Стенд для измерения радиального перемещения инструмента

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 21. 04. 78 (21) 2610329/25-08с присоединением заявки Йф -Государственный омнтет СССР но дедам язобретеннй и фтрытня(7 ) Заявитель Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт(54) СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЦЕНИЧИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследовании поперечных колебаний инструмента для обработки глубоких отверстий и, прежде всего, инструмента для глубокого сверления с наружным подводом смазочно-охлаждающей жидкости.Известен стенд для измерения вели-. чины и направления радиального пере мещения инструмента, в котором измерители вынесены из эоны обработки и расположены снаружи неподвижной трубы, содержащей рабочую головку. В трубе выполнены радиальные отверстия, в ко торых установлены штыри, одним концом контактирующие с корпусом головки, а другим - с измерителями. Стенд обладает широкими возможностями в отношении типоразмера исследуемых 20 расточных головок 11.Однако данный стенд не может быть использован для измерения радиально.го перемещения рабочей головки при обработке глубоких отверстий с наруж ным подводом СОЖ. Это вызвано тем, что обрабатываемый образец установлен с зазором по отношению к внутренней поверхности трубы, Недостаток данного стенда состоит также в том, что рабо чая головка базируется не на поверх;ность обрабатываемого отверстия, ана точно обработанную поверхностьнеподвижной трубы. В связи с этим условия проведения экспериментов не соответствуют реальным условиям обработки, что снижает ценность результатов исследования. Кроме того, данный стенд мало пригоден для динамических исследований, особенно при больших условиях резания, характерных для сверления. Это обусловлено недостаточно жесткой установкой обрабатываемого образца, который опирается на винты, укрепленные в неподвижной трубе, с возможностью вращения относительно опор.Известен также стенд, .содержащий расточную головку, укрепленную на борштанге, державку для установки обрабатываемого образца (втулки) и измерительное устройство в виде оправки с тенэобалками. Тензобалки контактируют с корпусом расточвой головки, причем один ряд тенэобалок размещен внутри корпуса, а другой снаружи 2.Недостаток этого стенда состоит в ограниченной номенклатуре исследуе;мых инструментов. Он может быть исйольэбван для измерения радиального практически устраняет ограничения по"перемещения только расточных головок номенклатуре исследуемых инструментов.причем такого типоразмера, при кото- Однако Реализация этой универсальнойром внуТри корпуса головки можно раэ- схемы измерений имеет практическийМестить оправку с тензобалками. Для смысл лишь если участок борштанги,аналогичных измерений при сверлении э расположенный в маслоприемнике, имеетглубоких отверстий стенд непригоден, воэможность беспрепятственного ради"так как при расположении рабочей го- ального перемещения под действием приловки в глухом отверстии, что харак- ложенной к головке силы резания. В" терно"для сверления, невозможно уста- существующих маслоприемниках борштанновить оправку с тензобалками состо- га опирается на корпус маслоприемника,роны головки. Недостатками стенда яв- установленного в передней стойке стан-Оляются также неудобство тарировки тен- ка.. эобалок, размещенных внутри головки, В предлагаемом стенде вынос точеквлияние температурных факторов на точ- контакта тенэобалок с инструментом вность йзмерейия, возмбжность попада- открытую зону требует устранения опония активной СОЖ на измерители. 