Динамометрический резец

 

ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ РЕЗЕЦ , содержащий рабочую головку с режущей кромкой и тензодатчиками, закрепленными на стержне, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения усилий бокового зажима резца, в рабочей головке выполнены пересекающиеся продольный и перпендикулярный ему пазы, образующие консоли, свободные концы которых образуют измерительные грани, а в продольном пазу установлена упругая U-образная пластина с тензодатчиками, концы которой жестко прикреплены к консолям. (Л со 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ В 23 В 25 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3547206/25-08 (22) 04.02.83 (46) 23.05.84. Бюл. № 19 (72) Е. И. Покручин и В. В. Воронин (71) Воронежский ордена Дружбы народов лесотехнический институт. (53) 621.941 (088.8) (56) 1. «Jron Age» 1949, № 13, 29, фиг. 5. (54) (57) ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИИ РЕЗЕЦ, содержащий рабочую головку с ре„„SU„„1093407 А жущей кромкой и тензодатчиками, закрепленными на стержне, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения усилий бокового зажима резца, в рабочей головке выполнены пересекающиеся продольный и перпендикулярный ему пазы, образующие консоли, свободные концы которых образуют измерительные грани, а в продольном пазу установлена упругая U-образная пластина с тензодатчиками, концы которой жестко прикреплены к консолям.

1093407

Изобретение относится к измерительным устройствам, определяющим оптимальные угловые параметры режущего инструмента, и может быть использовано в области механической обработки резанием упругопластич ного материал а, преимущественно натуральной и прессованной древесины.

Известен динамометрический резец для регистрации величины таких энергетических параметров, как касательная и нормальная составляющая усилия резания, включающий стержень с тензодатчиками и рабочую головку с режущей кромкой и прилегающими к ней боковыми гранями (1).

Недостатком указанной конструкции является отсутствие возможности измерения усилий бокового зажима инструмента в зоне таких закрытых видов резания как пиление, выборка пазов, фрезерование проушин, а также при моделировании этих процессов.

Цель изобретения — повышение точности измерения усилий бокового зажима резца обрабатываемым материалом.

Поставленная цель достигается тем, что динамометрический резец, содержащий рабочую головку с режущей кромкой и тензодатчиками, закрепленными на стержне, в рабочей головке выполнены пересекающиеся продольный и перпендикулярный ему пазы, образующие консоли, свободные концы которых образуют измерительные грани, а в продольном пазу установлена упругая U -образная пластина с тензодатчиками, концы которой жестко прикреплены к консолям.

На фиг. 1 изображен динамометрический резец, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 — график зависимости усилия бокового зажима Р от угла бокового поднутрения Я при поперечном резании прессованной древесины с плотностью 1200 кг/м .

Динамометрический резец включает стержень 1 с боковыми поверхностями 2 и 3, рабочую головку 4 с режущей кромкой 5.

На стержне 1 размещены рабочий 6 и компенсационный 7 тензодатчики, которые регистрируют усилие резания, действующее на режущей кромке 5.

К режующей кромке 5 примыкают две боковые грани 8, наклоненные к боковым поверхностям 2 и 3 под углом бокового поднутрения Я. На боковые грани 8 в зоне резания действуют нормальные усилия бокового зажима инструмента Р, возникающие за счет упругой деформации восстановления обрабатываемого материала.

Для обеспечения точности размера по ширине выбираемого паза боковые грани

8 имеют повышенную жесткость 7. Они при резании практически не деформируются, что исключает возможность измерения ими усилий бокового зажима Pg.

Для измерения усилий бокового зажима рабочая головка 4 включает измерительные

I" 0

Ä10

55 боковые грани 9, расположенные на консолях 10, образованных продольным ll u перпендикулярным ему поперечным 12 пазами.

Воспринимая деформацию упругого восстановления обрабатываемого материала после прохода граней 8, грани 9 имеют возложность измерять усилия бокового зажииа Р . Измерительные грани 9 по форме и геометрическим размерам выполнены идентично граням 8, что является основанием для того, чтобы считать значения Pg численно равными значениям Р g.

При движении динамометрического резца в обрабатываемом материале в точках приложения Р g действуют силы трения F, которые в стенках консолей 10 вызывают напряжения растяжения. Усилия P деформируют стенки консолей 10 вовнутрь продольного паза 11, вызывая в стенках со стороны паза напряжения сжатия.

Указанное сложное напряженное состояние стенок консолей 10 не позволяет размещать на них тензодатчики с возможностью регистрации деформаций, возникающих только от действия сил бокового зажима.

С целью обеспечения регистрации деформаций стенок консолей 10, возникающих только от действия сил бокового зажима, тензометрические датчики 13 размещены на упругой U-образной пластине 14, которая свободно вставлена в продольный паз 11.

Концы U-образной пластины 14 жестко прикреплены к консолям 10.

Указанное размещение U-образной пластины 14 исключает деформирование расположенных на ней тензометрических датчиков 13 от действия продольных сил трения F. Это позволяет при измерении P ф избежать взаимовлияния усилий P, и F, чем существенно повышается точность измерений, проводимых динамометрическим резцом.

Динамометрический резец используется в комплекте с электронной усилительной и регистрирующей аппаратурой. Тензометрические датчики 13 подключаются к усилительной аппаратуре по полумостовой схеме.

Градуировка динамометрического резца на измерение усилий бокового зажима производится путем последовательного нагружения эталонным динамометром консолей 10 в точках приложения усилий P g.

Для осуществления процесса резания стержень зажимается в возвратно-поступательно движущийся суппорт. Для обеспечения идентичных условий взаимодействия боковых граней 8 и 9 с обрабатываемым материалом рабочая головка динамометрического резца выставляется так, чтобы режущая кромка 5 и нижние опорные кромки 15 осуществляли движение в одной плоскости резания.

1093407 р pi) 43

70

Pg h

2ЮР

Составитель В. Жиганов

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 3345/8 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Резец работает следующим образом.

В рабочей головке 4 путем переточки граням 8 и 9 последовательно придают фиксированные значения угла бокового поднутрения Я . Для каждого значения il динамометрическим резцом обрабатывают

5 исследуемый материал и на заданной глубине внедрения во время рабочего хода суп.порта регистрируют значение усилий бокового зажима резца Рв.

По экспериментальным, статистическим 10 обработанным данным строят график (фиг. 4), откладывая по оси абсцисс фиксированные значения Я, а по оси ординат — измеренные значения Ра. На графйке по интенсивности падения кривой Р - — — f (Я) устанавливают диапазон оптимальных значений угла бокового поднутрения Я.

Динамометрический резец, обеспечивающий определение оптимального значения угла /1, позволяет измерять усилие бокового зажима инструмента обрабатываемым материалом. При этом конструкция рабочей головки резца производит регистрацию усилий бокового зажима .вне их взаимосвязи с другими силами,. действующими на резец в зоне резания.

Динамометрический резец позволяет моделировать условия работы таких инструментов, как круглые и полосовые пилы, фрезы, ножи проушечных и подсечных дисков.

10 2Р .Ю 40 Уд Я мцн

4L(8. 9