Устройство для определения динамических характеристик абразивного инструмента

(5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ шлифораще-.руга,что,еменитем обеси поя, устзатрат ристики фикса и ов мописцамиростей шли я ов икото ем шлис касо шпинделдругойлентой дляшлифования иу барабана плнным с каретк ос" ой, оз- ейким кулачком, связ причем самописцы у можностью периодич ановлены с кого взаим тви лен ГОсудАРстВенный НОмитет сссР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Электростальский филиал Московского института стали и сплавов (53) 621.924.3 (088.8)(56) 1 Заявка Японии В 56-15962, кл.В 24 В 7/00, 1981 (прототип). (57)(54) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержа-. щее стол, на направляющих которого установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения каретка с закрепленным на ней приспособлением для крепления обрабатываемой детали, привод перемещения каретки с органами управления скоростями перемещения вальную головку с приводом ния шпинделя шлифовального отличающееся те с целью сокращения определения характ печения синхроннос казателей процесса ройство снабжено с нанесения меток ск ния и подачи, один нематически связан фовального круга, реткой, барабаном фиксации продуктов закрепленным на вал2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каретка установлена с возможностью прямолинейного возвратно-поступательного перемещения в направлении к шпинделю шлифовального круга. 11461793. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каретка установлена с возможностью кругового возвратно-поступательного перемещения в направлении к шпинделю шлифовального круга.Изобретение относится к области металлообработки, в частности к шлифованию, и мОжет быть использовано для ускоренного определения динамических характеристик шлифовальных кругов на заводах-потребителях этих ругов и для контроля характеристик на заводах-изготовителях.Известно устройство для шлифования, содержащее стол, на .направляющих которого установлена с возможностью возвратно поступательного перемещения каретка с закрепленным на ней приспособлением для крепления обрабатываемой детали, привод перемещения каретки с органами управления скоростями перемещения и шлифовальную головку с приводом вращения шпинделя шлифовального круга. Устройство содержит привод периодического относительного смещения шпифовального круга и изделия в направлении, перпендикулярном к ходу каретки, и привод колебаний шлифовального круга 1 .Недостатком известного устройства являются большиезатраты времени при определении динамических характеристик абразивного инструмента.Целью изобретения является сокращение затрат времени определения характеристик путем обеспечения синхронности фиксации показателей.процесса щпифования.Поставленная цель достигается тем, что. устройство для шлифования, содержащее стол, на направляющих которого установлена с возможностью возвратно-поступательного перемеще ния каретка с закрепленным на ней приспособлением для крепления обрабатываемой детали, привод перемещения каретки с органами управления скоростями перемещения и шлифовальную головку с приводом вращения шпин.деля шлифовального круга, .снабженосамописцами для нанесения меток 5 скоростей шлифования и подачи, одиниз которых кинематически связансо шпинделем шпифовального круга,а друой - с кареткой, барабаномс лентой для фиксации продуктов шли фования и закрепленным на валу барабана плоским, кулачком, связаннымс кареткой, причем самописцы уставовлены с возможностью периодическоговзаимодействия с лентой.15 Каретка установлена с воэможностью прямолинейного возвратнопоступательного перемещения в направлении к шпинделю шлифовальногокруга.20 Кроме того, каретка установленас возможностью кругового возвратно-поступательного перемещения в направлении к шпинделю шлифовальногокруга.25 На фиг.1 приведена кинематическая схема устройства при шлифовании плоского образца; на фиг.2 -установка приспособления с образцомотносительно шлифовального круга;30 на фиг.З - разрез А-А на фиг.2, нафиг.4 - схема использования механизмов устройства, на фиг.5 - кинематичаская схема устройства прикруглом шлифовании; на фиг.б - обЗ 5 Разец для круглого шлифования (показаны линии съема металла примонотонном увеличении врезания круга при встречном и попутном шлифовании и при постоянной глубине .40 врезания), на фиг. 7 - установкаобразца и кулачка при их вращениипо часовой стрелке, на фиг, 8 - тоже, при вращении против часовойстрелки1146179 4Первый служит для выравниванияобразующей круга перед проведениемтехнологической пробы, а второй -для измерения величины образовавшегося износа круга после выполненияпробы.Приспособление для крепленияшлифуемого образца 13 состоит изнескольких частей и крепится наО месдозе 29, которая, в свою очередь, закреплена на каретке 5.