Способ определения пространственного перемещения режущей пластины инструмента под нагрузкой и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области металлообработки. Цель изобретения повышение точности измерения за счет упрощения автоматизированного получения полного пространственного перемещения режущей пластины. Способ заключается в определении линейных и угловых перемещений режущей пластины с помощью пар точек, расположенных на одинаковом расстоянии от вершины. Устройство для реализации способа содержит измерительный крест 3 закрепленный на вершине режущего инструмента , причем упругие элементы,тецзометрических датчиков выполнены с единым корпусом, а их оси развернуты относительно друг друга на 90 . 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 В 27 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

b3

Об

@ в

:4ч

Ива

ЖГфЩ

Фиа!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) . 3923466/31-08 (22) 08.07.85 (46) 23.01.87. Бюл. Ф 3 (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (72) В.И.Малыгин и Г.Б.Светлаков (53) 621.9.023 (088.8) (56) Матвейкин В.В. Исследование конструкций и рациональных условий использования сборного режущего инструI мента. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук МУДН, 1980, с. 150. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕЖУЩЕЙ ПЛАСТИНЫ

ИНСТРУМЕНТА ПОД НАГРУЗКОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ÄÄSUÄÄ 1284715 А1 (57) Изобретение относится к области металлообработки. Цель изобретения— повышение точности измерения за счет упрощения автоматизированного получения полного пространственного перемещения режущей пластины. Способ заклю" чается в определении линейных и угловых перемещений режущей пластины с помощью пар точек, расположенных на одинаковом расстоянии от вершины.

Устройство для реализации способа содержит измерительный крест 3, закрепленный на вершине режущего инструмента, причем упругие элементы тензометрических датчиков выполнены с единым корпусом а их оси развернуты относиФ о тельно друг друга на 90 . 2 с.п. и

1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1 12847

Изобретение относится к металлообработке.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет упрощения автоматизированного получения полного про- 5 странственного перемещения режущей пластины.

На фиг.1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2электрическая схема, реализующая пред- 10 лагаемый способ; на фиг.3 — предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг.4 — то же, вид сбоку; на фиг.5— вид Л на фиг.3 на фиг.б — вид Б на

° j Ф

f5 фиг. 3.

На фиг.1 приведена часть конструкции устройства и схема реализации предлагаемого способа, в соответствии с которой по осям координат ОХ и ОЕ, 2Ю пересекающимся в вершине 0 инструмента 1, на режущей пластине 2 закрепляют измерительный крест 3 и на одинаковом расстоянии от вершины 0 выбираются две пары точек I, II и III, IV.

Уравнения линейных и угловых смещений в соответствии са схемой будут выглядеть следующим образом:

15 2 можно менять полярность питания датчика Д Нпит

Напряжение U в измерительной диагонали моста будет определяться разностью потенциалов (, и »р средних точек датчиков Д „ и Дк Р1 Рг ° (3)

Потенциалы с, и » пропорциональны линейным перемещениям измерительных точек (перемещения приводят к изменению сопротивлений датчиков Д » и Д )

q>, =I дН;, (4)

U где I- — — — ток i-го датчика пепиг

R +R

6 1»» 1 ремещении тогда

При положении тумблера П » напряжение пропорционально разности линейных перемещений измерительных точек, а при домножении этого напряжения на коэффициент пропорциональности K>. =

=1/L при углах поворота в соответствии с формулой (2) (где L=2X расстояпие между измерительными точками) получим

Ха+Х, У, +У, У» +У,, Х = —--- у

2 »» 2 2

Z<+Z»

Z =- — —.

2 у» у2, у4 у3

/,) лg8q = « ° (л Я() » к - 2y > к — x 2g (2)

Zz-Z» Хв-Х " 3 2Х 21, где Х.,У,,Z<— смещения вершины режушей пластины па осям 4Ю

ОХ, ОУ, 0Z;

- ж, v > » уд

Й

4 »,Z смещения соответствующих осей; углы поворота режущей 45 пластины вокруг. соответствующих координатных осей; расстояние от вершипы режущей пластины до 50 измерительных точек.

Чу V

Электрическая схема, реализующая предлагаемый способ измерения, представлена на фиг.2 и состоит из четырех тензорезисторов 11 (Кв,,R„,,R

R ) объединенных попарно в датчики НЯ Ф

10 перемещений (Д» и Д ). Схема построена так, что с помощью тумблера П, К, U"-tgy;, (б) но ввиду малости этих перемещений

К4 1 @» (7)

В другам положении тумблера П, напряжение П=ц; +»ф (при смене полярности питаниядатчика D ) и пропорционально сумме перемещений измерительных точек.При домножении этого напряжения на К = 1/2 получаем (8) где К, — коэффициент пропорциональ5, ности при линейных смещениях (в соответствии с формулой (1)/.

