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

Диаметр шеек измерялся в двух сечениях по Dmin ц Dmах; определялись размах и среднее квадратическое от­ клонение.

При шлифовке на различных режимах 3G0 шеек мак­ симальная погрешность контроля с помощью настольного

Погрешность установки быстросменных скоб исследо­ валась по следующей методике.

1.Несколько быстросменных скоб настраивались на различные диаметры по эталонам.

2.С чередующейся заменой быстросменных скоб про­ изводилась шлифовка оправок различного диаметра. За­ мена производилась после шлифования двух оправок со скобой одного номинала.

3.Измерялся диаметр оправок и для каждого номи­ нала строилась диаграмма рассеивания размеров и опре­

делялся размах.

В процессе исследования на станке модели ЗА 161 шлифовалось по 40 оправок каждого номинала на авто матическом цикле. При этом размах в каждой группе диаметров составил 3 мкм.

Точечная диаграмма рассеивания размеров 40 опра­ вок диаметром 55 мм в процессе их шлифовки с череду­ ющейся заменой скоб приведена на рис. 34.

50

Характер рассеивания размеров аналогичен харак­ теру рассеивания при шлифовке без замены скоб. Прак­ тически погрешность установки быстросменных скоб от­ сутствует и не оказывает влияния на точность обработ­ ки. Это объясняется надежной и стабильной базировкой

скобы, которая обеспечивается за счет надежного закреп­ ления ее на базовых опорах измерительного устройства с постоянным усилием.

4. ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННЕГО ЦЕНТРИРУЮЩЕГО ДИАМЕТРА ШЛИЦЕВЫХ ВАЛОВ

В ПРОЦЕССЕ ШЛИФОВКИ

Недостатком измерительных устройств, применяемых для активного контроля при шлифовке внутреннего цент­ рирующего диаметра шлицевых валов, является боль­ шая погрешность измерения, обусловленная одноконтакт­ ным способом снятия измерительного импульса. При одноконтактном способе погрешность измерения от про­ гиба детали в процессе шлифовки, пересчитанная на диаметр, удваивается.

Разработанное в АНИТИМ двухконтактное устройст­ во для активного контроля внутреннего центрирующего диаметра шлицевых валов позволило значительно повы­ сить точность контроля. На рис. 35 показана конструкция такого устройства.

В корпусе 12 на плоских пружинах 8 закреплена рам­ ка 6 с конусной стойкой, на которую устанавливается и крепится гайкой измерительная губка 14. Наконечник

61

губки армирован твердым сплавом. Вторая измеритель­ ная губка 2 устанавливается на стойке 17, которая кре­ пится к рамке 6 с помощью плоских пружин 5, таким об­ разом обеспечивается «плавание» измерительной систе­ мы при неподвижно закрепленном на столе станка корпусе устройства,

В рамке 6 закреплена измерительная индуктивная го­ ловка 16, наконечник которой имеет контакт с корпусом

Р и с . 35. И з м е р и т е л ь н о е у с т р о й с т в о д л я а к т и в н о г о к о н т р о л я в н у т р е н н е г о д и а м е т р а ш л и ц е в ы х в а л о в

стойки 17. Спиральная пружина 10 обеспечивает контакт измерительных губок с поверхностью контролируемого вала 1.

Для исключения ударов по измерительным губкам при повороте, установке и снятии детали, устройство снабжено механизмом для автоматического арретирования с угловым рычагом 3, толкателем 9 и рычагами 4 и 7. Угловой рычаг 3 закреплен на оси в корпусе 12 так, что одно TI3 плеч, несущее твердосплавный контакт, прижи­ мается пружиной 11 к наружной поверхности шлицевого вала /. При повороте обрабатываемой детали, а также установке и снятии рычаг 3 следит за ее положением и

52

в зависимости от этого управляет механизмом арретирования измерительных губок. В момент поворота обраба­ тываемой детали одно плечо рычага 3 при попадании его контакта во впадину шлицевого вала поднимается, а другое его плечо при этом переместит толкатель 9, ко­ торый нажимает на рычаг 7, перемещает рамку 6 и изме­ рительную губку 14. Рамка 6 перемещается и посредст­ вом цилиндрического штифта поворачивает закреплен­ ный в корпусе рычаг 4, который перемещает стойку с измерительной губкой 2 в противоположную сторону. Таким образом, измерительные губки каждый раз авто­ матически расходятся на расстояние, при котором обес­ печивается безударный поворот шлицевого вала.

