Способ определения усилий резания при зубофрезеровании

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 7(08: ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННМИ НОМИТЕТ СССРГ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Н. Н. Смирнов и А. 3. Сахаров (71) Волгоградский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53). 621.91 (088.8)(56) 1. Ничков Л, Г. Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента,М НИИМАШ, 1969, с. 68.2. Сахаров Г. Н. и др. Силовые зависимое, ти при зубофрезеровании методом обкатки. Станки и инструмент, 192,7, с. 33 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИ ЛИЙ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВА". НИИ, при котором датчик, выполненный в виде режущего инструмента, установленного на тензометрической оправке, вводят в за,ЯО 1068264 А иепление с однозубой заготовкой, отличающийся тем, что, с иелью повышения точности, в качестве режущего инструмента исполь зуют трехзахадную червячную фрезу, у которой в нормальном сечении профиль первого захода представляет собой прямоугольник шириной, равной ширине периферийной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фрезы, профиль второго захода имеет боковую и периферииные режущие кромки, равные соответствующим кромкам профиля зуба фрезы, а вторая боковая режущая кромка этого профилявыполнена перпендикулярно к периферийной кромке, профиль третьего захода представляет собой полный профиль зуба фрезы, а наружный диаметр заготовки выполняют равным величине За(п + 1), где гп - модуль фрезы, п - на э туральное число,45 50 тимальйых схем резания и режимов обработки; что невозможно осуществить с помощью известного устройства.Целью изобретения является повышение точности измерений усилий резания, возникающих при независимой работе режущих кромок зуба червячйой фрезы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения усилий резания при зубофрезеровании, при котором датчик, выполненный в виде режущего инструмента, установленного йа тензометрической оправке, вводит в зацепление с однозубой заготовкой, в качестве режущего инструмента используют трехзаходную червячную фреэу, у которой в нормальном сечейин профиль первого захода представляет собой прямоугольник шириной, равной ширине периферийной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фрезы, профиль второго захода имеет боковую и периферийные режущие кромки, равные соответствующим кромкам профиля зуба фрезы, а вторая боковая режущая кромка этого профиля выполнена перпендикулярно периферийной кромке, про филь третьего захода представляет собойполный профиль зуба фрезы, а наружный ди-" аметр заготовки выполняют равным величине Зв(п + 1), где т - модуль фрезц, ивнатуральное число,Повышение точности измерений усилийрезания, возникающих йа каждой из трех режущих кромок зуба фрезы, достигается тем, что способ позволяет без какого-либо моделирования, йепосредственно на зубофрезерном станке в реальных условиях процесса зубофреэеровайия измерить усилия резания, возникающие при независимой работе каждой режущей кромки зуба. фрезц эа счет того, что.датчик содержит три группы измерительных элементов,. режущие кромки которых расположены на поверхности трехзаходйого червяка, поэтому кинематика работы датчика в процессе измерения идентична кинематике работы зубьев фре-. зы в реальном процессе зубофрезероваиия Измерительные элементы датчика,. составляющие три группы, в нормальном сечении представляют собой на первом заходе прямоугольник с шириной, равной ширине вершинной кромки зуба фрезы, поэтому при прорезании первым заходом датчика единственной впадийы однозубой заготовки в процессе резания участвуют только периферийные кромки первой группы измерительных элементов, и осциллограф зарегистрирует толь-ко усилия резания, соответствующие усилиям резания, возникающим при зубофреэеровании только йа периферийных кромках зуба фрезы. На следующем обороте эту же впадину формирует второй заход датчика, измерительйце элементы второй группы которого в йормальйом сечении имеют профиль зуба фрезц, у которого одна боковая сторона перпендикулярна периферийной кромке, а значит в процессе резания участвуют только те боковые режущие кромки измерительных элементов датчика, которые соответствуют профилю фрезц с одной работающей режущей кромкой, при этом осциллограф зарегистрирует усилия резания, соответствующие усилиям резания, возникающим при зубофреэеровании йа соответствующей боковой режущей кромке червячной фреэц. На третьем обороте эту же впадину формирует третий заход датчика, измерительные элементы третьей группы которого в нормальном сечении имеют полный профиль фреэы, таким образом; в процессе резания участвуют другие боковые режущие кромки, которые соответствуют оставшейся режущейкромке фрезы, а осциллограф зарегистрирует при этом соответствующие усилия резания. Описанная последовательность участия трех групп измерительных элементовдатчика в резании однозубой заготовки в процессе измерения усилиВ резания обеспечи-.вается тем, что наружный диаметр однозубой заготовки Ря = Згп(п.+ 1), где щмодуль фрезц; п - натуральное число, т, е,диаметр выбирается таким, чтобы число эу мой полачи Бросуществляется вручную. По.сле включения главного движения п, в резании впадины одноэубой заготовки 5 на первом обороте принимает участие первый заход 6 датчика 1, содержащего первую группу измерительных элементов, имеющих в нормальном сечении прямоугольник шириной, равной ширине вершинной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фрезы.