Конструкция устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.3-6 и состоит из,корпуса 1 инструмента с закрепленной в нем режущей пластиной 2 с измерительным крестом 3, на корпусе 1 при помощи винтов 4 устанавливается хомут 5, соединенный при помощи шпильки 6 и гайки

7 с кронштейном 8. На кронштейне 8 устанавливаются и закрепляются с помощью винтов 9 датчики 10 перемещении с тензореэисторами 11 и регулировочными винтами 12. Датчики подключаются к тензометрическому усилителю 13, выход которого подсоединяется к регистрирующему прибору 14.

Устройство работает следующим образом.

3 12847

Перед сборкой устройства производят градуировку датчиков 10, т.е. .(В определяют коэффициенты К 1 --- и

Рад

К, - . Сборку устройства осуществляют в следующем порядке.

На корпусе инструмента 1 устанавливают хомут 5, а на режущей пластинel0

2 закрепляют измерительный крест 3.

Затем на кронштейне 8 с помощью винтов 9 устанавливают датчики 10 перемещений. В собранном состоянии кронштеин с датчиками устанавливают на шпильке 6 хомута 5 и фиксируют гайкой 7. Собранная таким образом конструкция измерительного устройства с помощью винтов 4 выставляется в соо1ветствующее положение относительно измерительного креста и в нужном положении фиксируется теми же винтами.

С помощью регулировочных винтов 12 чувствительные элементы датчиков 10 подводят до касания с измерительными точками на измерительном кресте 3 и задают небольшой — 100 мкм натяг.

Производят балансировку тензометрического усилителя 13 с помощью внутренних регуляторов баланса. Выход тензоусилителя 13 подключают к регистрирующему прибору 14. После этого проводят нагружение режущей пластины

2 инструмента. При этом регистрирующий прибор 14 отмечает результат в виде графика смещений или углов поворота в зависимости от положения тумблера П .

Способ осуществляют следующим образом.

На режущей пластине жестко закрепляют измерительный крест таким образом, что его оси совпадают с осями координат инструмента и пересекаются в его вершине. На одинаковом расстоя- 45 нии от вершины инструмента вдоль каждой из осей располагают жестко закрепленные относительно корпуса инструмента и подключают к питанию одинаковои полярности пары датчиков 50 перемещений, включенных между собой по мостовой схеме. Производят плавное нагружение вершины инструмента от нуля до нужного значения по заданному закону.его изменения и регистрируют суммарное значение показаний каждой пары датчиков, равное удвоенному значению действительного линейного перемещения вершины режущей пластины от15 носительно корпуса инструмента. Затем изменяют полярность питания одного из каждой пары датчиков и повторяют нагружение инструмента, при этом по отношению разности показаний датчиков каждой пары к расстоянию между ними определяют угловые перемещения режущей пластины вокруг соответствующих координатных осей инструмента.

Формула изобретения х

Ь

У< +Уг Y4+У .

2 2

+Х4

2

+Zi

Zz

Z б затем изменяют полярность питания од" ного из датчиков и определяют угол

I поворота режущей пластины в соответствии со следующей зависимостью:

У! Уг У4 У1

V = аЧ = — — - у = — — - 9 =tg е г Я " 2у э

Zz Zi Х4 Х4

21 27

>-де Х<,У,Zg смещение вершины режущей пластины по осям ОХ, OY QZ;

ZljZzjÕúj

Х4%Y, 1jYzэ

Y) j jY4 смещения соответствующих измерительных точек в направлении соответствующих осей:

1. Способ определения пространственного перемещения режущей пластины инструмента под нагрузкой, заключающийся в определении линейных и угловых смещений режущей пластины, в ортогональной пространственной системе координат с помощью тензометрических датчиков, присоединенных к режущей пластине в точках, смещенных относительно ее вершины по осям координат, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет упрощения автоматизированного получения полного пространственного перемещения режущей пластины, определяют линейные смещения в направлении каждой из осей координат с помощью пары точек, находящихся на одинаковом расстоянии от вершины режущей пластины на одной из осей координат, перпендикулярной направлению измерения в соответствии со следующей зависимостью:

1284715

12 („;(„; (— углы поворота режущей пластины вокруг соответствующих осей;

Х вЂ” расстояние от вершины режущей пластины до 5 измерительных точек.

2. Устройство для определения пространственного перемещения режущей пластины инструмента под нагрузкой, содержащее нагружающее устройство, корпус инструмента и режущую пластину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено равноосным измерительным крестом, закрепленным на режущей пластине, причем его центр совмещен с вершиной режущей пластины и оси совмещены с осями координат инструмента.

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что упругие элементы тензометрических датчиков выполнены с единым корпусом, причем оси датчиков повернуты относительно о друг друга на угол 90

1284715

Составитель В.Золотов

Техред И.Попович Корректор О,Луговая

Редактор А.Ворович

Заказ 7500/13 Тираж 972 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4