Устройство для контроля профиля зубьев червячных фрез

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано , в частности, при контроле профиля зубьев, червячных фрез, предназначенных для нарезания деталей с эвольвентным профилем зубьав и зубчатых колес. Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля за счет сканирования оптическим лучом по профилю контролируемого зуба, а также за счет оценки погрешности профиля зубьев червячных фрез по пространственно-частотному спектру измерительной щели, образованной профи 1ем зуба и стороной маски , не менее чем в шести точках. В общей фокальной плоскости цилиндрических линз 2 и 5 устанавливают червячную фрезу 8 на блоке 15, который вращает и смещает ее от зуба к зубу. После первой цилиндрической линзы 2 расположена система сканирования, при помощи которой пучок лучей оси лазера 1 скачкообразно с заданным шагом скаS (Л со Nt 4 СО 05 Фи2.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„13414 (51) 4 С 01 В 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У 8 5 6 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4062876/24-28 (22) 28. 04. 86 (46) 30. 09. 87. Бюл. Р 36 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.С. Нечаева и Г.С. Тымчин (53) 531. 715. 27 (088.8) (56) Марков Н. Н. Зубоизмерительные приборы. M. Машиностроение, 1965, с. 27.

Харизаменов И.В. Бесконтактный . контроль размеров в станкостроении (фотоэлектрический метод). М.: Машиностроение, 1975, с. 34. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОФИЛЯ

ЗУБЬЕВ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при контроле профиля зубьев, червячных фреэ, предназначенных для нарезания деталей с эвольвентным профилем зубьев и зубчатых колес. Цель изобретения — повышение производительности и точности контроля за счет сканирования оптическим лучом по профилю контролируемого зуба, а также за счет оценки погрешности профиля зубьев червячных фрез по пространственно-частотному спектру измерительной щели, образованной профилем зуба и стороной маски, не менее чем в шести точках. В общей фокальной плоскости цилиндрических линз 2 и 5 устанавливают червячную фрезу 8 на блоке 15, который р вращает и смещает ее от зуба к зубу.

После первой цилиндрической линзы 2 расположена система сканирования, при помощи которой пучок лучей оси лаэера

1 скачкообразно с заданным шагом ска%

134 нирует по профилю контролируемого зуба. В момент изменения передняя поверхность зуба находится в общей фокальной плоскости цилиндрических линз

2 и. 5. Там уже установлена трапецеидальная контурная маска 9 с углом при вершине, равным двум профильным углам червячной фрезы 8. Профиль зуба и сторона маски 9 образуют измерительную щель, на которой дифрагирует сканирующий луч последовательно в заданном числе точек, лежащих на разных расстояниях от основания зуба.

Вторая цилиндрическая линза 5 создает параллельный пучок лучей, который

1496 фокусируется сферической фокусирующей линзой 6. В задней фокальной плоскости сферической фокусирующей линзы 6 формируется на приемнике 10 излуче— ния пространственно †частотн спектр (дифракционное изображение Фраунгофера) измерительной щели, содержащий информацию о ширине измерительной щели, а следовательно, о погрешности профиля зуба. Приемник 10 вырабатывает электрический видеосигнал, который поступает в блок обработки и регистрации информации, на выходе которого получают численное значение погрешности. ? ил.

Изобретение относится к измеритепьной технике и может быть использовано, в частности, при контроле профиля зубьев червячных фрез, пред— назначенных для нарезания деталей с 5 эвольвентным профилем зубьев и зуб чатых колес.

Цель изобретения — повышение производительности и точности контропя за счет сканирования оптическим лучом по профилю контактируемого зуба, а также за счет оценки погрешности профиля зубьев червячных фрез по прост— ранственно-частотному спектру измерительной щели, образованной профи15 лем зуба и стороной трапецеидальной контурной маски, не менее чем в шести точках.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — вза—

70 имное расположение профиля контролируемого зуба и трапецеидальной контурной маски.

