Устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить эффективность за счет расширения технологических возможностей измерения температуры при шлифовании шестерен. Электроды термопар выполнены пластинчатыми и размещены в шлифовальном круге в I плоскостях, причем каждая плоскость расположена под углом а с осью вращения шлифовального круга, определяемого из соотношения, приведенного в описании. Электроды термопар замыкаются через поверхность обрабатываемой детали и выходной сигнал с них пропорционален температуре в рабочей зоне. Устройство обеспечивает измерение температуры в течение всего времени обработки на эвольвентном профиле шестерни, исключает случайные сбои при измерении, обеспечивая надежное замыкание электродов термопары в зоне резания. Использование статистического алгоритма обработки данных с сортировкой данных по зонам обработки позволяет в итоге обеспечить бездефектность обработки профиля зуба, автоматизируя управление подачей при шлифовании шестерен. 3 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 К 7/02, 13/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629517/10 (22) 15.11.88 (46) 15.04.91. Бюл. N 14 (72) M.Ã.Ïoñòðèãàéëî и А.А.Клюкин (53) 536.53 (088.8) (56) Сипайлов В.А, Тепловые процессы при шлифовании и управлении качеством поверхности, M,: Машиностроение, 78, с,117119, рис. 34-36, Метрология,1976, N. 5, с,33 — 38. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ШЛИФОВАНИИ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить эффективность за счет расширения технологических возможностей измерения температуры при шлифовании шестерен. Электроды термопар выполнены пластинчатыми и размещены в шлифовальном круге в t плоскостях, приИзобретение предназначено для измерения температуры в зоне резания при шлифовании эвольвентных зубчатых шестерен и может быть использовано для определения режимов резания и оптимизации технологических процессов шлифования.

Целью изобретения является повышение эффективности путем обеспечения возможности измерения температуры поверхности нарезаемых шестерен.

На фиг. 1 схематично показан шлифовальный абразивный круг, в котором размещены попарно параллельно пластинчатые электроды термопар; на фиг, 2 — ориентация электродов термопар относительно оси вращения шлифовального круга; на фиг. 3—

„„5U„„- 1642269 А1 чем каждая плоскость расположена под углом aI с осью вращения шлифовального круга, определяемого из соотношения,приведенного в описании. Электроды термопар замыкаются через поверхность обрабатываемой детали и выходной сигнал с них пропорционален температуре в рабочей зоне.

Устройство обеспечивает измерение температуры в течение всего времени обработки на эвольвентном профиле шестерни, исключает случайные сбои при измерении, обеспечивая надежное замыкание электродов термопары в зоне резания. Использование статистического алгоритма обработки данных с сортировкой данных по зонам обработки позволяет в итоге обеспечить бездефектность обработки профиля зуба, автоматизируя управление подачей при шлифовании шестерен. 3 ил. циклограмма ЭДС i термопары за один оборот шлифовального круга.

Устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании содержит шлифовальный абразивный круг 1 и размещенные в нем пластинчатые электроды 2, термопар, которые соединены с электронным блоком обработки данных (не показано) с помощью проводов 3 и токосъемника 4 через переключатель 5. Электроды 2 термопары размещают в шлифовальном круге 1 в прорезанных пазах, заливая и закрепляя прорезь с электродами высокотемпературными замазками, смолами. Предварительно электроды 2 покрывают электроизоляционным материалом (керамикой), обеспечивая минимальное расстояние между пластинча

1642269

10

30 тыми электродами 2 при их размещении.

Толщина электродов 0,05 — 0,2 мм, что позволяет уменьшить постоянную времени термопары и обеспечить требуемую точность измерения температуры, т.е. свести до минимума погрешность, возникающую из-за температурных градиентов вдоль рабочего торца 6 электродов 2 при неодновременном контакте рабочего торца 6 электродов 2 с зоной 7 резания при шлифовании детали 8.

