Установка для исследования образования отклонений формы деталей при шлифовании

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 921821 Союз СоввтскикСоциалистическиеРеспубики(51) М. Кл. В 24 В 49/ООУ 6 01 В 7/28 с присоединением заявки М 9 вуааретееиый комитет СССР ав девем изебретенкй н етерыткй. 9 (088. 8) Дата опубликования описания 23.04.82 АЙЪуЮ. К. Новоселов и Е, Ю. Татаркин1Фл,Алтайский политехнический институт им., И. Ползунова(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯОБРАЗОВАНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ШЛИФОВАНИИ Поставленная. цель достигается тем, точто установка дополнительно снабжена датчиком взаимного расположения кру" .га и детали, установленным на шлифовальном круге и состоящим из подпру" жиненного индентора-выключателя, подключенного через токосъемник и источник питания к входу.шлейфового осциллографа, отметчиком фазового расположения, установленным на. детали и выполненным в виде диска с проре" 20зью; датчиком фазового расположения детали, закрепленным на столе станка и выполненным в виде фотодиода, подключенного к входу шлйфового осциллографа, а устройство для записи 1Изобретение относится. к машиностроению и может быть использовано приэкспериментальных исследованиях операция шлифования,Известна установка для исследования закономерностей развития волнистости круга и изделия при шлифовании,содержащая тензометрические центры,тензометрический усилитель, шлейфовый осциллограф, устройство для медленного вращения круга, плоскопружинный щуп,для записи профиля круга Фотоэлемент для фиксации полного оборота, кругломер для записи профиля изделия 13Недостатками данной установки являются наличие дополнительных погрешностей, возникающих при записи профиля детали вне станка; отсутствие датчиков взаимного фазового расположе"ния исследуемых профилей круга и детали в процессе шлифования, невозможность записи и исследования участковдетали, обоазованных за один из оборотов шлифовального круга, с регист" рацией при этом усилий резания и вибраций элементов технологической си" , стемы.Цель изобретения - повышение точности исследований образования отклонений формы деталей,3 92182профиля выполнено в виде щупа и датчика перемещения,Кроме этого, датчик взаимногорасположения круга и детали черезсчетчик импульсов соединен с запоминающим осциллографом,На фиг. 1 представлена блок-схемаустановки при записи профилей деталии круга; на фиг. 2 - то же, в процессе шлифования; на фиг. 3 - лента шлей-офового осциллографа; на фиг.4 - профили заданного сечения детали до и пос"ле шлифования; на фиг. 5 - поверхность шлифованной детали с метками,оставляемыми индектором датчика взаимного расположения.Установка содержит щуп 1 с твердосплавным радиусным наконечником(К = 25 мм) и датчиком 2 перемещения,который закреплен на кожухе станка, Взоне привода шлифовальной бабки установлен датчик фазового расположения круга 3, состоящий из освещаемогофотодиода, а на шпинделе закрепленотметчик фазы круга 4 в виде дискас прорезью, Щуп 5 с алмазным радиус-.ным наконечником (г = 1,5 мм) и датчиком 6 перемещения помещен нз столестанка. Для записи профилей использован усилитель 7 и двухканальный самописец 8. Установленный на столе станка датчик фазового расположения дета"ли 9 представляет собой освещаемыйфотодиод. Отметчик Фазового расположения 10, закрепленный на детали 11,выполнен в виде диска с прорезью. Исследуемые образцы при записи и шлифо"вании устанавливают ся в тензометричес"кие центра 12 (Фиг. 2), На круге 13закреплен датчик взаимного располоожения круга и детали 14.В его состав входит подпружиненныйиндентор-выключатель который включенв электрическую цепь источника пита"ния (ИП) через токосьемник 15. Острие индентора и отметчик Фазы. круга4 имеют одинаковое угловое расположение. На круге 13 также закрепленыдатчики-акселерометры 16 В качестверегистрирующих приборов использованыусилитель 17 сигналов датчиков-аксе- флерометров, тензометрический усили"тель 18, шлейфовый осциллограф 19,запоминающий осциллограф 20, счетчик21 импульсов.