Для нормальной работы механизма арретирования необходимо наконечник углового рычага 3 расположить так, чтобы он опирался на поверхность шлица, отстоя­ щую от его кромки на расстоянии 1— 1,5 мм и при не­ большом угле поворота детали опускался во впадину. После установки положения наконечника его необходи­ мо надежно закрепить.

Измерительное устройство перед началом работы на­ страивается по эталонной детали, закрепленной в цент­ рах станка. Настройка на размер эталонной детали вы­ полняется микровинтом 16. После настройки микровинт 16 измерительной головки закрывается защитным колпа­ ком 15.

Измерение размера внутреннего диаметра шлицевого вала в процессе шлифовки осуществляется после каждо­ го поворота вала на один шлиц.

При уменьшении диаметра контролируемого вала из­ мерительные губки 2 и 14 под действием усилия пружины 10 перемещаются, изменяется взаимное положение рам­ ки 6, в которой закреплена измерительная головка 16 с индуктивным датчиком, и корпуса стойки 17. Наконеч­ ник измерительной головки перемещается, что вызывает изменение положения якоря индуктивного датчика. При этом механическое перемещение преобразуется в элек­ трический сигнал, по изменению которого определяют

стрелочным указателем величины припуска. Преобразо­ ванный и усиленный сигнал по достижении номинально­ го размера вызывает срабатывание командных реле, ко­ торые выдают команду на прекращение цикла обработки.

53

Измерительное устройство устанавливается на столе шлицешлифовального станка на наклонной подставке 13. Угол наклона подставки зависит от числа шлицев конт­ ролируемого вала. При такой установке двухконтактного измерительного устройства может появиться погрешность измерения, обусловленная прогибом детали в процессе шлифовки.

Из приведенной на рис. 36 схемы величину погрешно­ сти, обусловленную прогибом детали, можно определить

Р и с . 36. С х е м а и з м е ­ р е н и я в н у т р е н н е г о д и а м е т р а ш л и ц е в ы х

в а л о в

sin у

Д 0 0 'В' отрезок OB’ = sin ф f -----R ■

s in у

Подставив значения OA' и OB' и произведя некото­ рые преобразования, получим

П

6 = -— — (2 sin у — sin ф — sin ср').

s in у

Определим величину погрешности 6 при обработке шестишлицевого (siny = 9,866) вала диаметром 40 мм при прогибе его на 0,05 мм от усилия резания

54

sinp = -0Q-sin-t = 0’05'° ’- 6fi- = 0,002165;

P = 7'30";

угол ф = 180° — (120°+ 7'30") = БЭ^'ЗО";

угол q>' == 180° — (60° !- 7'30") = 119°52'30";

тогда

б = — - — (2 ■0,86603-0,86493—0,86711) = 0,00046 мм.

0 , 8 6 6 0 3

Суммарная погрешность измерения 6 при допуске на изготовление в 60 мкм составляет 0,76%. что вполне до­ пустимо.

5. ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ

ШЛИЦЕВЫХ ВАЛОВ

Измерительное устройство АНИТИМ3596 (рис. 37) имеет корпус 7, в котором смонтированы измерительная головка с индуктивным датчиком и две качающиеся опо­

ры 10. Опоры 10 выполнены в виде твердосплавной плас­ тинки, впаянной во втулку. Ширина опорной пластинки в 2,5 раза больше ширины впадины шлицевого вала.

