Устройство для измерения силы резания

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

„„SU„„1449240 (51) 4 В 23 В 25/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И CAHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4138670/31-08 (22) 27.10.86 (46) 07,01 89. Бюл. В 1 (71) Горьковский политехнический институт им, A,А.Жданова и Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорекущих станков (72) В.А.Ратмиров, В.А.Перфилов и И.А.Борисов (53) 621.9.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1311854, кл. В 23 В 25/06, 1984 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ

РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к области станкостроения и мояет быть использовано в силоизмерительных системах. Цель изобретения — повышение а точности, упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей за счет использования на станках с автоматической сменой инструмента. Для этого в корпусе 1 стандартной оправки для закрепления инструмента 5 установлен стакан 2 и генераторные датчики 9 с демпфирувщнми токосъемниками, на обкладках которых при воздействии на инструмент силы резания возникает электрический заряд, зависящий и функционально связанный с изменением силы резания, 2 ил.

1449240

Изобретение относится к станкостроению и может быгь и польэовано н силоизиерительных системах, преимущественно на иеталлорежущих стан5 ках.

Цель изобретения — повышение точности измерения, упрощение конструкции, расширение функциональных воэможностей эа счет исгользонания на стенках с автоматической сменой инструиента.

На фиг. I изображена оправка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. 15

Устройство содержит корпус I стандартной оправки. В расточенное отверстие корпуса 1 вставлен скользящий стакан 2 с заплечиками 3, н

Котором с помощью болта 4 крепится инструмент 5. Накидная гайка 6 служит для выбора осевого зазора скользящего стакана н корпусе оправки. На эаплечиках 3 стакана 2 н выступах 7 корпуса 1 оправки эак- 25 реплены демпфирующие токосъемники

8, в качестве которых могут быть использованы изоляционные пластинки, обладающие демпфирующиии свойствами, с наклеенными на них токопроводящиии пластинами (например, тефлоновые пластинки с наклеенными посеребренными или кадииронанныии латунными пластинками). Между электродами токосъемников 8 помещены генераторные датчики 9 (например, пьезокерамические). На фиг. 2 показано два датчика, но может быть и меньше, и больше. Для подключения электродов токосъемников к регистратору 10 во время установки оправки с инструментом в шпиндель станка на корпусе опранки закреплен штыревой разъем 11, От штыреного разъема 11 до электродов токосъемников 8 в корпусе 1 оп- 45 ранки выполнен канал 12 для прокладки в нем проводов, по которым сигнал от датчиков 9 передается к разъему 11, С приемной части разъема 11 сигнал поступает к регистратору .IO через скользящий токосъемник (не показан).

Скользящий токосъемник служит для передачи сигнала с вращающегося шпинделя к неподвижным контактам регистраторов и представляет иэ себя круглую изоляционную пластину с двумя токопронодящими дорожками, соединенными с разъемом 11, и дне иецно-графитоные щетки, закрепленные на неподвижной части станка и соединенные электрически с регистратором 10

При этом медно-графитовые щетки скользят по токопроводящии дорожкам, которые вращаются вместе с оправкой, На токосъемнике смонтирован управляющий элемент и прерыватель для снятия сигнала в заданном утловом положении фрезы, который не имеет существенного отличия от прототипа и потому здесь не рассмотрен, На датчиках создается преднарительный натяг винтами 13, установленными в выступах 7 корпуса I со стороны, противоположной месту установки датчиков 9.

Устройство работает следующим образом, При вращении шпинделя корпус оправки через ныступы 7 на корпусе 1 и деипфирующие токосъемники 8, закрепленные на этих выступах, передает усилие на пьезокерамические датчики 9. Датчики передают усилие на эаплечики 3 скользящего стакана также через демпфирующий токосъемник, ко орый закреплен иа эаплечике стакана 2, в котором закреплен инструмент. При отсутствии силы резания датчики 9 находятся под постоянным давлением, определяемым силой сжатия демпфнрующих пластин с помощью винтов 13, и поэтому выходное напряжение датчика равно, нулю. Как только на фрезу начинает действовать сила резания, пьезоэлементы начинают сжиматься с силой, равной

F KFyp где F - сила сжатия пьезоэлементов;

ГфР— сила, касательная к диаметру фрезы; фР R Р 2 отношение радиуса фреэы к радиусу окружности, иа которой находятся пьезоэлементы.

Согласно основному уравнению для пьезоэлементов на их обкладках появляется электрический заряд Я, равный а- р- . где P — пьезоэлектрическая постоянная пьезоэлемента.

Напряжение, возникающее на обкладках пьезоэлемента, равно

U a aP ° F/Ñ, где С вЂ” емкость пьезоэлемента, ков, а в корпусе оправки выполнен канал от пьезоэлемента до введенного штыревого разъема, установленного на ободке корпуса оправки со стордны, обращенной к шпинделю станка. ф.мг.2

Составитель A. Семенова

Техред g.ÄHäûê Корректор Э. Лончакова

Редактор Н, Тупица

Заказ 6905/11

Тираж 880

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

3 14

Это напряжение через токосъемники 8 по проводам, уложенным в канал

12, поступает на штыревой разъем ll, далее через скользящий канал 12 пО— ступает на штыревой разъем ll и далее через скользящий ToKocúåìíèê на регистратор. На скользящем токосъемнике смонтирован управляющий элемент и прерыватель дпя Обеспечения регистрации сигнала от фрезы в заданном ее угловом положении, Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения силы резания, содержащее корпус оправки с ободком для закрепления инструмента в шпинделе станка, датчик перемещения, регистратор, связанный с датчиком перемещения посредством управляющего элемента и прерывателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це4924 О а1 лью повышения тОчнОсти> упрощения конструкции и расширения функцион;.льm»x воэможностей, датчик перемещения выполнен в виде пьезоэлемента, расположенного в полости, образованной заплечиками стакана, введенного в устройство и установленного концентричио в корпусе оправки, и выступами, выполнены»ми в корпусе оправки, в упомянутой полости расположены введенные демпфирующие токосъемники, причем в выступах корпуса со стороны, противоположной месту установки пьезоэлемента, установлен введенный элемент регулировки предварительного

í".Тяга пьезоэлементов и токосъемни