Устройство для контроля профиля

25 зубьев червячных фрез содержит последовательно расположенные лазер I первую цилиндрическую линзу 2 для фокусировки падаюшего излучения вдоль ее продольной оси, систему сканирования, включающую генератор 3 синусои30 дальных колебаний, который воздействует на акустооптический дефлектор 4, вторую цилиндрическую линзу 5, сферическую фокусиру|ощую линзу 6 для фокусировки изображения про< транственночастотного спектра измерительной щели, образованной профилем зуба 7 в нормальном сечении червячной фрезы

8 и трапецеидальной контурной маской

9, приемник 10 излучения и блок обработки и .регистрации информации, вклю— чающий блок 11 формирования видеосигнала, аналого-цифровой преобразователь

12, интерфейсный блок 13 и микроЭВМ

14. Приемник 10 излучения соединен через блок 11 формирования видеосигнала с аналого-цифровым преобразователем 12, выход которого. подключен через интерфейсный блок 13 к входу процессора микроЭВМ 14. Червячная фреза 8 установлена на блоке 15 перемещения фрезы от зуба к зубу таким образом, что передняя поверхность зуба 7 в момент измерения находится в общей фокальной плоскости цилиндрических линз 2 и 5. Блок 15, приводимый в движение шаговым электродвигателем 16, осуществляет вращение и смещение червячной фрезы 8 от зуба к зубу в нормальном сечении. Так как о профильный угол фрезы а = 20, то для контроля левых и правых сторон зубьев фрезы, устройство имеет два фиксированных положения: 17 — под о углом -20 к оси у, червячной фрезы

8, 18 — под углом +20 к оси у червячной фрезы 8.

Устройство для контроля профиля зубьев червячных фрез работает следующим образом.

1341496

Устройство устанавливают в первое фиксированное положение 17. С генератора 3 синусоидальных колебаний переменное напряжение прикладываетВ ся к электроакустическому преобразователю акустооптического дефлектора

4. Под действием электрического напряжения акустооптический дефлектор

4 скачкообразно с заданным шагом отклоняет пучок лучей, сфокусированный вдоль оси х первой цилиндрической линзой 2, от лазера 1 в пределах угла, зависящего от высоты контролируемых зубьев. Сканирующий луч дифра- 16 гирует вдоль координаты х на измерительной щели, образованной профилем зуба 7 червячной фрезы 8 и стороной трапецеидальной контурной маски 9, последовательно в заданном чис- 2о ле точек, лежащих на разных расстояниях от основания зуба. Вторая ци— линдрическая линза 5 создает параллельный пучок лучей, который фокусируется сферической фокусирующей лин- 26 зой 6. B задней фокальной плоскости сферической фокусирующей линзы 6 формируется на приемнике 10 излучения прбстранственно-частотный спектр (дифракционное изображение Фраунго- 3Q фера) щели, образованной профилем зуба 7 и трапецеидальной контурной маской 9, содержащий информацию о погрешности профиля зуба. Приемник

10 вырабатывает электрический виде35 осигнал, пропорциональный распределению освещенности в дифракционном изображении измерительной щели, которое состоит из эквидистантно расположенных чередующихся максимумов и ми- 4О нимумов светового потока. Поэтому видеосигнал, содержащий периодически повторяющиеся экспериментальные зна,чения, через интерфейсный блок 13 поступает в память процессора ЭВМ 14, где программно определяется средний период осциляций видеосигнала, который обратно пропорционален ширине измерительной щели. Таким образом, ширина измерительной щели, а следовательно, погрешность профиля зуба l фрезы

8 однозначно зависит от среднего периода осциляции видеосигнала, который отображается на внешнем терминале

3ВМ 14. Для измерения погреншости профиля всех зубьев блок 15 непрерывно вращает червячную фреэу 8, причем замедленно в момент измерения и ускоренно до приведения передней поверхности очередного зуба в общую фо-. кальную плоскость цилиндрических линз 2 и 5. После измерения погреш— ности зубьев с левой стороны устройство устанавливают во второе фиксированное положение 18.

Далее измеряют погрешность зубьев с правой стороны при вращении червячной фрезы 8 на блоке 15 в обратном направлении.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для контроля профиля зубьев червячных фрез, содержащее последовательно расположенные источник излучения, оптическую систему, блок перемещения фрезы от зуба к зубу, установленный в фокальной плоскости системы, фокусирующую линзу, приемник излучения, установленный в задней фокальной плоскости линзы, и блок обработки и регистрации информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности контроля, оно снабжено системой сканирования, состоящей из акустооптического дефлектора и генератора синусоидальных колебаний, и трапецеидальной контурной маской, предназначенной для размещения между зубьями фрезы, оптическая система выполнена анаморфотной и состоит из последовательно расположенных первой и второй цилиндрических линз, установленных так, что их фокальные плоскости совпадают, и сферической фокусирующей линзы, система сканирования установлена после первой цилиндрической линзы по ходу излучения, источник излучения выполнен когерентным, а маска установлена в общей фокальной плоскости первой и второй линз.

1341496

Фиг. 2

Составитель Л. Лобзова

Техред Я,Дидык Корректор Г Решетник

Редактор А. Огар

Заказ 4426/45

Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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