Устройство для определения динамических характеристик абразивного инструмента

 

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3418735 25-08; 3418736/25-08 (22) 07.04.82 (46) 23.03.85. Бюл. N 11 (72): В.С. Черницын (71) Электростальский филиал Московского института стали и сплавов (53) 621.924.3 (088.8) (56) 1. Заявка Японии Ф 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 управле4(51) В 24 В 7/00 l(В 24 В 5/00 ния скоростями перемещения и шлифовальную головку с приводом враще-. ния шпинделя шлифовального круга, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения затрат времени определения характеристик путем обеспечения синхронности фиксации показателей процесса шлифования, устройство снабжено самописцами для нанесения меток скоростей шлифования и подачи, один из которых ки- нематически связан со шпинделем шлифовального круга, а другой — с кареткой, барабаном с лентой для фиксации продуктов шлифования и закрепленным на валу барабана плоским кулачком, связанным с кареткой, причем самописцы установлены с возможностью периодического взаимодействия с лентой.

2. 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.

1146179

3. 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 большие затраты времени при определении динамических характеристик абразивного инструмента.

Целью изобретения является сокращение затрат времени определения характеристик путем обеспечения синхронности фиксации показателей.процесса пшифования.

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 шпинделя шлифовального круга, .снабжено самописцами для нанесения меток

5 скоростей шлифования и подачи, один из которых кинематически связан со шпинделем шпифовального круга, а другой — с кареткой, барабаном с лентой для фиксации продуктов шлифования и закрепленным на валу барабана плоским, кулачком, связанным с кареткой, причем самописцы уставов. лены с возможностью периодического взаимодействия с лентой.

Каретка установлена с воэможностью прямолинейного возвратнопоступательного перемещения в направлении к шпинделю шлифовального круга.

20 Кроме того, каретка установлена с возможностью кругового возвратно- поступательного перемещения в направлении к шпинделю шлифовального круга.

25 На фиг.1 приведена кинематическая схема устройства при шлифовании плоского образца; на фиг.2— установка приспособления с образцом относительно шлифовального круга, 3О на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2, на фиг.4 — схема использования механизмов устройства, на фиг.5 — кинематичаская схема устройства при круглом шлифовании; на фиг.б - об35 раэец для круглого шлифования (по» казаны линии съема металла при монотонном увеличении врезания круга при встречном и попутном шлифовании и при постоянной глубине .

4б врезания), на фиг. 7 — установка образца и кулачка при их вращении по часовой стрелке, на фиг. 8 - то же, при вращении против часовой стрелки.

1146179 4

Первый служит для выравнивания образующей круга перед проведением технологической пробы, а второй— для измерения величины образовавшегося износа круга после выполнения пробы.

Приспособление для крепления шлифуемого образца 13 состоит из нескольких частей и крепится на 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 вкладыш

33. Его внутренний контур образует наклонный паз с уступом на переднем конце, с углублением для клина 34 и упором для образца 13 на заднем конце. 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 3

1 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, с которым 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 хода каретки, защелкой для ее задержки в крайнем заднем положении и конечном включателе для автоматического выключения электродвигателя 7 привода после выполнения цикла (на чертеже не показаны).

Управление работой устройства производится с одного пульта; в качестве измерительной и регистрирующей аппаратуры использованы

35 тензометрическая система, шлейфовый осциллограф и профилограф.

Электропитание двигателя привода круга постоянного тока с независимым возбуждением с жесткой обратной связью по скорости выполнено от модернизированиогЬ тиристорного преобразователя типа ТП вЂ” 50. Пределы регулирования скорости круга от 50 до 5000 об/мин, мощность номинальная — 3,8 кВт. Пределы регулирования скорости вращения двигателя 7 от

1000 до 7500 об/мин; скорость подачи каретки, достигаемая за счет изменения числа оборотов двигателя 7 и профиля кулачка 9, от 0,05 до

1,0 м/с.

Устройство при круглом шлифовании состоит из стола 1 и шлифовальной головки 2, на которых монтируются все механизмы для определения показателей процесса шлифования.

На столе 1 закреплена каретка

38 на шарнире 39. На каретке в под-.

1146179

50 шипниках установлен вал 40 с шестерней 41, кулачком 42 врезания и образцом 13; на ней же закреплены двуплечий рычаг 43 и рейка 44 со штангой 45. 5 .На столе закреплена переставляемая ось 46 двуплечего рычага 47, контактирующего с кулачком 9 и штангой 45; пружина 48 обеспечивает постоянный контакт рычага с кулачком

9. На столе установлена призма 49 с винтом 50; на призму опирается горизонтальное плечо рычага 43 врезания.

Ось шпинделя 15 расположена над осью вала 40. Зубчатая рейка 24, имеющая направление, через кронштейн прикреплена к штанге 45, Скорость кругдвой подачи образца 13 достигается за счет изменения скорости вращения вала двигателя 7,. _#_ профиля кулачка 9 и изменения отношения плеч рычага 47, от 0,05 до

1 м/с. Образец выполнен в форме сектора толщиной 5 мм с длиной дуги

50 мм и радиусом 20-50 мм.

Устройство при шлифовании плоского образца работает следующим образом.

