Устройство для измерения ширины контакта заготовки с инструментом Советский патент 1982 года по МПК B21B38/00 B21C51/00 

1

Изобретение относится к обработке отверстий в различных деталях- деформирующим протягивание.м и может быть использовано на машиностроительных и металлургических предприятиях, а также в научноисследовательских учреждениях.

По основному авт. св. № 645717 известно устройство для измерения ширины контакта заготовки с инструментом, содержащее оправку и закрепленный на ней деформирующий элемент, снабженный датчика.ми контакта, выполненными из электропроводного материала с изоляторами, размещенными без зазора заподлицо с его поверхностью в отверстиях, выполненных в деформирующем элементе по винтовой линии. Такая конструкция устройства позволяет измерить щирину контакта инструмента с деталью при деформирующем протягивании 1.

Недостатком устройства такой конструкции является низкая точность измерения, особенно в случае работы с малыми натягами, когда при входе деформирующего элемента в деталь даже с незначительным перекосом,измеренная щирина контакта значительно отличается от фактической. Причем, если винтовая линия, по которой размещены датчики контакта, находится со стороны меньшего динамического угла рабочего конуса, то измеренная щирина контакта будет больще фактическо, а ес,1И

5 винтовая линия находится со стороны бо.:1ьщего динамического угла рабочего конуса, то измеренная ширина контакта будет меньще фактической. Кроме того, ввиду того, что каждый датчик подключается к прибо,Q ру для регистрации тока, а для повьшления точности измерения их требуется расположить на рабочей поверхности деформирующего элемента с возможно меньшим осевым шагом, т. е. необходимо разместить на рабочей поверхности большое число датчиков, то значительно усложняется процесс измерения, а также затруднено раздельное измерение ширины контакта инструмента с заготовкой по рабочему конусу, цилиндрической ленточке и обратному конусу.

20

Цель изобретения - разработка устройства, позволяющего повысить точность измерения ширины контакта инструмента с деталью при деформирующем протягивании.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве , для измерения ширины- контакта заготовки с .инструментом, содержащем оправку и закрепленный на ней деформирующий элемент, снабженный датчиками контакта, выполненными из электропроводного материала с изоляторами, размещенными без зазора заподлицо с его поверхностью в отверстиях, выполненных в деформирующем элементе по винтовой линии, деформирующий элемент снабжен аналогично выполненными дополнительными, датчиками контакта, размещенными без зазора заподлицо с его поверхностью в отверстиях, выполенных в деформирующем элементе по винтовой „минии, расположенной диаметрально противоположно первой винтовой линии, по которой размещены основные датчики контакта.

Наличие в деформирующем элементе дополнительных датчиков контакта, размещенных в отверстиях, выполненных в деформирующем элементе по винтовой линии, расположенной диаметрально противоположно первой винтовой линии, по которой размещены основные датчики,контакта позволяет одновременно произвести измерение ширины контакта деформирующего элемента и заготовки в двух диаметрально противоположных сторонах, что позволяет исключить влияние перекоса деформирующего элемента на величину измеренной ширины контакта инструмента с деталью, так как при данной схеме измерения фактическая п ирина контакта инструмента с деталью может быть определена как значение измеренных ширин контакта в двух диаметрально противоположпых сторонах.

С целью упрощения процесса измерения ширины контакта заготовки с инструментом все контактные датчики .могут быть соединены . .между собой через резисторы. Наличие резисторов, соединяющих контактные датчики .между собой, позволяет получить замкнутую электрическую цепь, сопротивление которой будет зависеть от количества датчиков находящихся в контакте с заготовкой, т. е. от фактической ширины контакта инстру.мента с деталью. Это значительно упрощает процесс измерения щирины контакта инструмента с заготовкой, котор1 1Й сводится к измерению сопротивления электрической цепи.

С целью раздельного пз.мерения ширины контакта инструмента с заготовкой по рабочему конусу, цилиндрической ленточке и обратному конусу между групнами датчиков, размещенными на соответствующих участках, могут быть подключены приборы для регистрации силы, тока. Наличие таких приборов разбивает электрическую цепь на три участка, сопротивление каждого из которых будет зависеть соответственно от фактической ширины контакта инстру.мента с заготовкой но рабочему конусу, цилиндрической ленточке и обратному конусу,

На фиг. 1 изображена схе.ма устройства; на фиг. 2 - расположение выходных частей отверстий и торцов контактных датчиков на цилиндрической ленточке, рабочем и обратном конусах (вид по стрелке А на фиг. 1); на фиг. 3 - электрическая схема соединения контактных датчиков между собой резисторами; на фиг. 4 - электрическая схема соединения контактных датчиков между собой для случая раздельного из.мерения ширинь контакта инструмента с заготовкой по рабочему конусу, цилиндрической ленточке и обратному конусу.

