Устройство для измерения составляющих силы резания при зубофрезеровании

(19) (11) 9 4 (51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф 18 В.А. о ы народов 88.8)видетельство ССС Ь 5/16, 1962 ОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБО- на оправке которого за с возможностью взаидеформируемыми элемени датчики, о т л и,(54) (57) УСТ СОСТАВЛЯЮЩИХ ФРЕЗЕРОВАНИИ .размещена фр модействия с(12) А.Д. Шустикови Али Саег (Ливан)(прототип). ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения осевой,радиальной и окружной составляющихсилы резания, деформируемые элементы выполнены в видо четырех симметрично расположенных на оправке выступов, в каждом из которых в направлении трех осей координат образованы три паза, а взаимодействие фрезыс деформируемыми элементами осущест-.вляется посредством введенных вустройство втулки с четырьмя внутренними продольными выступами, шариков и плоских клиньев, при этом между каждой парой выступов оправки ивтулки с одной стороны зажаты с натягом шарики, а с другой - расположены плоские клинья.Изобретение отнОсится к машиностроению и может быть использовано для измерения составляющих силы резания при зубофреэеровании цилиндрических зубчатых колес, 5Известно устройство для измерения составляющих силы резания при зубофрезеровании, на оправке которого размещена Фреза с возможностью взаимодействия с деформируемым элементом, несущим датчики. В качестве деформируемого элемента используются латунные измерительные столбики, на которые нанесены проволочные датчики сопротивления 11. 15Недостатками этого устройстна являютсх,невысокая точность, а также то, что им можно производить только измерение крутящего момента и осевого усилия. 20Целью изобретения является повышение точности измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания.Постанленная цель достигается 25 тем, что в устройстве для измерения составляющих силы резания призубофрезеронании, на оправке которого размещена Фреза с возможностью взаимодействия с деформнруемыми 30 элементами, несущими датчики, послед- ние выполнены в виде четырех симметрично расположенных на оправке выступов, в каждом из которых в направлении трех осей координат образованы ц три паза, а взаимодействие фрезы с деформируемыми элементами осуществляется посредством введенных в устройство втулки с четырьмя внутреннимипродольными выступами, шарикон и 40плоских клиньев, причем между каждойпарой выступон оправки и втулки с одной стороны зажаты с натягом шарики, а с другой в .расположены плоские клинья, 45На Фиг. 1 схематически изображено устройство, общий вид;. на Фиг. 2 - де- Формируемые элементы в виде выступов па оправке; на фиг. 3 - сечение А-Ана Фиг. 1.50Устройство состоит из оправки 1, ца которой закрепляется фреза 2. В оправке образованы четыре симметрично расположенные по окружности продольные выступы 3, в теле каждого 55 из которых выполнены три паза 4-6 аоотнетственпо по одному на кажцое направление координатной оси. Образованные пазами 4-6 тонкие перегородки 7"9 играют роль упругих элементов, на которые наклеиваются полупроводниковые тенэорезисторы, На оп ранке монтируется втулка 10 с торцовыми выступами, которыми она входит в торцовый паз фрезы, обеспечивая тем самым надежную передачу кру тящего момента с оправки на Фрезу.На внутренней поверхности втулки .образовано четыре радиальных выступа 11, которыми она контактирует через шарики 12 с выступами 3 оправки 1. Мехду выступами оправки и втулки установлены плоские клинья-.13, перемещение которых к оси оправки осуществляется винтами 14, При смещении клина 13 к оси оправки выступ 11 втулки 10 деформируется, Благодаря наличию сквозных пазов 15 и 16 шарики зажимаются между плоскими поверх ностями выступов 11 и 3, обеспечивая .надежный контакт в стыке выступ 11 втулки - шарик 12 - выступ 3 оправки и создавая предварительный натяг на датчике, измеряющем изменение окружной составляющей силы резания, и, следовательно, крутящего моментаВдоль оси втулки на определенном расстоянии от ее оси образованы четыре конических отверстия с резьбой на одном конце, угловое положение которых определяется угловым положением выступов оправки. В отверстия входят срезанные конические штифты 17; осевое перемещение которых осуществляется винтами 18. Срез на штифте 17 выполнен так, что плоскость среза строго параллельна оси штифта иплоской наружной поверхности выступа 3 оправки 1, Штифт выполняет роль клина. Между плоскими поверхностями штифта-клина 17 и выступа 3 оправки установлен шарик 19, При смещении клина вдоль своей оси происходит зажим шарика 19 между плоскими поверхностями, что обеспечивает надежный контакт н стыке втулка 10 - клин 17 - шаоик 19 - выстчп 3 опоавки. и создается предварительный натяг. на датчике, измеряющем изменение радиальной составляющей силы резания.Наличие четырех симметрично расположенных штифтов 17 гарантирует надежное центрирование втулки относительно оправки.Между дном втулки 10 и торцами выступов 3 оправки установлены че3 11558 тыре шарика 20 (по одному на каждый выступ), Надежность контакта дно втулки 10 - шарик 20 - торец втулки 3 оправки обеспечивается шайбой 21 и винтами 22. При ввертывании вин-тов 22 шайба 21 перемещается вдоль оси оправки и упирается своим торцом в торец выступа оправки 1, Дальнейшее затягивание винтов вызывает смещение втулки 10 вдоль своей оси 10 и поджим шариков 20 к торцу выступов 3 оправки 1, обеспечивая предварительный натяг на датчике, измеряющем осевую составляющую силы резания. 15В устройстве имеется радиальный 23 и упорный 24 подшипники, устраняющие влияние трения между базовыми поверхностями фрезы и оправки на точность измерения составляющих 20 силы резания. Составляющие силы резания передаются от фрезы на втулку и затем через шарики на соответствующие датчики - преобразователи,Устройство работает следующим 25 , образом. 79 4При наличии любой из составляющих силы резания проис одит деформация соответствующей стенки паза (упругой перемычки). Деформация измеряется с помощью полупроводниковых тензорезисторов, накленных на перемычки пазов, Тензорезисторы, предназначенные для измерения одной из составляющих силы резания,. соединены между собой известными способами в мостовую или полумостовую схему. Для измерения знакопеременных составляющих силы резания может быть использована потенциометрическая схема. Сигнал с тензорезистора, пропорциональный деформации упругих перемычек, поступает на тензометрические усилители и затем в канал контроля и регистрации составляющих силы ре- зания Положительный эффект от использования изобретения обеспечивается за счет повышения точности измерения осевой, радиальной и окружной составляющих силы резания,1155879 Я ф 779 Составитель В. Слитковдактор М, Недолуженко Техред С,Мигунова ектор А. Обручар одпис шиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн з 3129/36 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрете 113035, Москва, Ж