При очередной правке круга происходит подрезание электродов 2 по рабоему торцу

6 на величину уменьшения в данной точке радиуса шлифовального круга 1, что не влияет на процесс последующих измерений, Электроды термопары, замыкаемые в npgцессе шлифования обрабатываемой поверхности, размещены в шлифовальном круге в

i плоскостях, причем каждая плоскость расположена под углами а с осью вращения шлифовального круга, определяемыми выражением .;ai =(arctg

E ER Т

cos arctg — - ), m

/ mj 2R где м — максимально допустимая угловая частота вращения шлифовального круга (является характеристикой данного станка), R — рабочий радиус шлифовального круга;

Т вЂ” постоянная времени! термопары;

mi — модули зуба шестерен, нарезка которых возможна на данном шлифовальном круге, Данное выражение для cj вытекает из следующего: cu R Т вЂ” расстояние, которое проходит рабочий торец пластин электродов на время Т, причем временной промежуток Т обеспечивает охлаждение торца электрода, что необходимо для точного из- . мерения температуры, à Xm — расстояние между зубьями червяка, нарезаемого на шлифовальном круге.

Таким образом, угол ai обеспечивает требуемый временной интервал между измерениями, а также определяет длительность сигнала при каждом измерении, позволяя выбрать опытным путем оптимальную схему сьема и обработки информации; cosarctg m/2R — поправка для угла

ai которая определяется наклоном резьбы червяка, нарезаемого на шлифовальном круге. к оси вращения шлифовального круга.

Размер электродов термопар по радиу.су шлифовального круга равен толщине рабочей (изнашиваемой) зоны последнего.

Устройство работает следующим образом, 35

Перед началом работы переключателем

5 замыкают провода 3 от электродов 2 термопары, соответствующей модулю зуба нарезаемой шестерни, Вводят в зацепление профили абразивного червячного шлифовального круга 1 и шлифуемой детали 8. При замыкании шлифуемой поверхностью в зоне 7 резания электродов 2 термопары сигнал термо ЭДС через переключатель 5, токосьемник 4 поступает на обработку в электронный блок. При существующих скоростях вращения шлифовального круга п = l500 — 2000 об/мин и шлифуемой шестерни nz=10 — 60 об/мин происходит до -20 — 200 замеров/с на каждом. зубе шестерни, находящемся в зацеплении, Электронный блок, используя временной промежуток Т,, различает сигналы, поступающие с и различных зубьев шестерни, группирует их в массивы по числу п зубьев, находящихся в зацеплении, и просчитывает, строит температурное поле по участкам шлифуемого профиля эвольвенты зуба, используя зависимость температуры в.зоне резания от граЛТ диентакьт

Тз = — -,г- - ср. T1; к ЛТ лт 2л где К вЂ” число замеров в контролируемой зоне на данном зубе шестерни за К оборотов шлифовального круга, определяет максимальную температуру в зонах резания на и зубьях и регулирует режимы резания, обеспечивая бездефектность обработки шлифуемой поверхности, Измерение температуры поверхности при шлифовании с помощью предлагаемого устройства расширяет технологические возможности, обеспечивает измерение температуры в течение всего времени обработки на эвольвентном профиле шестерни, исключает случайные сбои при измерении, обеспечивая надежное замыкание электродов термопары в зоне резания, и, используя статический алгоритм обработки данных с сортировкой данных по зонам обработки, позволяет обеспечивать беэдефектность обработки детали и повысить точность обработки, автоматизируя управление подачей при шлифовании шестерен.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения температуры поверхности при шлифовании, содер1642269 фй2 . j жащее шлифовальный абразивный круг с размещенными в нем электродами термопары, подключенными к электронному блоку регистрации,отл ич а ю ще ес я тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения воэможности измерения температуры поверхности нарезаемых шестерен, электроды термопары выполнены пластинчатыми и размещены в шлифовальном круге параллельно друг другу под углом а к оси вращения, определяемым из соотношения вйТ ° П) а = (агсст9

R ITI cos 3I clg 2 R где R — рабочий радиус шлифовального круга;

Т вЂ” постоянная времени термопары; о) — максимально допустимая угловая частота вращения шлифовального круга;

m — модуль зуба шестерни, нарезаемой на шлифовальном круге, причем размер

5 пластин электродов термопары в радиальном направлении равен толщине рабочей зоны шлифовального круга.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в шлифовальном круге размеще10 но несколько термопар. пластинчатые электроды которых составляют различные углы с осью вращения шлифовального круга, на котором установлены введенные переключатель с токосъемником, причем входы

15 переключателясвязанысзлектродамитермопар, а выход подключен через токосьемник к электронному блоку регистрации.

1642269

CLk 2 3

4$) ЙфД dt s

Составитель Е-. Рязанцев

Редактор Ю. Середа Техред М.Моргентал Корректор М. Пожо

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоем аХагарина, 101

Заказ 1139 Тираж 403 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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