Установка для исследования образования отклонений формы деталей при шлифовании

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 921821

Союз Севвтскик

Сецканистнческик

Рес убттнк.(61) Дополнительное к авт. свид-ву1 (22) Заявлено 23 06.80 (21) 2946230/25-08 (5I)N. Кл.

В 24 В 49/ОВф

G 01 В 7/28 с присоединением заявки М

ЯВязрстВОиый квмитет

СССР ав авлак изебретенкй н еткрыткй

{23) Приоритет

О"Убликовано 23.04.82. Бюллетень <@15 (53) УДК621.923. .9(088.8) Дата опубликования описания 23.04 .82

l0. К. Новоселов и Е. Ю. Татаркин

Ф .с, Алтайский политехнический институт им., И. Ползу?рва (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТАНОВКА Aflak И ЛЕ@ОВАНИЯ

ОБРАЗОВАНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

Изобретение относится. к машиностроению и может быть использовано при экспериментальных исследованиях операция шлифования.

Известна установка для исследования закономерностей развития волнистости круга и изделия при шлифовании, содержащая тензометрические центры, тензометрический усилитель, шлейфовый осциллограф, устройство для медленного вращения круга, плоскопружинный щуп,для записи профиля круга,, фотоэлемент для фиксации полного оборота, кругломер для записи профиля изделия fl) °

Недостатками данной установки являются наличие дополнительных погрешностей, возникающих при записи профиля детали вне станка; отсутствие датчиков взаимного фазового расположения исследуемых профилей круга и детали в процессе шлифования, невозможность записи и исследования участков детали, обоазованных за один из оборотов шлифовального круга, с регист" рацией при этом усилий резания и вибраций элементов технологической си, стемы.

Цель изобретения - повышение точности исследований образования отклонений формы. деталей, Поставленная. цель достигается тем, то что установка дополнительно снабжена датчиком взаимного расположения кру" .ra и детали, установленным на шлифовальном круге и состоящим из подпру" жиненного индентора-выключателя, подключенного через токосъемник и ucI5 точник питания к входу.шлейфового осциллографа, отметчиком фазового расположения, установленным на. детали .и выполненным в виде диска с проре"

20 зью; датчиком фазового расположения детали, закрепленным на столе станка и выполненным в виде фотодиода, подключенного к входу шл .йфового осциллографа,: а устройство для записи

3 92182 профиля выполнено в виде щупа и датчика перемещения.

Кроме этого, датчик взаимного расположения круга и детали через счетчик импульсов соединен с запоминающим осциллографом.

На фиг. 1 представлена блок-схема установки при записи профилей детали и круга; на фиг. 2 - то же, в процессе шлифования; на фиг. 3 - лента шлей- о фового осциллографа; на фиг.4 - профи-, . ли заданного сечения детали до и пос" ле шлифования; на фиг. 5 - поверхность шлифованной детали с метками, оставляемыми индектором датчика взаимного расположения.

Установка содержит щуп 1 с твердосплавным радиусным наконечником (R = 25 мм) и датчиком 2 перемещения, который закреплен на кожухе станка. В зоне привода шлифовальной бабки установлен датчик фазового расположения круга 3, состоящий из освещаемого фотодиода, а на шпинделе закреплен .отметчик фазы круга 4 в виде диска с прорезью. Щуп 5 с алмазным радиусным наконечником (г = 1,5 мм) и датчиком 6 перемещения помещен на столе станка. Для записи профилей использован усилитель 7 и двухканальный самописец 8. Установленный на столе станка датчик фазового расположения детали 9 представляет собой освещаемый фотодиод. Отметчик фазового расположения 10, закрепленный на детали 11, выполнен в виде диска с прорезью. Исследуемые образцы при записи и шлифо" вании устанавливаются в тензометричес" кие центра 12 (фиг. 2). На круге 13 закреплен датчик взаимного располо о жения круга и детали 14.

В его состав входит подпружиненный индентор-выключатель который включен в электрическую цепь источника пита" ния (ИП) через токосьемник 15. Острие индентора и отметчик фазы. круга 4

4 имеют одинаковое угловое расположение. На круге 13 также закреплены датчики-акселерометры 16.. В качестве регистрирующих приборов использованы усилитель 17 сигналов датчиков-аксе- 50 лерометров, тензометрический усилитель 18, шлейфовый осциллограф 19, запоминающий осциллограф 20, счетчик

21 импульсов.