Приспособление состоит из платы 30,прикрепленной на месдозе винтами 31. На плате закреплены щеки 32,между которыми расположен вкладыш33. Его внутренний контур образуетнаклонный паз с уступом на переднемконце, с углублением для клина 34и упором для образца 13 на заднемконце. Штифт 35 служит для удержания образца от его вырыва из паза.Винт 36 служит для установки клина 34,,а пружина 37 - для его возврата. На столе 1 закреплены две направляющие 3 под шариковые опоры 4 каретки 5. На корпусе каретки закреплен ролик 6. С направляющими 31 соединен механизм перемещения каретки, состоящий из электродвигателя 7 постоянного тока с регулируемым шагом оборотов, червячной передачи 8 и сменного кулачка 9, закрепленного на выходном валу 10.На этом же валу имеется барабан 11, закрепленный вьппе .,ерхней.плоскости каретки, который предназначен для крепления на нем фиксирующей ленты 12, имеющей липкую внешнюю поверхность. Барабан снабжен рычажным замком для быстрого крепления ленты (на чертеже не показан).На каретке установлено приспособление для крепления образца 13.На уровне образца располагается образующая шлифовального круга 14, а ось его шпинделя 15 располагается над передним концом образца (в , сходном положении каретки 5).Для установки круга по высоте служит винт 16, вращение кругу сообщается через ременную передачу 17 от двигателя постоянного тока (на фиг. 1 и 5 не показан). Между барабаном 11 и кругом 14 над плоскостью образца размещен стружкоуловитель 18, его конец, обращенный к кругу, выполнен в форме одностороннего раструба, а конец,обращенный к диску, - в форме вертикальной щели на ширину ленты 12, Продолжением шпинделя (кинематически) является кривошип 19, скоторым соединен шатун 20, второй конец которого закреплен на упругой пластине 2 1. На шатуне закреплен самописец 22, На каретке 5 закреплен кронштейн 23, соединенный с зубчатой рейкой 24.С рейкой контактирует,двуплечий рычаг 25, устанбвленный на оси и несущий самописец 26, На уровне образующей круга (плоскости образца 13) в плоскости оси шпинделя на столе закреплены алмазный карандаш 27 для правки круга и профилометр-профилограф 28.. Устройство для шлифования плоского образца состоит из стола 1 и шлифовальной головки 2, на которых монтируются все механизмы для определения показателей процесса шлифования. Устройство снабжено упором ходакаретки, защелкой для ее задержкив крайнем заднем положении и конечном включателе для автоматическоговыключения электродвигателя 7 привода после выполнения цикла (начертеже не показаны).Управление работой устройствапроизводится с одного пульта; вкачестве измерительной и регистрирующей аппаратуры использованы35 тензометрическая система, шлейфовый осциллограф и профилограф.Электропитание двигателя приводакруга постоянного тока с независимым возбуждением с жесткой обратнойсвязью по скорости выполнено отмодернизированиогЬ тиристорногопреобразователя типа ТП. Пределырегулирования скорости круга от 50до 5000 об/мин, мощность номиналь 4 ная - 3,8 кВт. Пределы регулированияскорости вращения двигателя 7 от1000 до 7500 об/мин; скорость подачи каретки, достигаемая за счетизменения числа оборотов двигателя 75 О и профиля кулачка 9, от 0,05 до1,0 м/с,Устройство при круглом шлифовании состоит из стола 1 и шлифовальной головки 2, на которых монтиру 5 ются все механизмы для определенияпоказателей процесса шлифования,На столе 1 закреплена каретка38 на шарнире 39. На каретке в под.шипниках установлен вал 40 с шестерней 41, кулачком 42 врезанияи образцом 13; на ней же закрепленыдвуплечий рычаг 43 и рейка 44 соштангой 45, 5.На столе закреплена переставляемая ось 46 двуплечего рычага 47,контактирующего с кулачком 9 иштангой 45; пружина 48 обеспечиваетпостоянный контакт рычага с кулачком 109, На столе установлена призма 49 свинтом 50, на призму опирается горизонтальное плечо рычага 43 врезания.Ось шпинделя 15 расположена надосью вала 40. Зубчатая рейка 24, 15имеющая направление, через кронштейн прикреплена к штанге 45,Скорость кругдвой подачи образца 13достигается за счет изменения скорости вращения вала двигателя 7 20профиля кулачка 9 и изменения отношения плеч рычага 47, от 0,05 до1 м/с. Образец выполнен в Формесектора толщиной 5 мм с длиной дуги50 мм и радиусом 20-50 мм.Устройство при шлифовании плоского образца работает следующимобразом.1Кулачок 9 устанавливают наименьшим радиусом профиля,в сторону каЗО.ретки, каретку 5 освобождают отзащелки и подводят до упора ролика6 в кулачок. Устанавливают в гнездоприспособления на каретке образец13, винтом 36 передвигают клин 34 З 5в положение, при котором будетобеспечена заданная глубина максимального вреэания круга 14 в образец. Передвигая шлифовальную го.