15 Ры борштанги в маслоприемнике. ЭтоЦель изобретения - расширение но- достигается за счет зазора междУ бор-,менклатуры исследуемых инструментов. штангой и корпусом маслоприемника вукаэанная цель достигается тем,местах их сочленения и применениячто"в"стейде; содержа 6(ем инструмент радиально-подвижного узла уплотненияв виде рабочей головки, укрепленной 2 О борштанги. Наличие зазора вызываетна борштанге, державку для установки необходимость его уплотнения, достиобрабатываемого образца, маслоприем- гаемого за счет того, что корпус сальйик, один конец которого, снабженный вика, уплотняющего зазор, установленсальником, охватывает борштангу, ас воэможностью радиального перемещедругой герметично связан с образцомния и снабжен торцовым уплотнением,и измерительное устройство с тенэо- Кроме того, применение радиально-подбалками, тензобалки измерительного вижного уплотнении обеспечивает герУстРойства контактиРУют с откРытым метиэацию борштанги, что необходимоучастком борштанги вблизи маслоприем- для работы маслоприемника.ника. Корпус маслоприемника в месте Благодаря конструктивным особеинос" сочленения с борштангой выполНен по тям маслоприемника становктся ЦЕЛеотношению к ней с зазором, обеспечи- сообразным размещение измерителей ввающим необходимое радиальное переме- открытой зоне борштанги вблизи узлащение борштанги, Корпус сальйика, уп- уплотнения, поскольку, вследствиелотняющего этот зазор, устанбвлен с беспрепятственного радиального .перевозмокностью радиального перемещения З 5 мещения участка борштанги, прилегаюи снабжен торцовым уплотнением.щего к головке по величине и направП обработке глубоких отверстий лению его перемещений можно судитьри оособенно при сверлении, когда СОЖ по- о величине и направлении пере щеме"дается в зону резания под высоким ния головки. Нри этом от перемещенийдавлением, затруднительно измерять 40 рассматриваемого участка борштангирадиальные перемещения рабочей голов- с достаточной точностью можно перейкй, находящейся в обрабатываемом от- ти к перемещениям головки, так какверстйи. Вместе стем, учитйвая, что расстояние от головки до измеряемогорабочая головка жестко связана с бор- сечения мало (500-700 мм) по сравнештангой, можно измерять радиальные 4 нию с длиной инструмента.перемещения участка борштанги, приле- Следует отметить, что в большинстгающего к головке, Измерив величину ве случаен достаточно ограничитьсяй направление радиальных перемещений изучением влияния тех или иных факуказанного участка борштанги в двух торов, например режймов резания, найоперечных сечениях; можно с доста- р перемещения борштанги, не переходя кточной точностью судить о величине и перемещениям головки, Это обусловленаправлении радиального перемещения но тем, что перемещения участка боршголовки, вызывающего перемещение борщ-танги, прилегающего к головке,в оптанги. Однако измерять перемещения ределенном масштабе отражают перемеучастка борштанги, прилегающего к щения головки . Например, н качествеголовке, при расположении этого участоптимального режима сверления целека в отверстии также затруднительно. . сообразно принять тот режим, при коуказанные трудности можйо уотра-тором прй"йрочйх-равных условиянить, если при сверлении отверстия в амплитуда поперечных колебаний расобразце малой длины производить изме- сматриваемого участка борштанги окарения перемещений прилегающего к го О эынается минимальной.ловке участка борштанги в ее откры- На фиг. 1 представлен продольныйтой зоне эа маслоприемником. При этом разрез стенда, общий вид; на фиг.2вынос точек контакта тенэобалок изме- узел Т на фиг. 1; на фиг. 3 - разрезри ельного устройства иэ зоны рабочей А-А на фиг. 1; на фиг, 4 - схема иэтголовки в открытую зону борштанги у мервний, реализованная на стенде.Предлагаемый стенд содержит инструмент для глубокого сверления в виде рабочей головки 1, укрепленной на борштанге 2, державку 3 для установки обрабатываемого образца 4, маслоприемник 5 и измерительное устройство 6.