Устройство состоит из оправки 1 (фиг. i), lia которую надет деформирующий элемент 2, закрепленный на оправке гайкой 3. На деформирующем элементе на его рабочем конусе 4. (фиг. 2), цилиндрической ленточке 5 и обратном конусе 6 по винтовым линиям с равномерным осевым шаго.м образованы отверстия 7 с двух диаметрально противоположных сторон. В отверстиях по.мещены без зазора заподлицо с поверхностью деформирующего элемента контактные датчики 8 (фиг. 1 и 3) из электропроводного .материала с изолятора.ми 9. Контактные датчики закреплены в отверстиях клеем БФ-2 и соединены между собой через резисторы 10. Оправка устройства сое;динена с источником 11 стабилизированного постоянного напряжения, второй полюс которого через шлейф 12 гальванометра осциллографа и резисторы 10 соединен с контактными датчиками 8. Группы ко.нтактных датчиков 13-15 (фиг. 4), расположенные соответственно на рабоче.: конусе, цилиндрической ленточке и обратно.м конусе. могут быть соединены между соб(.)й через шлейф 16 и 17 (фиг. 4) гальванометров осциллографа.

Устройство работает следующи.м образом.

Устройством обрабатывается отверстие заготовки. При наличии контакта заготовки с дефор.мирующим эле.ментом 2 (фип i), обрабатываемая поверхность через наружную поверхность деформирующего элемента и торцы контактных датчиков 8 образуют замкнутую электрическую цепь, сопротивление которой зависит от количества контактных датчиков, находящихся в контакте с поверхностью обрабатываемой заготовки. Величина тока, протекающего в цепи, фиксируется щлейфовым гальванометром 12. Количество контактных датчиков, находящихся в контакте с поверхностью заготовки, а следовательно и сопротивление электрической цепи, будет пропорционально щирине контакта инструмента с заготовкой.

Зная величину стабилизированного напряжения, сопротивление резисторов, соединяющих датчики и расстояние по оси

между датчиками, нетрудно построить график зависимости величины тока в цепи от фактической ширины контакта инструмента с деталью, откуда, сопоставляя величину тока, зафиксированную шлейфовым гальванометром, с данным графиком нетрудно определить фактическую ширину контакта инструмента с заготовкой, причем, поскольку датчики, находяш,иеся на диаметрально противоположньЕХ винтовых линиях, соединены между собой, то полученная ширина контакта является средней величиной ширины контакта инструмента с заготовкой в двух диаметрально противоположных сторонах.

При соединении групп контактных датчиков, расположенных соответственно на рабочем конусе, цилиндрШеской ленточку- и. обратном конусе через шлейфы 16 и 17 (фиг. 4) гальванометров осциллографа, ток, протекаюший через шлейфовый гальванометр 17, будет зависеть только от ширины контакта инструмента с заготовкой по обратному конусу, ток, протекаюший через гальванометр 16, будет зависеть от ширин контакта по. цилин;фической ленточке и обратному конусу, а ток в гальванометре 12 будет зависеть от обшей ширины контакта инструмента с заготовкой. Проводя соответствуюшие сопоставления токов, протекаюших через гальванометры 12, 16 и 17,-нетрудно определить иирину контакта инструмента с заготовкой раздельно по рабоче.му конусу, цилиндрической ленточке и обратному коиусч.

Основными преимушествами предлагаемого устройства является то, что оно позволяет не менее чем в 2 раза повысить точность измерения ш.рины контакта инструмента с деталью при д.еформируюш,ем протягивании за счет того, что исключается влияние перекоса деформирующего элемента на измеренную ширину контакта, так как в данном случае измеренная ширина контакта является средним значение.м ,ширины контакта, измеренной в двух диаметрально противоположных сторонах, а также значительно упростить процесс измерения, так как в данном случае он сводится к измерению токов не более чем в трех электрических цепях, величины которых зависят от ширины контакта инструмента с деталью. Применение предлагаемого устройства позволит оптимизировать инструмент для .обработки отверстий с наложением низкочастотных колебаний, внедрение которого позволит получить годовой экономический эффект не менее 80 тыс. руб.

Формула изобретение

. Устройство для измерения nntpiinbi

5 контакта заготовки с инструментом по авт. св. № 645717, оглнчаюи сгя тем, что, с целью повышения точности измерения, деформирующий элемент снабжен дополнительными датчиками контакта, выполненными из 0 электронроводного материала с изоляторами, размешенными без зазора заподлицо с его поверхностью в отверстиях, выполненных в деформирующем элементе по винтовой линии, расположенной диаметрально противопо,1ожно первой винтовой линии, по которой

5 размешены основные датчики контакта.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса изме рения ширины контакта заготовки с инструментом, датчики соединены между собой 0 через резисторы с равным сопротивлением.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью возможности ра:дельного измерения ширины контакта заготовки с инструментом по рабочему конусу, цилиндрической ленточке и обратному конусу, меж5 ду группами датчиков, размешенных i;a соответствующих участках, подсоединеШ) п)иборы для регистрации силы тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ° .NO 645717. кл. В 21 В 37./00, 1976.

(рагЛ

Вид А

&,

8 Ю

liiii

/2

фиг.2.

7/

ГТТТТ1