Стенд для измерения радиального перемещения инструмента

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 781 026 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 21. 04. 78 {21) 2610329/25-08 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет

Опубликовано 2 1130. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликовамия описания 25. 11 . 80 (51)М. Кл.З

В 23 Q 17/16

Государствеяянй «омитет

СССР но делам йзобретенкя и отарытня (53) УДК .08(088.8) (72) Авторы изобретения .1.I ф. Уткин, ф. М. Дроздов и Ю. И. КижРяев"

;,:) ЙТг

„1 (7! ) Заявитель

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (54) СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЦЕНИЧ

ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследовании поперечных колебаний инструмента для обработки глубоких отверстий и, прежде всего, инструмента для глубокого сверления с наружным подводом смазочно-охлаждающей жидкости.

Известен стенд для измерения вели-. чины и направления радиального перемещения инструмента, в котором измерители вынесены из эоны обработки и расположены снаружи неподвижной трубы, содержащей рабочую головку. В трубе выполнены радиальные отверстия, в ко- 15 торых установлены штыри, одним концом контактирующие с корпусом головки, а другим — c измерителями. Стенд обладает широкими возможностями в отношении типоразмера исследуемых 20 расточных головок (1$.

Однако данный стенд не может быть использован для измерения радиально.го перемещения рабочей головки при обработке глубоких отверстий с наруж- 25 ным подводом СОЖ. Это вызвано тем, что обрабатываемый образец установлен с зазором по отношению к внутренней . поверхности трубы. Недостаток данного стенда состоит также в том, что рабо- 30 чая головка базируется не на поверх;ность обрабатываемого отверстия, а на точно обработанную поверхность неподвижной трубы. В связи с этим условия проведения экспериментов не соответствуют реальным условиям обработки, что снижает ценность результатов исследования. Кроме того, данный стенд мало пригоден для динамических исследований, особенно при больших условиях резания, характерных для сверления. Это обусловлено недостаточно жесткой установкой обрабатываемого образца, который опирается на винты, укрепленные в неподвижной трубе, с возможностью вращения относительно опор.

Известен также стенд, .содержащий расточную головку, укрепленную на борштанге, державку для установки обрабатываемого образца (втулки) и измерительное устройство в виде оправки с тенэобалками. Тензобалки контактируют с корпусом расточной головки, причем один ряд тенэобалок размещен внутри корпуса, а другой снаружи (2j.

Недостаток этого стенда состоит в ограниченной номенклатуре исследуе;мых инструментов. Он может быть ис7В ОЫ польэбван для измерения радиального

-перемещения только расточных головок,, причем такого типоразмера, при котором внутри корпуса головки можно раэМестить оправку с тензобалками. Для аналогичных измерений при сверлении глубоких отверстий стенд непригоден, "так как при расположении рабочей головки в глухом отверстии, что харак" терно "для сверления, невозможно установить оправку с тензобалками co стороны головки. Недостатками стенда являются также неудобство тарировки тен. эобалок, размещенных внутри головки, влияние температурных факторов на точность йзмерейия, возможность попадания активной СОЖ на измерители. 15

Цель изобретения — расширение но- . менклатуры исследуемых инструментов.

Укаэанная цель достигается тем, """что в" стейде, содержмф.м инструмент в виде рабочей головки, укрепленной 20 на борштанге, державку для установки обрабатываемого образца, маслоприемйик, один конец которого, снабженный сальником, охватыв.ает борштангу, а другой герметично связан с образцом, и измерительное устройство с тенэобалками, тензобалки измерительного устройства контактируют с открытым участком борштанги вблизи маслоприемника. Корпус маслоприемника в месте сочленения с борштангой выполиен по отношению к ней с зазором, обеспечивающим необходимое радиальное перемещение борштанги. Корпус сальйика, уплотняющего этот зазор, устанбвлен с возмо кностью радиального перемещения и снабжен торцовым уплотнением.