ловку 2 поперек оси стола 1, совмещают ось шпинделя 15 с началом образца 13. Винтом 16 устанавливаюткруг 14 до его касания поверхностиобразца. Уточняют положение алмазного карандаша 27 по высоте по отношению к наинизшей точке поверхности образца. Перемещая стол 1вправо, подводят под образующуюкруга 14 алмазный карандаш 27 ипри вращении круга выравнивают 50его поверхность, возвращают стол висходное положение. На барабан11 надевают липкую ленту 12 изакрепляют ее замком, Выверяют положение стружкоуловителя 18 так,чтобы плоскость раструба касалась с натягом поверхности образца, а щель располагалась посредине ширины ленты. Устанавливают вдержателе шатуна 20 самописец 22 ис поворотом вручную круга 14 выверяют его положение до надежного касания его конца поверхности лентыв ее верхней части на каждый обороткруга.1Устанавливают в держателе рычага 25 самописец 26 и проверяют надежность касания его конца поверхностиленты 12 в ее нижней части при каждом повороте рычага 25.В качестве самописца может бытьиспользован Фломастер. Проверяютготовность тензометрической системыи аппаратуры записи. Включают вращение круга 14, Включают вращениедвигателя 7; при вращении кулачка 9движение через ролик 6 передается:каретке 5 - осуществляется продольная подача образца 13 до достижениякареткой крайнего заднего положениями,инерция ее движения гасится упругимупором, а отбрасывание каретки предотвращается защелкой (на чертеже непоказаны). В конце хода каретки двигатель 7 автоматически выключается.Одновременно вращается. барабан 11 слентой 12, на поверхности которойосаждаются образующиеся при взаимодействии круга 14 с образцом продукты шлифования в . стружка и обломки абразивных зерен. Распределениеих по длине ленты оказывается пропорциональным перемещению образца(глубине врезания круга) .Синхронно вращению круга 14 наленте 12 появляются отметки числаоборотов круга, которые он успелсделать за время продвижения каретки (образца) из исходного в крайнее положение. Расстояние междудвумя смежными отметками пропорционально длине окружности круга,равномерность этих расстояний свидетельствует о постоянстве скорости:вращения кулачка 9, уменьшение шага - о соответствующем уменьшениифактической скорости подачи; увеличение шага - о замедлении вращениякруга 14 (контролируется записьюот осциллографа), Также сйнхронноскорости подачи образца 13 на поверхность ленты 12 в ее нижнейчасти наносятся метки самописцем26 от рейки 24 через рычаг 25,Кажцая из них соответствует одномуучастку образца. Это позволяет соотнести количество стружек н абрЛзивных зерен на каждом участке лецты к соответствующему участку образца (глубине врезания круга).Одновременно с включением двигателя 7 происходит включение тензометрической и регистрирующей аппаратуры,По окончании цикла технологической пробы выключают привод круга14, ленту 12 снимают, при перемещении вручную каретки 5 индикаторнойголовкой определяют Фактическуюглубину врезания круга в образец,ц Фпривязывая этн данные к. участкамдлин образца. Перемещая стол влево,подводят профилометр (профилограф)28 под образующую круга 14 и определяют объем израс. одованного абразива. При этом базой отсчета явля-ется поверхность круга, не участвовавшая в работе.При выполнении нового цикла технологической пробы операции повторяются.Устройство при круговом шлифовании работает следующим образом.Кулачок 9 устанавливают наименьшим радиусом профиля в сторону рычага 47, ось 46 рычага 47 перемещают.в положение, обеспечивающее поворотобразца на заданный угол. Кулачок42 устанавливают наименьшим радиусом профиля в сторону вертикальногоплеча рычага 43, винтом 50 устанавливают призму 49 в положение,обеспечивающее заданную конечнуювеличину врезания круга (при положении призмы точно по центру осирычага величина врезания круга будет постоянна).Проверку величины врезания производят индикатором с ценой деления1 мкм. При вращении кулачка 9 движениечерез рычаг 47 передается штанге45, рейке 44, шестерне 4 1 и черезвал 40 - кулачку 42 и образцу 3,5 Вращаясь, кулачок 42 поворачиваетрычаг 43, который, опираясь малымплечом ца призму 49, поднимает каретку 38 со всеми укрепленными наней элементами. Совершается круго 10вая подача образца и одновременноврезание круга по заданному закону,Шарнирное (гибкое) сочленение 15 штанги 45 с рычагом 47 и речкой44 не препятствует подъему каретки 38.Одновременно вращается барабан 20 11, на поверхности ленты 12 осаждаются образующие продукты шлифования - стружка и обломки абразив-ных зерен. Распределение их по длине ленты оказывается пропорциональ ным углу поворота образца (глубинаврезания круга).Синхронное движение остальныхмеханизмов аналогично устройствупри шлифовании плоского образца.30 По окончании цикла техническойпробы выключают привод двигателя;круга, ленту 12 снимают, при повороте вручную вала с образцом индикаторной головкой определяют Фактическую величину врезания круга вобразец, "привязывая" эти данные к, участкам дуги образца. При выполнении нового цикла технологическойпробы операции повторяются.4 р Таким образом, использование устройства сокращает затраты временипутем обеспечения синхронностификсации показателей. процесса шлифования.1 46179 езигиые с Составитель А, ШТехред С.Легеза рректор О.Тигор ктор Н, Егорова з 1271 12 Тираж 769 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по длам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/