Для измерения радиального перемещения инструмента в двух поперечных сечениях, осуществляемого на открытом участке борштанги 2 за масло- приемником 5, измерительное устройство 6 выполнено в виде двух стоек, оснащенных поворотными кронштейнами 7, в КОТОрых укреплены тензобалки 8. наконечники тенэобалок 8 контактируют с борштангой 2, причем тензобалки до-: полнительно прижаты к борштанге пру жинами 9, Стойки с тенэобалками установлены на станине стенда.ВЫнос точек контакта тензобалок с инструментом в открытую зону борштанги за маслоприемником требует обес) печения беспрепятственного радиального перемещения участка борштанги, прилегающего к рабочей головке, С этой целью корпус 10 маслоприемника 5, установленного в передней стойке 11 стенда научастке сочленения с борштангой 2, выполнен по отношению к последней с зазором 12, Кроме того, узел 13 уплотнения в маслоприемнике установлен с возможностью радиального перемещения.,ЗО Радиально-подвижный узел 13 уплот" кения борштанги 2 содержит корпус 14, в котором размещен сальник 15, Для затяжки сальника служит втулка 16 и гайка 17, которая навинчена на корпус 14. При полностью затянутой гайке 17 сальник 15 обжимает борштангу 2Сальник 15 имеет малую длину по сравнению с диаметрбм борштанги, а 40 корпус 14 и втулка 16 выполнены с зазором 12 по отношению к борштанге. ем самым узел уплотнения не препятствует изгибу борштанги на участке, проходящем в данный момент времени через уплотнение. Корпус 14 установлен с зазором 18 в расточке 19, выполненной с торца хвостовой части корпуса 10 маслоприемника. Со стороны, обращенной к торцу расточки 19,корпус 14 снабжен торцовым уплотнением, например уплотнительным кольцом 20 из резины. Для уплотнения стыка между корпусом 14 и торцом расточки 19 корпус 14 поджат к торцу расточки посредством гайки 21, навинченной на корпус 10 маслоприемника. При этом обеспечен контакт уплотнительного кольца 20 с торцом расточки 19. Однако усилие поджатия таково, что корпус 14 имеет воэможность радиаль- Щ ного перемещения совместно с борштангой 2, тем самым не препятствуя радиальному перемещению последней. Кроме того, укаэанное перемещение корпуса 14 возможно благодаря эазору 18. 65 Следует отметить, что корпус 14имеет достаточно малую массу и уста.новлен с воэможностью перемещения относительно корпуса 10 маслоприемникас легким трением, что практически неизменяет параметров колебательнойсистемы инструмента и не сказываетсяна величинеего радиального перемещения в измеряемых сечениях.Державка 3 для установки обрабатываемого образца 4 может быть выполнена в виде трубы один конец которойзакреплен в патроне 22 стенда, а другой поддерживается люнетом 23. В державке (трубе) 3 со стороны обработкиустановлен обрабатываемый образец 4,выполненный,в случае сверления, в виде сплошной заготовки. Крепление образца осуществляется винтами 24 ифланцем 25 с винтами 26, Образец 4имеет конический выступ, посредствомкоторого он герметично связан с мас-лоприемником 5. Длина образца150-300 мм. При этом расстояние отторца рабочей головки в конце сверления до места контакта тенэобалок измерительного устройства с открытымучастком борштанги мало по сравнениюс длиной инструмента.Борштанга 2 одним концом укрепленав патроне 27 каретки стенда. На другом конце борштанга имеет резьбовойхвостовик для установки и закреплениярабочей (сверлильной) головки 1. Прииспользовании борштанги большой длинымежду измерительным устройством 6 икареткой стенда уетанавливается опора28, поддерживающая борштангу. В связис применением обрабатываемого образцамалой длины, изменением положения опоры 28 вдоль инструмента достигаетсяимитация глубины сверления. При отсутствии опоры 28 глубина сверления равна длине применяемого"инструмента.