При обработке глубоких отверстий особенно при сверлении, когда СОЖ по " дается в зону резания под высоким давлением, затруднительно измерять 40 радиальные перемещения рабочей головкй, находящейся в обрабатываемом отверстии. Вместе с тем, учитывая, что рабочая головка жестко связана с борштангой, можно измерять радиальные 45 перемещения участка борштанги, прилегающего к головке. Измерив величину

-й направление радиальных перемещений указанного участка борштанги в двух поперечных сечениях, можно с достаточной точностью судить о величине и направлении радиального перемещения головки, вызывающего перемещение борштанги. Однако измерять перемещения участка борштанги, прилегающего к головке, при расположении этого участ-55 ка в отверстии также затруднительно.

Указанные трудности можйо уотранить, если при сверлении отв ерстия в образце малой длины производить измерейия перемещений прилегающего к го- д лавке участка борштанги в ее открытой зоне эа маслоприемником. При этом вынос точек контакта тенэобалок измерительного устройства иэ зоны рабочей головки в открытую зону борштанги практически устраняет ограничения по номенклатуре исследуемых инструментов.

Однако реализация этой универсальной схемы измерений имеет практический смысл лишь если участок борштанги, расположенный в маслоприемнике, имеет воэможность беспрепятственного радиального перемещения под действием приложенной к головке силы резания. В существующих маслоприемниках борштанга опирается на корпус маслоприемника, установленного в передней стайке стан- ка.

В предлагаемом стенде вынос тачек контакта тенэобалок с инструменТом в открытую зону требует устранения опоры борштанги в маслоприемнике. Это достигается за счет зазора между бор-, штангой и корпусом маслоприемника в местах их сочленения и применения радиально-подвижного узла уплотнения борштанги. Наличие зазора вызывает необходимость его уплотнения, достигаемого за счет того, что корпус сальника, уплотняющего зазор, установлен с воэможностью радиального перемещения и снабжен торцовым уплотнением.

Кроме того, применение радиально-подвижного уплотнении обеспечивает герметизацию борштанги, что необходимо для работы маслоприемника.

Благодаря конструктивным особенностям маслоприемника становится целесообразным размещение измерителей в открытой зоне борштанги вблизи узла уплотнения, поскольку, вследствие беспрепятственного радиального .перемещения участка борштанги, прилегающего к головке по величине и направt лению его перемещений можно судить о величине и направлении перемещения головки. Нри этом от перемещений рассматриваемого участка борштанги с достаточной точностью можно перейти к перемещениям головки, так как расстояние от головки до измеряемого сечения мало (500-700 мм) по сравнению с длиной инструмента.

Следует отметить, что в большинстве случаен достаточно ограничиться изучением влияния тех или иных факторов, например режймов резания, на перемещения борштанги, не переходя к перемещениям головки. Это обусловлено тем, что перемещения участка борш танги, прилегающего к головке, в определенном масштабе отражают перемещения головки . Например, н качестве оптимального режима сверления целесообразно принять тот режим, при котором прй йрочйх- равных условиях амплитуда поперечных колебаний рассматриваемого участка борштанги оказывается минимальной.

На фиг. 1 представлен продольный разрез стенда, общий вид; на фиг.2 узел Т на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез на фиг. 1; на фиг. 4 — схема измерений, реализованная на стенде.

781026

Предлагаемый стенд содержит инструмент для глубокого сверления в виде рабочей головки 1, укрепленной на борштанге 2, державку 3 для установки обрабатываемого образца 4, маслоприемник 5 и измерительное устройство 6.

Для измерения радиального перемещения инструмента в двух поперечных сечениях, осуцествляемого на открытом участке борштанги 2 за маслоприемником 5, измерительное устройство 6 выполнено в виде двух стоек, оснащанных поворотными кронштейнами

7, в кОТОрых укреплены тензобалки 8. наконачники тенэобалок 8 контактируют с борШТангой 2, причем тензобалки до-: полнитально прижаты к борштанге пружинами 9. Стойки с тенэобалками установлены на станине стенда.