Измерительные элементы первого захода 6 датчика 1 работают только периферийными режущими кромками, усилия резания соответствуют на них усилиям, возникающим на периферийных режугцих кромках зубьев фреэы при их независимой работе. Возлействуя иа тенэометрическую оправку 2 через датчик 1, они деформируют оправку, на которой наклееяы проволочные тензорезистр.ры, и образуют сигнал рассогласования, который, усиленный усилителем 3 будет зарегистрирован осциллографом 4. На втором обороте, прорезанную первым заходом 6 впадину; будет формировать второй заход 7 датчика 1, содержащий измерительные элементы второй группы, имеющие в нормальном сечении профиль зуба фрезы, у которо.го одна боковая режущая кромка периенли кулярна периферийной. Измерительные элементы второго захола 7 работают только режущкми кромками, соответствующими профилю фрезы, поскольку периферийная кромка первого захола уже сформировала впадину ка предыдущем захоле. Таким образом, на втором обороте заготовки 5 осциллограф ,4 по той же схеме зарегистрирует усилия резания, возникаюгцие на олной боковой режущей кромке фрезы ири ее независимой работе. На третьем обороте впадину обрабатывает третий захол 8 латчика 1, солержащий . измерительные элементы третьей группы, имеющие в нормальном сечении полный профиль фрезы, т. е. на третьем заходе 8 в резании участвуют только те режущие кромки измерительйых элементов, которые соответствуют другим боковым режущим кромкам фрезы, и осциллограф 4 зарегистрирует, усилия резания, соответствующие усилиям резания, возникающим на этих боко вых режущих кромках зубьев фрезы при кх независимой работе. Для обеспечения описанной последовательности участия работы заходов 6 - 8 датчика 1 в формировании впадины однозубой заготовки 5 ее наружный диаметр Р= Зв(п + 1), где пз - модуль фрезы; п - натурально число, т. е. равен диаметру такой заготовки ири реальном зубофрезероваиии, у которой число зубьев наединицу больше числа, кратного числу заходов датчика, при этом условии всегда обеспечивается необходимый порядок рабо.ты заходов датчика 1. бьев заготовки, соответствующей реальному процессу эубофреэерования, было бы на единицу больше числа, кратного, числу заходов датчика, при таком условии всегда обеспечивается необходимый порядок работы заходов датчика. На фиг. 1 показано устройство для реали. зации способа, общий вид; на фиг. 2нормальное сечение з"рехзаходной червячнойфрезц. ментов, режущие кромки которых расположены на поверхности трехзаходкого червяка (фиг. 2). Измерительные элементы в нормальном сечении представляют собой на первом заходе 6 прямоугольник шириной, равной ширине периферийной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фреэы, они прелназиачены для регистрации усилий резания, возникающих при независимой работе периферийной кромки фрезы; на втором заходе 7 - профиль зуба фрезы, у которого одна боковая режущая кромка пер" 30 35 пендикулярна к . периферийной, этот заход. предназначен лля регистрации усилий, вознккающих ири независимой работе режущей кромки фрезц, имеющей одинаковый с измерительным элементом профиль; на третьем захоле 8 - полный профиль фрезы, предназначенный для регистрации усилий, возникающих при независимой работе третьей кромки фрезы.Для обеспечения необходимой последовательности работы заходов датчика однозу. 40 45 бая заготовка 5 (фиг, 1) и имеет наружный диаметр Р = Згп (и+1), где гп = модуль- фрезы; п - натуральное число,.Способ осуществляется следующим образом.После врезаиия датчика 1 (фнг. 1) воднозубую заготовку 5 механическую подачуотключают и заготовку 5 обкатываютполных 3 оборота без подачи о с тем, чтобы впадина была полностью сформирована. Затем ориентируют заготовку 5 и подводят к датчику 1, величина нредполагаеТаким образом, способ позволяет безмоделирования, с высокой точностью опре 20Измерительное устройство лля реализации способа (фиг. 1) состоит из фрезыдатчика 1, теизометрической оправки 2, усилителя 3, осцкллографа 4 и однозубой заготовки 5 и предназначено для определения усилий .резания при зубофрезеровании. Датчик солержит три группы измерительных эле1068264 Составвтаь В. Влодавс Пушненкова Техред И. Вмрес 5/11 Тираж 7:24 ВНИИПИ Государствееео комите но делам наобуФтеаМВ и от кр 113035, Москва, Ж - 35, Раущская н Филиал ППП сПатеитэ, г. Ужгород, ул.киВКорректор А. ТяскоПодписноета СССРытнВаб., д. 4/5Проектная, 4 РедакторЗаказЩ 6 ф делить непосредственно йа зубофрезерномстанке усилия резания, возникающие принезависимой работе на. каждой из трех ре.жущих кромок зуба червячной фрезы. Онпозволяет также зарегистрировать усилия резания при одновременной. работе всех трехрежу 1 цих кромок зуба фрезы.1 равнение динамических характеристик,полученных при независимой работе и суммарной работе режущих кромок зубьев фрезы, позволяет судить о целесообразноститой или иной конструкции фрезы и наметитьпути модерниэации инструмента, а такжеоптимизировать режимы резания,Все это позволяет сократить дорогостоя щие стойкостные и другие специальные ис:ледования и, следовательно, сохранить ин. струмент и материалы, используемые для их проведения. Для стойкостных испытаний одной конструкции фрезы на различных режимах резания необходима партия деталей иэ 120 щт. Предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определить нагрузки, а значит и характер износа не каждом зубе фрезы при различных режимах, используя толька одну-две заготовки.