При наладке измерительного устройства 6 поворотные кронштейны 7 с тензобалками 8 устанавливаются таким образом, что точки. контакта с борштангой 2 одной пары тензобалок, размещенных на разных стойках, находятся водной диаметральной плоскости борштанги, совпадающей с плоскостью, вкоторой расположено режущее лезвиерабочей головки 1, При этом точкиконтакта другой пары тенэобалок располагаются в плоскости, перпендикулярной укаэанной. Тарировка тензобалок осуществляется путем установкищупов известной толщины между наконечником тенэобалки и борштангой.Перед измерением в образце 4 обрабатывается самой головкой отверстиепод заход направляющих головки. Приэтом головка сначала базируется навнутреннюю поверхность корпуса 10маслоприемника 5, а затем на поверхность обработанного отверстия.Предлагаемый стенд работает следующим образом,7 781026 8При."сверлейии -отверстия в образце торых эти перемещение измеряются. Пос 4 б чая головка 1 вследствие кали- кольку расстояния Г и Й известны, тора о32 Учйя тотечйриложения сйлы резания от по величине перемещений 2, 2о ительно йередйих концов"найравляю- можно путбм неслбжных расчетов о реЯйй";, установленных"йа"головке, йот= дйййть"радИЗльные перемещения головки.носительно продольной оси головки со- з Таким образом, предлагаемый стенд"вешает угловые колебания, приводящие пОэволяет расШИрить номенкдатуру ись"перемещению ее попереч-следуемых инструментовпоскольку при"к"ради аль ясному"ных сечений, На головку действует" сийсследований на стенде любого инструлареэайий" представленная составляю- :;мента"независимо от его конструкции,щими Р , Р и Р, (Фиг. 4). "- "типоразмера, способа подвода СОЖ моучитывая, что головка жестко свя-гутбыть йзмерены радиальные перемезана с борштангой 2; радиальные пере- , щения борЫтанги в открытой зоне замещения головки вызывают деормацию : маслоприемником.(изгиб) борштанги 2. В связи с отсутстВием опоры борйтаНГИ в корпусе мас-.лоприемника 5 благодаря зазору между 15 формула изобретениякО йусбМмаслоприемника и борштангой"й и именению радиальйо-подвижйого"уз- Стейд дляизмерения радиальногола 3 уппотйенйя,"-псперечНЫЕ СЕЧЕНйЯ ПЕрЕМещениЯ иНСтрумЕНта При обработборштанги в зоне установки тензоба- ке глубоких отверстий, содержащяйлок 8, поджатых к борштанге; переме- Щ инструмент в виде рабочей головки,"щакутся в радиальном направлении. При укрепленной набоштанге, державку .этом сбвместно с борштангой переме- для установки обрабатываемого обраэ"щаеФсяи узел уплотнения, что обес- ца, маслоприемник, один конец котопечйвает герметиз,ацию борштанги в рого, снабженный сальником, охваты - маслоприемнике. Радиальные переме- .вает борштангу, а другой герметичнощения борштанги 2 приводят к изгибу . связан с образцом, и Измерительноетенэобалок 8, деФормации тенэорезис- устройство с тензобалками, о т л и="Тб 76 в-"и"появлению сигналов в регистри- ч а ю щ и й с я тем; что, с цельюрующей аппаратуре. Одновременно про- расширения"йомейклатуры исследуемыхизводится регистрация радиальных пе- инструментов, измерительное устройреме , . ,- ЗОемешений 2 У и 2, У в двух попе- ЗО створазмещено вне зоны рабочей горечных сечениях 1-Т и 11-Н,"йричем"в"ловки за маслойриемником, корпус кокаждомсечении измеряются перемеще-" торого вместе сочленения с боршт нния 2 , уи 2 , у в двух взаимйо пер-гой выполйен по отношению к ней с.1З.ф 2,зазором, обеспечивающиваюким необходимоеЗ 5 радиальное перемещение борштанги подУчитывая, что расстояния 0 и Р действием усилий резания, причем кор;-ма -ы по равнению с длиной инструмен- пус сальника, у " кй а"йлотнякМегоэтот эатаи, кроме того, сечение Т-Т нез- зор, устайовлей"также"с воэможностьюначительно удалено от"режущего ЪЖвия, радиального перемещения совместно сй и сйабжен торцовым уплотнаправление радиальных перемещений 4 О борштангой и сб "штанги в измеряемых сечениях соот- нением,орветствует направлению радиального пе- Источники Фор ц гинФо ма иипринятые во внимание при экспертизеремещения рабочей головки .У У " 1. Авторское свидетельствоство СССР5 5528 й. В 23 Й 17/16, 25.08.76.781026 Составитель В . Алексеенко ва Техред А,Ач Корректор