Устройство для имитации сил резания на деревообрабатывающих станках

 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и предназначено в качестве нагрузочно-имитирующего устройства для испытаний дереворежущих станков. Цель изобретения - повышение точности испытаний и надежности устройства. Устройство включает шпиндельную насадку, выполненную в виде барабана, по периферии дисков 2 и 3 которого, между ними, равномерно расположены параллельные шпинделю 1 оси 6 с закрепленными на них в подшипниках 8 цилиндрическими роликами 7. Нагружающий кронштейн 10 снабжен имитатором 11 заготовки 11 и закреплен на универсальном силовом крестообразном столе. Рабочая поверхность имитатора параллельна осям роликов 7 и расположена с натягом δ относительно наружных цилиндрических поверхностей роликов. Имитатор выполнен из полимерных композиций на базе фторопластов. После встречи цилиндрических роликов 7 с имитатором 11 заготовки на шпиндель 1 будет передаваться импульсная нагрузка вследствие упругопластической деформации материала имитатора заготовки из-за натяга δ. После выхода имитатора 11 из контакта с роликами 7 каретка вместе с имитатором надвигается на шпиндельную насадку на величину δ и платформа 9 совершает обратное движение. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4628137/31-15 (22) 29. 12. 88 (46) 30.09.90. Вюл.. N 36 (71) Московский лесотехнический институт (72) А.С. Воякин (53) 674. 05-7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 473922, кл. С 01 М 15/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

9 1272144, кл.С 01 M 15/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ СИЛ РЕЗАНИЯ НА ДЕРЕВООБРАВАТЫВАИЗЦИХ СТАНКАХ

„„SU„„1596220 А 1 (g1)g С 01 М 15/00, В 27 В 1/00

2 (57) Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и предназначено в качестве нагрузочно-имитирующего устройства для испытаний дереворежущих станков. Цель изобретения — повышение точности испытаний и надежности устройства. Устройство включает шпиндельную насадку, выполненную в виде барабана, по периферии дисков 2 и 3 которого, между ними, равномерно расположены параллельные шпинделю 1 оси 6 с закрепленными на них в подшипниках 8 цилиндрическими роликами 7. Нагружающий кронштейн 10

1596220 снабжен имитатором 11 заготовки и закреплен на универсальном силовом крестообразном столе. Рабочая поверхность имитатора параллельна осям роликов

7 и расположена с натягом 4 относительно наружных цилиндрических поверхностей.роликов. Имитатор выполнен иэ полимерных композиций на базе фторопластов. После встречи цилиндрических <р роликов 7 с имитатором 11 заготовки

Изобретение относится к деревооб-работке и предназначено в качестве нагрузочно-имитирующего устройства для испытаний дереворежущих станков.

Цель изобретения — повышение точности испытаний и надежности устройства.

На фиг. 1 схематично показано пред-75 лагаемое устройство; на фиг. 2 — вид

А на фиг. 1.

Устройство состоит из двух кинематически связанных узлов шпиндельной насадки, установленной на испытуемом 30 шпинделе станка вместо режущего инструмента — фреэы, и нагружающего си;: лового крестообразного стола с имитатором заготовки, закрепленного на станине. Шпиндельная насадка представляет собой установленный на шпинделе

1 барабан, состоящий из двух дисковнижнего 2 и верхнего 3 и втулки 4,, закрепленный на шпинделе 1 гайкой 5.

Иежду дисками 2 и 3 на веРтикальных 40 осях 6 закреплены цилиндрические ролики 7 в подшипниках 8. Количество роликов 7 соответствует числу резцов фрезы, наружные цилиндрические поверхности роликов 7 полируются. 45

Нагружающнй силовой крестообразный стол устройства выполнен на базе унифицированного накладного стола

УЕ4315-35, смонтированного на станине, на платформе 9 которого жестко установлен кронштейн 10 с имитатором

11 заготовки. Имитатор 11 представляет собой пластину иэ полимерного материала, закрепленную болтами на вертикальной плоскости кронштейна 10. вдоль платформы 9 нагружающего силового крестообразного стола.

Платформа 9 установлена на направляющих каретки 12 и оснащена приводом на шпиндель 1 будет передаваться импульсная нагрузка вследствие упругопластической деформации материала имитатора заготовки из-эа натяга g

После выхода имитатора 11 из контакта с роликами 7 каретка вместе с имитатором надвигается на шпиндельную насадку на величину д и платформа 9 совершает обратное движение. 2 ил., 1 табл. с

13 продольного перемещения (по стрелке Б) и двумя концевыми выключателями

14 и 15. Каретка 12, в свою очередь, установлена на направляющих основания

16 и оснащена электромеханическим приводом 17 поперечного перемещения (по стрелке В) платформы 9 с кронштейном 10.

Высота ролика 7 шпиндельной насадки превышает ширину Р имитатора 11 заготовки. Шпиндельная насадка и кронштейн 10 с имитатором 11 заготовки нагружающего силового крестообразного стола в исходном состоянии устройства выведены из взаимного контакта и расположены относительно друг друга та.ким образом, чтобы наружные цилиндрические поверхности роликов 7 и рабочая поверхность имитатора,.11 заготовки были параллельны и установлены с натягом 8

Устройство работает следующим образом.

