Устройство для контроля нагрузки на инструмент

(22) Заявлено 06,07.77 (21) 2505030/25-08 (51) М. КЛ.В 23 В 49/ОО с присоединением заявкиГвсударственный комитет СССР(23) Приоритет(53) УДК 621.952, ,8-7,08(088.8) Опубликовано 05.06.80, Бюллетень2 1 нв ленам изобретений и открытийДата опубликования описания 08,06,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАГРУЗКИ НА ИНСТРУМЕНТИзобретение относится к станкостроению и может быть применено при обработке глубоких отверстий малого диаметра,Известно устройство для койтроля нагрузки на инструмент,. содержащее индук 5тивный датчик крутящего момента, контролирующий уровень крутильной деформации торсиона, установленного между инструментом и шпинделем силовой головки Ы.Недостатком устройства является неудобство, связанное с заменой торсионапри переходе на, обработку отверстия другого диаметра, для чего требуется снятькорпус датчика с электромагнитными катушками, с целью устранения предварительного натяга.Цель изобретения - снижение трудоемкости переналадки с одного диаметрасверла на другой и удобство смены инструмента,Эта цель достигается тем, что устройство снабжено подвижным вдоль оси и фик 2сируемым в рабочем положении кольцом свыступающим в направлении перпендикулярном к оси шпинделя цилиндрическимпальцем, и втулкой с винтовым пазом,взаимодействующим с пальцем, проходящим в выполненной на шпинделе осевойпаз, причем втулка установлена на шцинделе с возможностью поворота совместно с торсионом,соединенным с зажимнойцангой, имеющей возможность осевого/перемещения отнесительно торсиона.На фиг. 1 показано устройство дляконтроля нагруяи на инструмент приглубоком сверлении, разрез; на иг. 2 -разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрертка участка втулки с винтовым пазом;на фиг. 4 и 5 - взаимодействие зубчатых сердечников датчика при деформацииторсиона и ее отсутствии,Внутри шпинделя 1 силовой головки нашариках 2 и 3, размещенных в сепарато-рах 4 и 5, установлен йнструментальныйшпиндель 6, несущий цангу 7 со сверлом8. Цанга 7 снабжена пазами под специ38781 ф 5 10 15 20 3 7 алйный съемник при переналааке и подвиж.сно соединена в осевом направлении посредством заклепки 9 с имеющим паз удлинителем 10, в котором закреплен торсион 11.Инструментальный шпинделЬ 6 жестко связан с передним концом торсиона 11, другой конец которого жестко связан с шпинделем 1 через упорную втулку 12 и штифт 13, проходящий через упорное кольцо 14. Между торцами инструментального шпинделя 6 и упорной втулки 12 расположены шарики 15, размещенные внутри сепаратора 16.Зубчатые сердечники 17 и 18 датчика жестко связаны с втулкой 19 через немагнлтные втулки 20 и 21, Зубчатый сердечник 22 связан с втулкой 19 посредством шариков 23, расположенных в сепараторе 24 и посредством винта 25, жестко соединенного с инструментальным шпинделем 6. Зубчатые сердечники 17, 18 и 22 расположены в магнитном поле катушек 26 и 27, смонтированных в корпусе 28, закрепленном на пиноли 29 силовой головки, Катушки включаются в схему управления при сверлении.Втулка 19 установлена с возможностью поворота на шпинделе 1 между торцами упорного кольца 14 и гайки 30, навернутой на шпиндель 1 до упора в его торец.На втулке 19 установлено подвижное вдоль ее оси кольцо 31, фиксируемое в . рабочем положении посредством шарика 32 и пружин 33, размещенных в гайке 30В кольце 31 закреплен с помощью пружинного кольца 34 палец 35, проходящий в выполненный по оси паэ шпинделя 1 через винтовой паэ втулки 19. Осевой люфт шпинделя 6 ограничивается с одной стороны упорной втулкой 12,а с другой компенсатором 36, который совместно с гайкой 30 и втулкой 37 образует лабиринтное уплотнение, обеспечивающее защиту опор качения шпинделя 6.Втулка 37 закреплена на инструментальном шпинделе 6 с помощью пружин- .,ного кольца 38. 25 30 35 40 45 0 Инструмент крепится с помощью заФ жимной гайки 39, наворачивающейся на передний конец шпинделя 6.Устройство работает следующим образом.В рабочем положении торсион 11 скручен на определенный угол для создания предварительного натяга, при этом грани переднего квадратного конца торсиона,размещенные в квадратном гнезде инструментального шпинделя 6, развернуты относительно граней заднего квадратного конца торсиона, размещенных в квадратном гнезде упорной втулки 12, удержи ваемой в постоянном положении относительно шпинделя 1 при помощи штифта 13.