Способ контроля диаметральных размеров деталей

 

Использование: измерительная техника , для измерения диаметров при автоматизации металлорежущего оборудования. Сущность: производят обработку вращающейся детали инструмента, к которому при клэдывают нагрузку в виде импульса силы в направлении главного движения резания. Измеряют длительность импульса резания и текущее значение линейной скорости инструмента в.интервале импульса резания, на основании чего определяют линейную скорость движения поверхности детали, искомую величину диаметра детали определяют путем интегрирования в течение периода вращения измеренного значения скорости. 2 ил.

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УВЛИК (11)5 В 23 В 25/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837169/08 (22) 08.06.90 (46) 15,05,93, Бюл. N. 18 (71) Пензенское производственное объединение "Эра" (72) А.Т.Манько (56) Авторское свидетельство СССР

N. 584176, кл, G 01 В 5/08, 1973. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: измерительная техника, для измерения диаметров при автоматизации металлорежущего оборудования, Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения диаметров, и может найти применение для измерения диаметров при автоматизации металлорежущего оборудования.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

На фиг.1 приведен эскиз, поясняющий процесс осуществления способа; на фиг.2— структурная схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит вибратор 1, установленный на суппорте станка, режущий инструмент 2, пьезоэлектрический датчик вибрации 3, измеритель 4 шума и вибрации, предназначенный для измерения линейной скорости инструмента в направлении главного движения резания, измеритель 5 временных интервалов, предназначенный для измерения текущего значения длительности импульса резания на дискретной длине обрабатываемой поверхности в каждом цикле колебаний инструмента, блок 6 коммутации, аналого-цифровой преобразоваБЦ«, 1814974 А1

Сущность: производят обработку вращающейся детали инструмента, к которому прикладывают нагрузку в виде импульса силы в направлении главного движения резания.

Измеряют длительность импульса резания и текущее значение линейной скорости инструмента в интервале импульса резания, на основании чего определяют линейную скорость движения поверхности детали, искомую величину диаметра детали определяют путем интегрирования в течение периода вращения измеренного значения скорости, 2 ил, тель 7 и блок 8 управления (микро-ЭВМ), подключенный к системе ЧПУ 9, Второй вход блока 6 коммутации соединен с вторым выходом измерителя 4. второй вход которого соединен со вторым входом измерителя 5, выходом системы ЧПУ 9 и входом датчика 3. С блоком 8 управления соединены коммутатор 6, вибратор 1 и вход ЧПУ 9, Способ осуществляется следующим образом.

Осуществляют обработку заданного диаметра, После начала врезания сообщают инструменту механические высокочастотные или ультразвуковые колебания заданных периода Т и амплитуды "а" в направлении главного движения резания, Колебания инструмента начинаются в некоторой точке О (фиг.1), При движении инструмента в направлении (+OZ) со скоростью Ч =+атСОВшт на участке ЕА образуется в процессе резания стружка 1 и в течение времени т звенья образуют элемент пары (контакт) инструмент-деталь, при этом кажЪ

1814974 д ..я иэ множества точек участка ЕА проходит

;-.уть, равный длине резания в одном цикле колебаний (1) 5

I = (V.+ Vo ист) г

При дальнейшем движении в направлении -OZ) происходит разрыв элемента пары, что является основой дискретности измерений, На расстоянии от. точки А до точки Е стружка в течение времени (Т-z) не контактирует с передней поверхностью инструмента и точка А пройдет путь (г) 15

t — Vo ист (Т Х), при этом точка В переместится в первоначальное положение точки Е, а точка Д соответственно — в положение точки А.

Исходя из условия равенства углов поворота заготовки в каждом цикле колебаний инструмента, приравнивают правые части выражений (1) и (2), решают полученное уравнение относительно Vo NQ7 и записывают эту величину в виде

z

Vo ист = -(- 2= /. где Vo ист - истинное текущее значение ок- 30 ружной скорости обработанной поверхности в зоне измерения, мlмин;

z — текущее значение длительности. импульса резания в каждом цикле колебаний инструмента, с;

Т вЂ” заданный период механических высокочастотных или ультразвуковых. колебаний в направлении главного движения резания, с;

V — текущее значение линейной скоро- 40 сти инструмента эа время, м/мин, В соответствии с структурной схемой (фиг.2) по команде на проведение измерений система ЧПУ 9 запускает программу обработки заданного диаметра на станк 45

После начала врезания блок управления 8 запускает программу измерений. Блок управления 8 включает вибратор 1, который возбуждает механические высокочастотные или ультразвуковые колебания инструмента 50 в.направлении главного движения резания.

На инструмент устанавливают датчик 3 вибрации. представляющий собой акселерометр, Механические колебания посредством 55 датчика 3 преобразуют в электрический сигнал, который затем подают на вход измерителя шума и вибрации 4, где сигнал усиливают, фильтруют, выделяют постоянную составляющую сигнала с помощью детектирования и нэ выходе получают значение линейной скорости V движения инстру.мента за время z, одновременно выделенную постоянную составляющую сигнала от измерителя 4 шума и вибрации подают на вход измерителя 5 временных интервалов, где измеряют временной интервал периодических сигналов в форме длительности импульса резания (времени контакта) z в каждом цикле колебаний. Блок 6 коммутации, управляемый от микро-ЭВМ, подключает аналого-цифровой преобразователь 7 к измерителю 4 шума и вибрации и измерителю 5 временных интервалов. Аналого-цифровой преобразователь 7 преобразует аналоговые сигналы измерителя 5 временных интервалов и измерителя 4 шума и вибрации в цифровые коды микро-ЭВМ.

Микро-ЭВМ обрабатывает сигналы по алгоритму (3) и выдает результаты расчета диаметра в зоне контакта, например, на видеоконтропьное устройство (на фиг.2 не показано).

Пример измерений. Обтачивают в центрах вал начисто. Диаметр вала D = 200 мм, длина! = 2000 мм, Режимы резания: расчетная величина линейной скорости обрабатываемой поверхности Vpyp = 150 M/ìèí; глубина резания

t = 1,5 мм; подача S = 0.3 мм/об; резец проходной, Т15К6, обрабатываемый материал — ст. 45, Параметры вибрационного движения инструмента: задаваемый по паспорту виб- ° ратора период вынужденных высокочастотных или ультразвуковых колебаний режущего инструмента Т = 50 10 (частота

f = 20000 Гц); расчетное значение амплитуды вынужденных колебаний инструмента а = 100 мкм (аЫ2,5 Vpgp Т 10 мк =

=12,5 1 150 10 150 10 = 97,5 мк).

Измеренные параметры; бдлительность импульса резания = 5 . 10 с, текущее значение линейной скорости инструмента в направлении главного движения резания и в интервале длительности импульса резания

V = 1199,2 м/мин.

Вычисленные величины: истинная линейная скорость обработанной поверхности Vp ист = 149,9 м/мин; текущее значение диаметра обработки Отек = 199,8666667 мм.

Формула изобретения . Способ контроля диаметральных размеров деталей, включающий измерение линейной скорости движения поверхности детали при вращении и определение искомой величины диаметра путем интегрирования в тече1814974 ние периода вращения измеренного значения скорости, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности контроля, линейную скорость движения поверхности де- 5 тали определяют на основании измеренных значений длительности импульса резания и текущего значения линейной скорости инструмента в интервале импульса резания, при этом упомянутые значения параметров измеряют в процессе обработки вращающейся детали инструментом, к которому прикладывают нагрузку в виде импульса силы в плоскости резания в направлении главного движения резания.