Сначала включается .испытуемый шпиндель 1 и шпиндельная насадка приходит во вращение. Цилиндрические ролики 7 насадки описывают окружность с радиусом R. Затем включается привод

13 продольного перемещения нагружающего стола и платформа 9 с кронштейном

10 и имитатором 11 заготовки надвигается на вращающуюся шпиндельную насадку в тангенциальном направлении (по стрелке Б), С момента встречи цилинд.Рических роликов 7 шпиндельной насад-, ки с имитатором .11 заготовки на шпин- дель 1 будет подаваться импульсная нагрузка вследствие упругопластической деформации материала имитатора 11 заготовки из-за натяга Ю .

Как только платформа 9 переместилась в крайнее нижнее по фиг. 1 ноR- d ,„о =2 агссоз к

5 159б22 ложение и имитатор 11 заготовки вышел из контакта с цилиндрическими роликами 7 шпиндельной насадки, срабатывает концевой выключатель 14 и срабатывает привод 17 осевого перемещения.

Каретка 12 вместе с платформой 9, кронштейном 10 и имитатором 11 заготовки надвигается на шпиндельную насадку в радиальном направлении (по стрелке В) на величину d,,равную величине пластической деформации имитатора 11 заготовки за проход цилинд-рических роликов 7 и шпиндельной насадки по его поверхности, и платформа

9 совершает обратное движение (фиг.1 ° вверх по стрелке Б} до контакта с концевым выключателем 15. Вновь срабатывает привод 17 и процесс испытаний повторяется. 20

Использование в качестве материала имитатора 11 заготовки металлов,. технически нецелесообразно, поскольку даже при натягах g составляющих доли мм, в контакте с цилиндрическими 25 роликами 7 будет развиваться значительная температура, высокие ударные нагрузки, а следовательно, надежность такого устройства будет низка.

В предлагаемом устройстве в качестве материала имитатора заготовки использована фторопластовая композиция Ф-4К15М5, обладающая высокой прочностью и износостойкостью (превышающей стойкость при трении фторопласта

Ф-4 в 10 раз), коэффициентом трения скольжения по стали 0,02, а также остаточными деформациями - О. Кроме того, в устройстве трение скольжения заменено трением качения, поскольку 4О цилиндрические ролики 7 установлены в подшипниках 8. В таком случае можно считать, что угол контакта у„ цилиндрического ролика 7 с имитатором

11 заготовки будет равен 45

0 6 по стрелке Б (фиг. 1) без ее надвига-. ния на шпиндельную насадку в радиаль- ном направлении (по стрелке, В на фиг. 1). При этом необходимо следить, чтобы температура имитатора 11 заготовки в зоне контакта не превышала

327О, что соответствует пределу текучести большинства фторопластов.

После износа рабочей поверхности имитатора заготовки он снимается с кронштейна 10 переворачивается на другую поверхность и вновь крепится на кронштейн. Испытания продолжаются.

При,износе (разлохмачивании) обеих поверхностей имитатора заготовки он снимается с кронштейна и нагревается в печи до t = 327ОС, вследствие чего он в основном восстанавливает первоначальные размеры и свойства и вновь используется в испытаниях.

Величина имитируемого усилия F при сохранении заданных ц „ обеспечивается монтажом на кронштейне имитаторов заготовок различной ширины D.

Определив в эксперименте для заданных (приведенную на 1 см ширины имитак тора заготовки силу F1, выбиоают ширину D пластины имитатора заготовки, как D=F/Ff см. При этом удельная нагрузка на поверхность имитатора заготовки не должна превышать 2,95 МПа, поскольку при больших нагрузках могут иметь место значительные остаточные деформации.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет имитировать весь диапазон сил резания при фреэеровании древесины и древесных материалов. При этом обеспечивается возможность регулировать длительность импульсов имитируемой силы, действующей на шпиндель станка, и соответствующую силу при цилиндрическом фрезеровании древесины при типовых режимах резания с толщиной снимаемого слоя до 5 мм, что, повышает точность испытаний и надежность устройства. где R — радиус наружной поверхности ролика; 50

Ф вЂ” величина натяга (R и 4), мм.

Расчетные значения р для R к

90 мм:при разных натягах с и еоатветствующие им значения толщины снимаемого слоя t при реальном фрезеровании приведены в таблице.

Применение полимера позволяет уве» личить количество ходов платформы 9

Формула и э обр ет ения

Устройство для имитации сил резания на деревообрабатывающих станках, включающее установленную на шпшщеле насадку и узел силового нагружения, смонтированный на станине, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытаний и надежности устройства, шпиндельная насадка выполнена в виде барабана, между

1596220 сР, мм 1,0 0 75 0 5

0,3 0,2

0,1 ц)о 195 148 121

9,4 7,6

5,4

2 1 мм 5 4 .3

0,5

Составитель А. Васильев

Техред И.дидык Корректор М. Шароши

Редактор Ю. Середа

Заказ 2905 Тираж 443 Подписное

ВБЯПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгорсд, ул, Гагарина, 101 дисками которого расположены параллельные шпинделю оси с закрепленными на них в подшипниках цилиндрическими роликами, при этом узел силового нагружения выполнен в виде установленного на станине крестообразного силового стола, на рабочей поверхности котороro смонтирована контактная пластина из полимерной композиции на основе фторопласта, причем рабочая поверхность пластины параллельна осям цилиндрических роликов и расположена с натягом относительно их наружных поверхностей.