ВЫнос точек контакта тензобалок с инструментом в открытую зону борштанги за маслоприемником требует обес-Щ печения беспрепятственного радиального перемещения участка борштанги, прилегающего к рабочей головке. С этой целью корпус 10 маслоприемника 5, установленного в передней стойке 11 стенда на участке сочленения с борштангой 2, выполнен по отношению к последней с зазором 12. Кроме того, узел 13 уплотнения в маслоприемнике установлен с возможностью радиального перемещения. ,30

Радиально-подвижный узел 13 уплот« кения борштанги 2 содержит корпус 14, в котором раэмецен сальник 15, Для затяжки сальника служит втулка 16 и гайка 17, которая навинчена на корпус 14. При полностью затянутой гайке 17 сальник 15 обжимает борштангу

2. Сальник 15 имеет малую длину по сравнению с диаметром борштанги, à 40 корпус 14 и втулка 16 выполнены с зазором 12 по отношению к борштанге.

Тем самым узел уплотнения не препятствует изгибу борштанги на участке, проходящем в данный момент времени через уплотнение. Корпус 14 установлен с зазором 18 в расточке 19, выполненной с торца хвостовой части корпуса 10 маслоприемника. Со стороны, обращенной к торцу расточки 19, ® корпус 14 снабжен торцовым уплотнением, например уплотнительным кольцом 20 из резины. Для уплотнения стыка между корпусом 14 и торцом расточки 19 корпус 14 поджат к торцу расточки посредством гайки 21, навинченной на корпус 10 маслоприемника. При этом обеспечен контакт уплотнительного кольца 20 с торцом расточки 19.

Однако усилие поджатия таково, что корпус 14 имеет воэможность радиаль- g0 ного перемещения совместно с борштангой 2, тем самым не препятствуя радиальному перемещению последней. Кроме того, укаэанное перемещение корпуса

14 возможно благодаря эазору 18. 65

Следует отметить что корпус 14 имеет достаточно малую массу и уста.новлен с воэможностью перемецения относительно корпуса 10 маслоприемника с легким трением, что практически не изменяет параметров колебательной системы инструмента и не сказывается на величине его радиального перемецения в измеряемых сечениях.

Державка 3 для установки обрабатываемого образца 4 может быть выполнена в виде трубы один конец которой закреплен в патроне 22 стенда, а другой поддерживается люнетом 23. В державке (трубе) 3 со стороны обработки установлен обрабатываемый образец 4, выполненный,в случае сверления, в виде сплошной заготовки. Крепление образца осуцествляется винтами 24 и фланцем 25 с винтами 26. Образец 4 имеет конический выступ, посредством которого он герметично связан с мас- лоприемником 5. Длина образца

150-300 мм. При этом расстояние оТ торца рабочей головки в конце сверления до места контакта тенэобалок измерительного устройства с открытым участком борштанги мало по сравнению с длиной инструмента.

Борштанга 2 одним концом укреплена в патроне 27 каретки стенда. На другом конце борштанга имеет резьбовой хвостовик для установки и закрепления рабочей (сверлильной) головки 1. При использовании борштанги большой длины между измерительным устройством 6 и кареткой стенда уСтанавливается опора

28, поддерживаюцая борштангу. В связи с применением обрабатываемого образца малой длины, изменением положения опоры 28 вдоль инструмента достигается имитация глубины сверления. При отсутствии опоры 28 глубина сверления равна длине применяемого" инструмента.

При наладке измерительного устройства 6 поворотные кронштейны 7 с тензобалками 8 устанавливаются таким образом, что точки. контакта с борштангой 2 одной пары тензобалок, размещенных на разных стойках, находятся в одной диаметральной плоскости борштанги, совпадающей с плоскостью, в которой расположено режущее лезвие рабочей головки 1. При этом точки контакта другой пары тенэобалок располагаются в плоскости, перпендикулярной укаэанной. Тарировка тензобалок осуцествляется путем установки щупов известной толцины между наконечником тенэобалки и борштангой.

Перед измерением в образце 4 обрабатывается самой головкой отверстие под заход направляющих головки. При этом головка сначала базируется на внутреннюю поверхность корпуса 10 маслоприемника 5, а затем на поверхность обработанного отверстия.

Предлагаемый стенд работает следующим образом.