Кулачок 9 устанавливают наименьшим радиусом профиля, в сторону каЗО, ретки, каретку 5 освобождают от защелки и подводят до упора ролика

6 в кулачок. Устанавливают в гнездо приспособления на каретке образец

13, винтом 36 передвигают клин 34 в положение, при котором будет обеспечена заданная глубина максимального вреэания круга 14 в образец. Передвигая шлифовальную го.ловку 2 поперек оси стола 1, совме- 40 щают ось шпинделя 15 с началом об:разца 13. Винтом 16 устанавливают круг 14 до его касания поверхности образца. Уточняют положение алмазного карандаша 27 по высоте по от- 45 ношению к наинизшей точке поверхности образца. Перемещая стол 1 вправо, подводят под образующую круга 14 алмазный карандаш 27 и при вращении круга выравнивают его поверхность, возвращают стол в исходное положение. На барабан

11 надевают липкую ленту 12 и закрепляют ее замком. Выверяют положение стружкоуловителя 18 так, чтобы плоскость раструба касалась с натягом поверхности образца, а щель располагалась посредине ширины лентЫ. устанавливают в держателе шатуна 20 самописец 22 и с поворотом вручную круга 14 выверяют его положение до надежного касания его конца поверхности ленты в ее верхней части на каждый оборот круга.

Устанавливают в держателе рычага 25 самописец 26 и проверяют надеЖность касания его конца поверхности ленты 12 в ее нижней части при каждом повороте рычага 25.

В качестве самописца может быть использован фломастер. Проверяют готовность тензометрической системы и аппаратуры записи. Включают вращение круга 14 .. Включают вращение двигателя 7; при вращении кулачка 9 движение через ролик 6 передается: каретке 5 - осуществляется-продольная подача образца 13 до достижения кареткой крайнего заднего положения, инерция ее движения гасится упругим упором, а отбрасывание каретки предотвращается защелкой (на чертеже не показаны). В конце хода каретки двигатель 7 автоматически выключается.

Одновременно вращается. барабан 11 с лентой 12, на поверхности которой осаждаются образующиеся при взаимодействии круга 14 с образцом продукты шлифования †: стружка и обломки абразивных зерен. Распределение их по длине ленты оказывается пропорциональным перемещению образца (глубине врезания круга) .

Синхронно вращению круга 14 на ленте 12 появляются отметки числа оборотов круга, которые он успел сделать за время продвижения каретки (образца) из исходного в крайнее положение. Расстояние между двумя смежными отметками пропорционально длине окружности круга, равномерность этих расстояний свидетельствует о постоянстве скорости: вращения кулачка 9, уменьшение шага — о соответствующем уменьшении фактической скорости подачи; увеличение шага — о замедлении вращения круга 14 (контролируется записью от осциллографа). Также сйнхронно скорости подачи образца 13 на поверхность ленты 12 в ее нижней части наносятся метки самописцем

26 от рейки 24 через рычаг 25.

Кажцая из них соответствует одному участку образца. Это позволяет со1146179 отнести количество стружек н абрЛзивных зерен на каждом участке ленты к соответствующему участку образца (глубине врезания круга).

Одновременно с включением двигателя 7 происходит включение тензометрической и регистрирующей аппара. туры.

По окончании цикла технологической пробы выключают привод круга

14, ленту 12 снимают, при перемещении вручную каретки 5 индикаторной головкой определяют фактическую глубину врезания круга в образец, и tl привязывая этн данные к, участкам длин 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 поворот образца на заданный угол. Кулачок

42 устанавливают наименьшим радиу сом профиля в сторону вертикального плеча рычага 43, винтом 50 устанавливают призму 49 в положение, обеспечивающее заданную конечную величину врезания круга (при положении призмы точно по центру оси рычага величина врезания круга будет постоянна).

Проверку величины врезания производят индикатором с ценой деления

1 мкм.

При вращении кулачка 9 движение через рычаг 47 передается штанге

45, рейке 44, шестерне 4 1 и через вал 40 — кулачку 42 и образцу I3.

5 Вращаясь, кулачок 42 поворачивает рычаг 43, который, опираясь малым плечом на призму 49, поднимает каретку 38 со всеми укрепленными на ней элементами. Совершается круго10 вая подача образца и одновременно врезание круга по заданному закону.

Шарнирное (гибкое) сочленение

15 штанги 45 с рычагом 47 и речкой

44 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 пропорциональ25 ным углу поворота образца (глубина врезания круга). г

Синхронное движение остальных механизмов аналогично устройству при шлифовании плоского образца.

30 По окончании цикла технической пробы выключают привод двигателя

;круга, ленту 12 снимают, при повороте вручную вала с образцом индикаторной головкой определяют фактическую величину врезания круга в образец, "привязывая" эти данные к . участкам дуги образца. При выполнении нового цикла технологической пробы операции повторяются.

4р Таким образом, использование устройства сокращает затраты времени путем обеспечения синхронности фиксации показателей. процесса шлифования.

1146179

1! 46179

Срезаеиые сии

NI0

Составитель А, Шутов

Техред С.Легеза Корректор О.Тигор

Редактор Н. Егорова

Заказ 1271/12

Тираж 769 . Подписное

ВНИИПИ Государственного коми-.ета СССР по д лам изобретений и открытий г

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4