Установка работает следующим об- Ыразом.Перед началом обработки щуповымметодом записывается поперечное се 1 4цение К-К круга 13, Для этого щуп 1 с датчиком перемещения 2 (фиг. 1) вводится в контакт с кругом 13, которому сообщается медленное вращение. Электрический сигнал с датчика 2 возникающий в результате перемещения щупа 1 под действием волн на круге 13, через усилитель 7 подается на первый вход двухканального самописца 8. Записанный сигнал представляет собой профиль заданного поперечного сечения круга в прямоугольной системе координат. 8 момент пересечения прорезью диска отметчика Фазы 4 зоны освещаемого Фотодиода датчика Фазы 3 возникает электрический сигнал, который подается на второй вход самописца 8 и делает отметку о начале и конце полного оборота круга 13.Аналогично записывается профиль исследуемого поперечного сечения Д-Д детали 11. Для этого ей сообщается медленное вращение. Цуп 5 с датчиком 6 перемещения вводится в контакт с деталью 11. Деформации щупапод действием волнистости детали с помощью датчика перемещения 6 и усилителя 7 записываются на ленту самописца 8, Отметка полного оборота на ленте производится с помощью датчика фазового расположенйя детали 9 и отметчика фазы 10.После записи профилей совершается рабочий проход, При этом направление продольной подачи Бу выбирается так, чтобы след от индентора, входящего в состав датчика взаимного расположе" ния 14, оставался на обработанной поверхности. Продольная подача стола 5 и число оборотов детали й выбираются таким образом, чтобы за один оборот детали 11 стол переместился на высоту шлифовального круга Н, т,е. 1где К В- коэффициент использования высоты круга, для процессов цистового и тонкого шлифования КВ = 0,60,8,В момент совершения рабочего прохода (фиг, 2) на ленте шлейфового осциллографа (фиг. 3) одновременно записываются: с помощью тензометрического усилителя 18 и тензометрических центров 12 нормальная Р и тангенциальная Р- составляющие силы резания; вибрации шлифовального круга13, регистрируемые с помощью датчи5 9218ков-акселеромет ров 16 1 элект рическийсигнал с датчиков 13 снимается с помощью токосъеМника 15 и подается черезусилитель 17); электрические сигналыс датчика фазы круга 3 и датчика фазы детали 9, которые возникают приосвещении соответствующих фотодиодов;сигналы датчика взаимного расположения круга и детали 14, возникающие втот момент, когда подпружиненный индентор датчика, являкщийся выключателем, замыкае цепь источника питания. Вибрациям детали в горизонтальной плоскости соответствуют колебаниясоставляющей усилия резания 1. 15В том случае, если необходимознать величину и характер измененияодной из составляющих усилия резанияР или Р 2, либо вибраций детали, например, в момент между 1 и 1 + 120контактом индентора с большей велич 1 лной развертки или без записи наленту шлейфового осциллографа 19,то используется запоминающий осциллограф 20 и счетчик 21 импульсов. 25При этом электрический сигнал с соответствующего канала тензометрического усилителя подается на усилительвертикального отклонения осциллографа 20, а запуск его горизонтальной юразвертки производится в тот момент,когда на внешнюю синхронизацию с предварительно настроенного на пропускание требуемого сигнала счетчика импульсов 21 будет подан 1-ый импульсс датчика 14,21 где 1, - расстояние между отметкойфазы детали и отметной т-го контактаиндентора датчика 14 с деталью 11, мм.Ввиду того, что датчик фазы детали 9 и ось индентора датчика конф 5 такта 14 в момент касания с деталью11 располагается на линии ООл, т.е.под углом Х , то точка а будет удалена от начала профилограммы фиг. 4)на расстоянии мм:50(1 л ) дили с учетом (3) после преобразова- ний Т= ТС - " + 0,М, 15)Мгде Т - расстояние между метками начала и конца оборота 10 и 2 Я детали на профилограмме, мм; 55 где1 После совершения одного проходастанок выключается, По приведеннойсхеме (фиг. 1) вновь записываетсяпоперечное сечение Д-Д детали 11(фиг. 4),С целью изучения процесса формирования отклонений формы детали исследуются ее отдельные участки, образуемые за один полный оборот шлифовального круга,Для этого на поверхности обработанной детали отыскиваются две соседние метки 1 и т + 1, оставленные индентором датчика контакта 14(фиг. 2.