55

Втулка с пластинкой посажена на ось И, которая опи­ рается на подпятники 9. Ось 11 и подпятники 9 выполне­ ны также из твердого сплава. Опоры выполнены качаю­ щимися для более точной их установки па прерывистой поверхности шлифуемого вала. Корпус 7 подвешен на плоских пружинах 12, которые позволяют ему переме­ щаться вверх и вниз, что необходимо для создания сво­ бодного хода в пределах 3 мм. Система, состоящая из корпуса 7, плоских пружин 12 и планок 14, закреплена на двух вертикально расположенных пружинах 15. Такой способ подвески обеспечивает точную установку измери­ тельного устройства независимо от положения и разме­ ров шлифуемой детали. Ленточные пружины 15 крепятся

кпланке 16, которая закрепляется на корпусе 17. Вся подвижная часть измерительного устройства под действи­ ем пружин перемещается в левое крайнее положение до упора в винт 4. Измерительная головка 3 прижимается

кшлифуемой детали пружинами 13, а измерительный наконечник 8, подвешенный на плоских пружинах 6, при­ жимается усилием, которое развивает шток 5 измеритель­ ной головки 3, которая имеет контакт с измерительным наконечником 8. Все измерительное устройство для пре­ дохранения его от поломок при установке детали закры­ то кожухом 2. Измерительное устройство с помощью

с индуктивным датчиком АНИТИМ3533, применяемая в измерительных устройствах, представлена на рис. 38.

Измерительная головка АНИТИМ3537 состоит из корпуса 3, внутри которого установлен индуктивный дат­ чик типа АНИТИМ3533, перемещаемый при настройке на размер при помощи барабана 1 с микрометрической резьбой и отсчетной шкалой с ценой деления 0,01 мм. Стержень якоря датчика 5 имеет контакт с измеритель­ ным наконечником 11, который перемещается во втулке 8. Направляющими измерительного наконечника служат кольца 9 и 10. Измерительное усилие создается пружи­ ной 6, а пружиной 7 — выбор зазора в микрометрической резьбе и прижатие датчика 5 к торцу барабана 1. Изме­ рительная головка герметизируется с помощью колец^.2

56

и 10 из фторопласта и кольца 4 из маслостойкой резины. Кольца из фторопласта, применяемые в качестве сколь­ зящих подшипников, обеспечивают равномерность пере­ мещения измерительного наконечника с малыми зазора­ ми и гашение вибраций.

Индуктивный датчик АНИТИМ3533 показан на рис. 39. Магнитная система датчика, состоящая из двух

Р и с . 39. И н д у к т и в н ы й д а т ч и к А П И Т И М 3 5 3 3

магнитопроводов 8 и штока 14, несущего катушки индук­ тивности и якорь, установлена в цилиндрическом корпусе 9. Шток датчика перемещается во фторопластовых на­ правляющих втулках 6, зазор которых регулируется гай­

57

ГЛАВА 111

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРОВ ОТВЕРСТИЙ

1. ПРИБОР АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ОТВЕРСТИЙ С ПРЕРЫВИСТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

При шлифовке отверстий с прерывистой поверхностью в результате ударов абразивного круга и измерительных наконечников о края разрывов поверхности возникают колебания, которые передаются измерительному устрой­ ству.

В измерительном устройстве, показанном на рис. 40, влияние колебаний, возникающих от ударов абразивного круга о края разрывов поверхности, на точность измере­ ния устраняется подвеской его на амортизационном шар­ нире, который состоит из четырех плоских пружин /, рас­ положенных в горизонтальной плоскости, и трех пружин

• 2, расположенных в вертикальной плоскости.

Период собственных колебаний измерительного уст­ ройства, подвешенного па таком шарнире, меньше перио­ да вынужденных колебаний системы шпиндель — деталь, поэтому влияние их на точность измерения сводится к минимуму.

Влияние колебаний, возникающих от ударов опорных 3 и измерительного 4 наконечников о края поверхности, на точность измерения устраняется приданием наконеч­ никам специальной формы.

В некоторых существующих конструкциях измери­ тельных устройств наконечники выполнены в виде баш­ маков, ширина которых в 2—3 раза больше ширины раз­ рывов поверхности, а радиус опорной поверхности

Rb= Rr— A,

где /?д— номи-'а.1ьный радиус отверстия детали; Д— припуск на шлифовку.

Однако в этом случае в момент достижения отверсти­ ем окончательного размера радиусы RBи # д не совпада­ ют и измерительные наконечники западают в разрывы

59