Установка работает следующим об- 55 разом.

Перед началом обработки щуповым методом записывается поперечное се1 4 чение К-К круга 13. Для этого щуп 1 с датчиком перемещения 2 (фиг. 1) вводится в контакт с кругом 13, которому сообщается медленное вращение.

Электрический сигнал с датчика 2„ возникающий в результате перемещения щупа 1 под действием волн на круге

13, через усилитель 7 подается на первый вход двухканального самописца

8. Записанный сигнал представляет собой профиль заданного поперечного сечения круга в прямоугольной системе координат. В момент пересечения прорезью диска отметчика фазы 4 зоны освещаемого фотодиода датчика фазы 3 возникает электрический сигнал, который подается на второй вход самописца 8 и делает отметку о начале и конце полного оборота круга 13.

Аналогично записывается профиль исследуемого поперечного сечения

Д-Д детали 11. Для этого ей сообщается медленное вращение. Цуп 5 с датчиком 6 перемещения вводится в контакт с деталью 11. Деформации щупа

5 под действием волнистости детали с помощью датчика перемещения 6 и усилителя 7 записываются на ленту самописца 8. Отметка полного оборота на ленте производится с помощью датчика фазового расположенйя детали 9 и отметчика фазы 10.

После записи профилей совершается рабочий проход. При этом направление продольной подачи Sg выбирается так, чтобы след от индентора, входящего в состав датчика взаимного расположе" ния 14, оставался на обработанной поверхности. Продольная подача стола

Ях и число оборотов детали й* выбираются таким образом, чтобы за один оборот детали 11 стол переместился на высоту шлифовального круга Н, т.е.

) где К g-. коэффициент использования высоты круга, для процессов чистового и тонкого шлифования ЕВ = 0,6...

0,8.

В момент совершения рабочего прохода (фиг. 2) на ленте шлейфового осциллографа (фиг. 3) одновременно записываются: с помощью тензометрического усилителя 18 и тензометрических центров 12 нормальная Р и тангенциальная P- составляющие силы резания; вибрации шлифовального круга

13, регистрируемые с помощью датчиS 9218 ков-акселеромет ров 16 (элект рический сигнал с датчиков 13 снимается с помощью токосъемника 15 и подается через усилитель 17); электрические сигналы с датчика фазы круга 3 и датчика фазы детали 9, которые возникают при освещении соответствующих фотодиодов; сигналы датчика взаимного расположения круга и детали 14, возникающие в тот момент, когда подпружиненный ин- 10 дентор датчика, являкщийся выключателем, замыкае цепь источника питания. Вибрациям детали в горизонтальной плоскости соответствуют колебания составляющей усилия резания 1 >. t5

В том случае, если необходимо знать величину и характер изменения одной из составляющих усилия резания

P или Р, либо вибраций детали, например, в момент между 1 и 1 + 1 20 контактом индентора с большей величиной развертки или без записи на ленту шлейфового осциллографа 19, то используется запоминающий осциллограф 20 и счетчик 21 импульсов. 25

При этом электрический сигнал с соответствующего канала тензометрического усилителя подается на усилитель вертикального отклонения осциллографа 20, а запуск его горизонтальной >о развертки производится в TQT момент, когда на внешнюю синхронизацию с предварительно настроенного на пропускание требуемого сигнала счетчика импульсов 21 будет подан 1-ый импульс с датчика 14.

1 .1(1 где L - ° расстояние между отметкой .1 фазы детали и отметной j-го контакта индентора датчика 14 с деталью 11, мм.

Ввиду того, что датчик фазы детали 9 и ось индентора датчика контакта 14 в момент касания с деталью

1l располагается на линии 0 0, т.е. под углом Jl т о точка а будет удалена от начала профилограммы (фиг. 4) на расстоянии, мм:

Т„= (Ч„+ )-- -у= или с учетом (3) после преобразований

x)1úх„

Т„= Т(— " + 0 5) (5)

I где Т вЂ” расстояние между метками начала и конца оборота (О и 2Я детали на профилограмме, мм.

После совершения одного прохода станок выключается, По приведенной схеме (фиг. 1) вновь записывается поперечное сечение Д-Д детали 11 (фиг. 4).

С целью изучения процесса формирования отклонений формы детали исследуются ее отдельные участки, образуемые за один полный оборот шлифовального круга.

Для этого на поверхности обработанной детали отыскиваются две соседние метки 1 u j + 1, оставленные индентором датчика контакта 14(фиг. 2) .

Иетки выбираются из следующего усло-, вия (фиг, 5) — расстояние от оси индентора до записанного сечения К-К круга; х, х„— расстояние от соответствующей метки до исследуемого сечения Д-Д детали.

Иетки отсчитываются по винтовой линии с того конца детали, с которого начинается проход. Затем с помощью рисок или отверстий малого диаметра выделяются точки а и Ь, и с помощью записывающего устройства (фиг. 1) производится запись дуги ab. При этом точка а соответствует началу оборота круга при его записи (0), а точка Ьконцу (27 i). Для удобства расшифровки и анализа процесса взаимодействия профиля круга с данным участком деталии скорость ленты записывающего устройства выбирает таким образом, чтобы длина профилограммы дуги аЬ была равной или кратной длине профилограммы полного оборота круга. Затем профили совмещаются.

Для отыскания дуги ab на профилограмме (фиг. 4) деталь 1l рассматривается в полярной системе координат с полюсом в точке О, являющейся осью центров станка.

В момент j-ro контакта индентора датчика 14 прорезь отметчика фазы детали 10, в следовательно, сама деталь 11, повернулась по направлению вращения на некоторый угол относительно линии 0 0 <. Этому углу на осциллограмме соответствует отрезок

L<(Фиг. 3). Обозначив расстояние меж- ду отметками начала и конца одного оборота детали L. получим

7 .92 82

Исходя из аналогичных рассуждений, определяется точка Ь, соответствующая концу полного оборота круга, рас" положенная от начала профилограммы (точка 0) на расстоянии 5 т = т (1 " 1 ) + О, (6), о где L< — расстояние между двумя соседними отмет ками кон т акт а.

Ио точкам а и Ь определяется про" филь дуги до обработки а b Совмещение записанного профиля шлифовально го круга с участком детали аЬ, образованным за один его полный оборот, с регистрацией имевших при этом место усилий резания Ру и Р, вибраций шлифовального круга, детали (фиг. 3), а также исходного профиля исследуемого участка аЬ (фиг. 4) позволяет исследовать процесс формирования отклонений формы деталей. Для этого профилограммы и осциллограммы с учетом совмещения расшифровываются, и производится математическая обработка полученных данных (определение высоты волн, гармонический анализ и т. и.).

Использование данной установки дает возможность получить более полные данные о закономерностях образования отклонений формы деталей и отыскать эффективные пути их снижения.

Формула изобретения

1. Установка для исследования образования отклонений формы деталей при шлифовании, содержащая тензометрические центры, тензометрический усилитель, шлейфовый осциллограф, устройство медленного вращения круга, плоскопружинный щуп для записи профиля круга, фотоэлемент для фиксации полного оборота, устройство записи профиля детали, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения точности исследования, установка снабжена датчиком взаимного расположения круга и детали, установленным на шлифовальном круге и состоящим иэ подпружиненного йндентора-выключателя, подключенного через токосьмник и источник питания к входу шлейфового осциллографа, отметчиком фазового расположения, установленным на .детали и выполненным в виде диска с прорезью, датчиком фазового расположения детали, закрепленным на столе и выполненным в виде фотодиода, подключенного к входу шлейфового осциллографа, а уст" ройство для записи профиля выполнено в виде щупа и датчика перемещения.

2. Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что датчик взаимного. расположения круга и детали через счетчик импульсов соединен с запоминающим осциллографом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кудинов В. А. и Тодоров Н. Т.

Закономерности развития колебаний и волнистости круга и изделия при врезном шлифовании. - "Станки и инстру" мент", 1970, N 2.

921821

Ь

Ягдртри круга

Фаза Югтаюю

Митсит ниде нтора

С Ретива

Фна..3

ВНИИПО Заказ 2456/18

Тираж 882 Подписное

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