резания условия, которые соответствуют натурным условиям заточки, и повысить за счет этого точность измерения усилий при заточке.

Изобретение применяется при исследовании заточных станков, что позволяет измерять силы резания при натурной заточке с делением в диапазоне 5-20 кгс; оценить влияние технологических параметров на возникающие при заточке силы резания; исключить влияние измерительной оснастки (динамометра) на качество затачиваемого инструмента; повысить в 1,5 раза точность измерения при заточке сил резания по сравнению со случае.м измерения сил резания с помощью тензодатчиков, наклеенных на оправке или стержне.

Формула изобретения

Динамометр, содержащий корпус, измерительный узел, выполненный в виде упругодеформируемого стержня, и две плоскопараллельные мембраны, установленные между стержнем и корпусом, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в измерительный узел введены втулка с тензометрической скобой, установленной на стержне, причем втулка закреплена на мембранах, а одна из .ме.мбран связана с корпусом при помощи винтов, расположенных равномерно по окружности мембраны с возможностью перемещения вдоль ее плоскости. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Там же, с. 284 (прототип).