7 781026 8

При ."сверлейии отверстия в образце торых эти перемещения измеряются. Пос4 рабочая головка 1 вследствие кали- кольку расстояния В„и Я>известны, то чйя тотеч йриложения сйлы резания от-- по величине перемещений Z„, 2

Y Y носительно продольной оси головки со- Таким образом, предлагаемый стенд

"вершает угловые колебания, приводящие пОэволяет расШИрить номенкЛатуру ис к адиальйому" перемещению ее попереч» следуемых инструментов,,поскольку при ных сечений. На головку действует сй- йсследований на стенде любого инстру- . ла"" еэайий представленная составляю- :, мента" независимо от его конструкции, а р

„Д "" 0

Р Р u P (фиг. 4) . " : типоразмера, способа подвода СОЖ моучиг ывая, что головка жестко свя- l гут быть йзмерены радиальные перемезана с борштангой 2; радиальные пере- -, щения борйтанги в открытой зоне за мещенйя головки вызывают деформацию : маслоприемником. (изгиб) борштанги 2. В связи с отсутствием опоры борйтанги в корпусе мас-. лоприемника 5 благодаря зазору между 15 формула изобретения кО йусбМ маслоприемника и борштангой к применений радиальйо-подвижйого уз-- Стенд для "измерения радиального ла 13 уплотйенйя,- поперечные сечеййя перемещения инструмента при обработборштанги в зоне установки тензоба- ке глубоких отверстий, содержащяй лок 8, поджатых к борштанге; переме- Щ инструмент в виде рабочей головки, щак тся в радиальном направлении. При укрепленной на борштанге, державку . этом совместно с борштангой переме- для установки обрабатываемого обраэщается и узел уплотнения, что обес- ца, маслоприемник, один конец котопечйвает герметиз,ацию борштанги в рого, снабженный сальником, охватымаслоприемнике. Радиальные переме- . вает борштангу, а другой герметично щения борштанги 2 приводят к изгибу . связан с образцом, и Измерительное тензобалок 8, дефорМации тенэореэис- устройство с тензобалками, о т л и

="ТОКОВ и" появлению сигналов в регистри- ч а ю шийся тем, что, с целью рующей аппаратуре. ОдновРеменно про- расширения"йомейклатуры исследуемых изводйТся регистрация радиальных пе- инструментов, измерительное устройремещений Z Y и 2, Y в двух попе- ® ство размещено вне зоны рабочей го11 1 2Ф..Х

"речных сечениях I-I и И-Н,"йричем "в" ловки за маслойриемником, корпус кокаждом сечении измеряются перемеще - " торого в месте сочленения с борштанния Z, Уи 1, Y в двух взаимйо пер- гой выцолйЕн пО отиошению к ней с йендикулярных плоскостях.

-1 э 4 Л. Ф 2. зазором, обеспечивающим анфим необходимое

З5 радиальное перемещение борштанги под

Учитывая, что расстояния Р и P., действием усилий резания, причем кормалы по сравнению с длиной инструмен- пус сальника, уйлотнякй его этот эата L и, кроме того, сечение Т-Т нез- зор, устайовлей" также с воэможностью ч т льно удалено от режущего лезвия, радиального перемещения совместно с направление радиальных перемещений щ борштангой и сйабжен т рц у борйтанги в измеряемых сечениях соот- нением.

Источники информации, инятые во внимание при экспертизе ветствует направлению радиального перемещения рабочей головки. принятые в

Y Y " 1. Авторское свидетельство СССР л. В 23 Я 17У16, 25.08.76.

-можйо установить пространственное рас-, Ф 525528, кл. В н-" 2. авторское свидетельство СССР положение участка борштанги, эаключен-" л В 23 Q 17/16, 25.03.74. нбго между сечениями I-I и П-П, в ко- . М 420434, кл. В 23 17 6, 1

781026

Фиг.

Составитель В . Алексеенко

Редактор И. Михеева Техред A.Au Корректор Г. Назарова

Заказ 8040/11 Тираж 1160 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

-йймФ фъФ мФкщамю ю

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4