Момейт, создаваемый торсионом 11 от скручивания, передается передним квадратным концом торсиона через инст-. трументальный шпиндель 6 и винт 25 на зубчатый сердечник 22 и воспринимается зубчатым сердечником 18, который жестко связан с втулкой 19 через немагнитную втулку 21. Винт 25, соединяющий зубчатый сердечник 22 и инструментальный шпиндель 6, проходит через отверстия втулки 19 и шпинделя с большим зазором, гарантирующим беспрепятственный поворот винта 25 вместе с инстру- ментальным шпинделем 6, Втулка 19сориентирована определенным образом относительно шпинделя 1 при помощипальца 35,В рабочем положении грани квадратного гнезда инструментального шпинделя 6 смещены на определенный угол относительно граней квадратного гнездаупорной втулки 12,При сверлении сверло вместе с инструментальным шпинделем 6 дополнительноскручивает торсион 11. Инструментальный шпиндель вместе с пальцем 35 изубчатым сердечником 22 поворачивается относительно шпинделя 1 зубчатыхсердечников 17 и 18,По мере увеличения прилагаемого насверло момента, зазор "вмежду зубчатыми секторами 22 и 18 увеличиваетсяа зазор, "И" между секторами 22 и17 уменьшается.При переналадке с обработки отверстий одного диаметра на другой (фиг.1)необходимо заменить комплект, состоящий из цанги 7, удлинителя 10 и торсиона 11. Для этого необходимо отвернутьзажимную гайку 39, через паз, имеющийся в кольце 31, утопить в гайке 30подпружиненными шарик 32, сместить вдольоси кольцо 31 в положение переналадкии устранить предварительный натяг натерсионе 1 1, При смещении кольца 31закрепленный на нем палец 35 перемещается в продольном направлении параллельно оси по пазу шпинделя 1 и по винтообразному пазу втулки 19, поворачивая ее на определенный угол, Вместе с втулкой 19 поворачивается, жестко связанные5 7387 с ней через немагнитные втулки 20 и 21, зубчатые сердечники 17 и 18.Зубчатые сердечники 17, 18 и 22 могут занимать взаимное положение посде перемещения втулки 31 в положение пере наладки (фиг.4), которое они занимают из-за того, что зубчатый сердечнш. 18 после поворота перестает воспринимать момент, создаваемый торсионом 11 при предварительном натяге, так как между 0 сердечниками создается зазор,Инструментальный шпиндель 6 вместе с винтом 25 и зубчатым сердечником 22 из-за обратного раскручивания рабочего тела торсиона 11 поворачивается в положение, при котором грани квадратного гнезда инструментального шпинделя совпадают с гранями хвадратного гнезда упорной втулки 12. В этом положении комплект иэ цанги 7 с удлинителем 10 и торсио ном 11 легко вытаскивается и заменяется на новый, предназначенный для сверления другого диаметра.После замены цанги 7 с удлинителем 10 и торсионом 11 кольцо 31 необходимо сместить в прежнее рабочее положение для создания предварительного натяга на торсионе 11. При перемещении кольца 31 вместе с пальцем 35 в обратном направ- Зо ленин втулка 19 за счет взаимодействия винтообразного паза с пальцем поворачивается на определенный угол относительно шпинделя 1. При этом вместе с втулкой поворачиваются зубчатые сердечники 17 и 18. При повороте зубчатого сердечника 18 вначале устраняется зазор (фиг, 4), а затем зубчатый сердечник 18 воздействует на зубчатый сердечник 22 и поворачивает его на некоторый угол (фиг. 5) вместе с винтом 25 и инструментальным шпинделем 6 в положение, при котором грани квадратного гнезда инструментального шпинделя ска 81 6зываются развернутыми йа определенный угол относительно граней квадратного гнезда упорной втулки 1 2,жестко соединенной со шпинделем 1 посредством штифта 13, т,е. рабочеетело торсиона оказывается скрученнымс целью создания предварительного натяга. формула изобретенияУстройство для контроля нагрузки наинструмент, например, при глубокомсверлении, содержащее электромеханический индуктивный датчик крутящего момента с торсионом, размещенным между.инструментом, установленным а зажимнойцанге, и шпинделем силовой головки,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью снижения трудоемкости переналадкис одного диаметра сверла на другой иудобства смены инструмента, устройствоснабжено установленным с возможностьюперемещения вдоль оси шпинделя и фик-сируемым в рабочем положении кольцомс выступающим в направлении, перпендикулярном к оси шпинделя цилиндрическим пальцем, и втулкой с винтовым пазом, взаимодействующим с пальцем, проходящим в выполненный на шпинделе осе-.вой паз, причем втулка установлена нашпинделе с возможностью поворота совместно с торсионом, соединенным сзажимной цангой, имеющей возможностьосевого перемещения относительно торсиона.Источники информации,принятые во внимание цри. экспертизе1. Каталог - справочник Нормализованные узды и детали агрегатных станков и автоматических машин. М, НИИМАЙ,1972, с. 284.7 аа 781 А-А 1 В Составитель И. Покрасовальникова Техред Н, Бабурка Корректор М. Пожо дактор М з 2729/12 Тираж 1160 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская