Файл: Шульц, Е. Ф. Индуктивные приборы контроля размеров в машиностроении.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 44

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

сокую по сравнению с предыдущими точность стабилиза­ ции постоянного напряжения. Снижение трудоемкости, уменьшение габаритных размеров и массы схемы дости­ гаются исключением силового трансформатора. Это ока­ зывается возможным, так как в электрической схеме большинства современных шлифовальных станков, на которых применяются приборы активного контроля, есть трансформатор с выходным напряжением 36 В для осве­ щения. Так как один конец обмотки освещения должен быть обязательно заземлен, то используют только однополупериодиую схему выпрямителя, которая менее эко­ номична и требует лучшей фильтрации выпрямленного напряжения. Мощности, потребляемые командными бло­ ками на транзисторах, невелики, поэтому эти трудности вполне устранимы и окупаются исключением сложного узла — силового трансформатора.

Схема на рис. 22 отличается высокой экономичностью, малым объемом конденсаторов, высокой стабильностью выходного напряжения. Она нашла широкое применение в электронных блоках, разработанных в АНИТИМ. По­ казатели схем приведены в табл. 1.

2 Заказ 802

ГЛАВА II

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРОВ

ВАЛОВ

1. ЦЦ'РСКОПРЕДЕЛЬНЫЕ НАСТОЛЬНЫЕ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Круглошлифовальные станки, работающие в полуав­ томатическом или автоматическом циклах, как правило, оснащаются приборами активного контроля с измери­ тельными устройствами настольного типа. Настольные устройства активного контроля по своей конструкции разделяются на одноконтактные, двухконтактные и трех­ контактные. При обработке точных деталей применяют­ ся двухконтактные и трехконтактные измерительные устройства. Трехконтактные устройства настольного ти­ па чаще всего выполняются в виде призм, которые при измерении опираются на деталь, и при различных дефор­ мациях детали, вызванных силами резания, перемещают­ ся вместе с ней. Эти устройства называют седлообразны­ ми скобами или «наездниками».

Конструкция этих измерительных устройств позволя­ ет в значительной мере исключить влияние на точность измерения таких факторов, как деформация системы станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД). Кроме того, «наездники» просты по конструк­ ции; некоторый износ в направляющих измерительного штока не вызывает значительного снижения точности измерения вследствие соблюдения в конструкции прин­

ципа Аббе.

Рассмотрим процесс измерения изделия устройством типа «наездник» н некоторые особенности его конструк­

ции.

измерения изделия.

На рис. 23 представлена схема

В процессе обработки изменяется

диаметр изделия D\

опорная призма под действием ориентирующего усилия следует за поверхностью измеряемого изделия так, что геометрическое положение центра изделия остается по­ стоянным относительно оси опорной призмы и измери-

34


тельного наконечника индуктивного датчика, т. е. соблю­ дается принцип Аббе.

Зависимость величины перемещения измерительного наконечника индуктивного датчика при перемещении изделия в призме с уменьшением диаметра контролируе­ мой детали от выбранного угла опорной призмы опреде­ ляется следующим образом.

Из схемы взаимного перемещения призмы, изделия и наконечника датчика (рис. 23) видно, что при изменении

s

Р и с . 23. С х е м а и зм е р е н и я и зд е л и я с е д л о о б р а з н о й с к о б о й

диаметра шлифуемого изделия D до d центр его пере­ местится в призме из положения О в положение 0\. Точ­ ка К контакта штока с изделием при этом переместится на величину 5. Величина перемещения S точки К штока датчика определится как

S = AK — AKlt АК = АО— ^ , AKl = AOl

тогда

S = AO— — — AOl + — .

2 2

Из треугольников AOiC и АОВ следует

АО

D

АО

d

 

а

 

 

 

 

 

 

2 sin

 

 

 

2

2* 35

После преобразования выражение для S примет сле­ дующий вид:

 

 

а

 

1 — sin

 

 

sin ■

 

 

а

 

1 — sin

------

 

 

2

Отношение

---------------

определяет зависимость S от

а

sin ■

угла а. Обозначим его буквой k и запишем окончательно

S = k- D d

(17)

где k — коэффициент передачи опорной призмы при раз­ личных ее углах.

Для диапазона углов призмы от 15 до 120° коэффи­ циент k имеет следующие значения:

а в 0 . .

15

30

39

4 5

60

75

90

105

120

k . . . .

6 , 6 2

2 , 8 5

2 , 0 0 1 ,6

1 ,0

0 , 6 4 3

0 , 4 2 3

0 , 2 6 4

0 , 1 6 3

Передаточное отношение для опорных призм опреде­ ляется следующим выражением:

. ____ S _

_ D d '

Для определения угла опорной призмы измерительно­ го устройства, обеспечивающего необходимое передаточ­ ное отношение i или необходимую величину перемещения штока датчика 5 при определенном изменении диаметра изделия, из выражения (17) находят величину k и по таблице, приведенной выше, определяют угол, соответст­ вующий найденному k.

Более высокая точность измерения обеспечивается «наездниками» при углах опорной призмы меньше 40°. В этом случае передаточное отношение призмы «наезд­ ника» г > 1. При таком передаточном отношении точ­ ность измерения возрастает, но пределы измерения диа­ метров изделий уменьшаются.

Устройства активного контроля с малыми пределами измерения применяются в единичных случаях на специ­ альных шлифовальных станках.

36


В мелкосерийном, серийном и даже в массовом про­ изводстве необходима конструкция измерительного уст­ ройства, которая легко перенастраивается, имеет широ­ кие пределы измерения и передаточное отношение г^1.

Для обеспечения этого условия применяют регулиру­ емые призмы. Однако переналадка устройств с такими призмами весьма трудоемка, так как необходимо не только разводить губки призмы на требуемый размер, но

и перемещать измерительное устройство в радиальном направлении.

С целью устранения указанного недостатка в АНИТИМ разработано широкопредельное измерительное устройство с призмой специальной конструкции, которая позволяет осуществлять настройку на требуемый размер без перемещения измерительного устройства.

В этом измерительном устройстве активного контроля применена двойная регулируемая призма, показанная на рис. 24. Призма состоит из двух элементов: направляю­ щей призмы / и опорной регулируемой призмы //. На­ правляющая призма образована двумя жестко укреплен­ ными в корпусе 3 под определенным углом р линейками 2. Величина угла р зависит от угла опорной призмы, ко­ торая образована двумя подвижными губками I, закреп-

37

ляемыми на линейках направляющей призмы после на­ стройки на определенный диаметр изделия.

Углы направляющей и опорной призмы должны быть связаны следующей зависимостью:

(3 = 90° + ~ ,

где |3— угол направляющей призмы; а — угол опорной призмы.

При таких соотношениях углов двойной призмы оста­ ются неизменными на всем пределе измерения от 10 до

150 мм: передаточ­

ное отношение приз­

мы /, выбранная ве­

личина охвата

изде­

лия призмой,

а так­

же

обеспечивается

свободный

 

доступ

шлифовального кру­

га 4 к изделию.

На рис. 24

пока­

зано

положение гу­

бок

при

измерении

диаметров

от

10 до

80 мм и

от

80 до

Р и с .

25. С е д л о о б р а з н а я

с к о б а А Н И Т И М 3 5 2 6

150 мм. Конструкция трехконтактной

седлообразной

скобы АНИТИМ3526 с индуктивным датчиком

АНИТИМ3537 показана на рис. 25.

 

 

 

В корпусе скобы 3 между двумя направляющими ли­

нейками 1 и двумя опорными губками 2, которые крепят­ ся на линейках 1 и образуют измерительную опорную призму, установлен индуктивный датчик 4.

Корпус скобы 3 подвешен на пружинном шарнире 5 4 к планке 6, которая укрепляется на механизме ввода.

В процессе измерения обрабатываемой детали скоба ба­ зируется на ней с помощью опорных губок 2, армирован­ ных твердым сплавом ВК6.

При изменении диаметра измеряемой детали опорная призма скобы под действием усилия пружинного шарни-

38


pa 5 садится глубже на деталь. Измерительный шток индуктивного датчика 4, опирающийся на деталь, пере­ мещается, что вызывает перемещение якоря в зазоре электромагнитной системы датчика. При этом механиче­ ское перемещение преобразуется в электрический сигнал, по величине и изменению которого определяют измене­ ние размера контролируемой детали. Этот сигнал посту­ пает в преобразующий электронный блок АНИТИМ357 со стрелочным указателем величины припуска. Преобра­ зованный и усиленный сигнал при достижении деталью

Р и с . 26. Г р а ф и к р а с с е и в а н и я р а з м е р о в п д е т а л е й

номинального размера вызывает срабатывание команд­ ных реле, которые выдают сигнал на прекращение цикла обработки,.

Испытание измерительного устройства проводилось на круглошлифовальном станке модели ЗА 161.

Шлифовка оправок в количестве 360 шт. выполнялась на автоматической врезной подаче с автоматическим от­ водом шлифовального круга по команде от устройства активного контроля. При этом припуск на шлифовку составлял 0,5 мм. Съем припуска 0,5 мм осуществлялся за 30 с. Диаметры оправок после шлифовки измерялись в двух сечениях по максимальному и минимальному раз­ меру овала. Чистота поверхности оправок не превышала V 8, а овальность находилась в пределах от 1 до 5 мкм. Из приведенной на рис. 26 диаграммы видно, что макси­ мальный разброс диаметров оправок, шлифованных с из­ мерительным устройством, составлял 0,003 мм.

39


Проведенные испытания показывают, что на кругло­ шлифовальных станках, оборудованных измерительными устройствами описанной конструкции, можно получить

изделия высокого класса точности.

устройство

Широкопредельное

двухконтактное

АНИТИМ3536 показано на рис. 27.

 

Характерная

особенность

устройства — малые габа­

ритные размеры

(6— 18 мм)

в плоскости измерения.

Это позволяет применять его для активного контроля диаметров шеек коленчатых валов, шлифуемых, как пра­ вило, с люнетами, когда на установку измерительного устройства остается незначительное пространство между щекой коленчатого вала и люнетом.

Устройство обеспечивает контроль диаметров деталей от 5 до 100 мм, а при замене опорной губки до 200 мм.

Устройство базируется на контролируемой детали

спомощью опорной губки 17 и измерительного рычага

19.Наконечники губки и измерительного рычага имеют цилиндрические твердосплавные вставки 18 из сплава ВКЗ, закрепляемые клеммным зажимом. При износе поверхности наконечника его поворачивают так, чтобы он контактировал с деталью неизношенной поверхностью.

Опорная губка 17 закрепляется на корпусе устройст­

40

ва 16 с помощью цилиндрического сухаря 15 и гайки. Для установки опорной губки на размер контролируемой детали служит винт 14 с проточкой на головке, в которую входит стопорный штифт 13. При вращении винта 14 ци­ линдрический сухарь 15 перемещается в отверстии кор­ пуса, а вместе с ним перемещается и опорная губка. После установки губки на необходимый размер положе­ ние ее фиксируется гайкой. Измерительный рычаг 19 под­ вешен к корпусу устройства на пружинном шарнире, состоящем из плоской пружины 21 и двух планок 20. На свободном конце измерительного рычага с помощью плоской пружины 25 и планок 26 закреплен разгрузоч­ ный рычаг 22. Необходимое измерительное усилие обес­ печивается пружиной 24, установленной в гнезде 23. Разгрузочный рычаг 22 имеет две твердосплавные пло­ щадки, на которые опираются наконечники индуктивного датчика и микровинта. Индуктивный датчик установлен в отверстии корпуса 16. Крепится датчик планкой 10 и пружиной 9. Место крепления датчика надежно уплотне­ но резиновым кольцом 12, прокладкой 11 и манжетой 8.

Для ограничения хода измерительного рычага служит упор 7, закрепляемый на корпусе 16 штифтами 6. Необ­ ходимое усилие прижима опорной губки к контролируе­ мой детали создается пружиной 4, установленной на шпильке 2 между корпусом устройства и планкой 29.

Усилие прижима регулируется гайкой 3. Планка 5 имеет шарнирное соединение с корпусом устройства. Шарнир состоит из плоской пружины 27 и двух крепеж­ ных планок 28. К прибору ввода на шлифовальном стан­ ке за планку 30 крепится устройство. На планке 30 имеется паз, по которому при установке устройства по высоте относительно оси вращения детали перемещается планка 29. Болт 31 служит для фиксации устройства на определенной высоте. Провод индуктивного датчика под­ водится через специальный уплотнительный резиновый конус 1. Грубая настройка устройства на размер контро­ лируемой детали осуществляется путем перемещения опорной губки 17 винтом 14. После грубой настройки губка надежно зажимается на корпусе гайкой. Затем на станок устанавливают образцовую деталь и устанавли­ вают устройство по высоте. После установки устройства на определенной высоте, включают вращение детали и вводят устройство на измерительную позицию. Затем, вращая микровинт, выполняют точную настройку на раз­

41