Иетки выбираются из следующего усло-,вия (фиг, 5)- расстояние от оси индентора до записанного сечения К-К круга; х, х - расстояние от соответствующей метки до исследуемого сечения Д-Д детали.Иетки отсчитываются по винтовойлинии с того конца детали, с которого начинается проход. Затем с помощьюрисок или отверстий малого диаметравыделяются точки а и Ь, и с помощьюэаписываоцего устройства (фиг. 1)производится запись дуги аЬ. При этомточка а соответствует началу оборотакруга при его записи (О), а точка Ьконцу 2), Для удобства расшифровкии анализа процесса взаимодействияпрошиля круга с данным участком деталии скорость ленты записывающегоустройства выбирают таким образом,чтобы длина профилограммы дуги аЬ была равной или кратной длине профилограммы полного оборота круга. Затемпрофили совмещаются,Для отыскания дуги аЬ на профилограмме (фиг. 4) деталь 11 рассматривается в полярной системе координатс полюсом в точке О, являющейся осьюцентров станка.В момент 3-го контакта инденторадатчика 14 прорезь отметчика фазыдетали 10, в следовательно, сама деталь 11, повернулась по направлениювращения на некоторый уголотносительно линии ОдО к, Этому углу наосциллограмме соответствует отрезокЬ(фиг. 3). Обозначив расстояние меж-ду отметками начала и конца одногооборота детали 1 получим7 . 9 О 82Исходя из аналогичных рассуждений,определяется точка Ь, соответствую"щая концу полного оборота круга, рас"положенная от начала профилограммы(точка О) на расстоянии 5 10 где 1- расстояние между двумя соседними отмет ками конт акт а.Ио точкам а и Ь определяется про" Филь дуги до обработки аЬ. Совмещение записанного профиля шлифовально го круга с участком детали аЬ, обра" зованным за один его полный оборот, с регистрацией имевших при этом место усилий резания Ру и Р, вибраций шлифовального круга, детали (фиг. 3) а также исходного профиля исследуемого участка аЬ (фиг. 4) позволяет исследовать процесс формирования отклонений формы деталей. Для этого профи" лограммы и осциллограммы с учетом сов" мещения расшифровываются, и производится математическая обработка полученных данных (определение высоты волн, гармонический анализ и т. и.).Использование данной установки дает возможность получить более полные данные о закономерностях образования отклонений формы деталей и отыскать эффективные пути их снижения.Формула изобретения351, Установка для исследования образования отклонений формы деталей при шлифовании, содержащая тензометрические центры, тензометрическийусилитель, шлейфовый осциллограф, уст"ройство медленного вращения круга,плоскопружинный щуп для записи профиля круга, Фотоэлемент для фиксацииполного оборота, устройство записи .профиля детали, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышенияточности исследования, установкаснабжена датчиком взаимного расположения круга и детали, установленным нашлифовальном круге и состоящим изподпружиненного йндентора- выключате"ля, подключенного через токосьмники источник питания к входу шлейфовогоосциллографа, отметчиком фазового рас"положения, установленным на .детали ивыполненным в виде диска с прорезью,датчиком Фазового расположения детали, закрепленным на столе и выполненным в виде фотодиода, подключенного квходу шлейфового осциллографа, а уст"ройство для записи профиля выполненов виде щупа и датчика перемещения.2, Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что датчик взаимного. расположения круга и деталицерез счетчик импульсов соединен сзапоминающим осциллографом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кудинов В. А. и Тодоров Н. Т.Закономерности развития колебаний иволнистости круга и изделия при врез"ном шлифовании, - "Станки и инстру"мент", 1970, Н 2.921821 Вг 4 раци кругаа Ютаюф Юнтают ниде нтор С Юетюь а.З Иуеюввь РаеюИИПИ Заказ 2156/1ираж 882 Подписноефилиал ППП "Патент",г.Загород,ул,Проектная