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

На поверхности, что вызывает колебание измерительного устройства, т. е. при ручном отводе значительно снижает­ ся точность отсчета по указателю, а при автоматичес­ ком— выдача команды на окончание цикла шлифовки.

Для обеспечения высокой точности работы измери­ тельного устройства радиус RB опорной поверхности на­ конечников должен соответствовать радиусу Rn отверстия в момент достижения отверстием окончательного разме­ ра. Но в этом случае в начале шлифовки отверстия ра­ диус Ru опорной поверхности наконечников не совпадает

с радиусом Дд отверстия и измерительные наконечники, западая в разрывы поверхности, вызывают колебания измерительного устройства. Однако испытания в услови­ ях производства показали, что устройства активного контроля отверстий с прерывистой поверхностью, имею­ щие измерительные наконечники, радиус RB опорной по­ верхности которых равен номинальному радиусу отвер­ стия изделия Дд, работают надежно и позволяют полу­ чать изделия более высокой точности, чем устройства, имеющие измерительные наконечники с радиусом опор­ ной поверхности RB= Дд — Л.

Лучшие результаты получены на приборах активного контроля с наконечниками, имеющими радиус опорной поверхности

Яв = Яд-2б,

где 6 — допуск на диаметр отверстия изделия.

60

Описываемый прибор имеет один измерительный и дна опорных наконечника, что обеспечивает наиболее точный контроль в процессе обработки, так как измери­ тельный механизм, воспринимающий изменение размера, следует за изделием, причем даже при больших переме­ щениях устройства взаимное положение измерительных звеньев не нарушается.

Для обеспечения безударной работы опорных нако­ нечников применяют поворотные наконечники.

Схема устройства поворотных наконечников приве­ дена на рис. 41.

При увеличении диаметра отверстия на величину при­ пуска А под действием измерительного усилия Р, разви­ ваемого усилием пружины П, опорные наконечники пере­ мещаются с хорды Х2 (положение /) на хорду Xj (поло­ жение II), поворачиваются на оси по стрелке £ и на протяжении всего периода шлифовки занимают положе­ ние, при котором вся опорная поверхность соприкасает­ ся с поверхностью отверстия. Такие опорные наконечники обеспечивают устойчивую измерительную базу и надеж­ ную работу устройства.

Обычно измерительное устройство для контроля от­ верстий в процессе внутренней шлифовки вводится в ра­ бочее положение, выводится и закрепляется на станке с помощью специального приспособления, которое слож­ но, громоздко, вместе с измерительным устройством за­

61

крывает рабочую зону станка, требует дополнительного времени на ввод и вывод.

В приборе активного контроля конструкции АШГШМ предусмотрено крепление измерительного устройства на пиноли шлифовального круга. Это позволяет не изме­ нять выработанных у рабочего приемов при шлифовке

Р и с . 42. И з м е р и т е л ь ­ н о е у с т р о й с т в о А Н И Т И М 3 5 1 2

изделий, так как устройство вводится и выводится одно­ временно с шлифовальным кругом.

Для безударного ввода измерительного устройства в отверстие изделия на наконечниках снимают фаску

3 X 30°.

На рис. 42 представлено устройство АНИТИМ3512 для активного контроля в процессе шлифовки отверстий в венцах зубчатых колес диаметром 165 мм. Отверстия, шлифуемые по второму классу точности, имеют 8 пазов шириной 32 мм и глубиной 5 мм.

62

Устройство представляет собой трехконтактный изме­ рительный элемент, подвешиваемый на пиноли шлифо­ вального круга с помощью хомута 10. К хомуту при по­ мощи шарнира, состоящего из плоских пружин 9, 5, 6 и промежуточной скобы 8, крепится измерительная го­ ловка.

Измерительная головка имеет корпус 4, измеритель­ ный 1 и опорные 2 наконечники. Измерительный нако­ нечник соединяется с корпусом плоскими пружинами 3 и при изменении диаметра отверстия перемещается под действием усилия, создаваемого пружиной 13. Усилие пружины устанавливается в пределах 15—20 Н, что обес­ печивает надежный контакт измерительных наконечников с поверхностью шлифуемого отверстия.

На наконечнике 1 смонтирован упор 12 со скосом, ко­ торый имеет контакт со стержнем индуктивного датчика 11. Опорные наконечники 2 установлены в корпусе на осях, что дает им возможность поворачиваться на некото­ рый угол и прилегать к поверхности шлифуемого отвер­ стия большей своей частью.

Кольца из фторопласта, вставленные в посадочные отверстия, защищают подвижное соединение опорных наконечников от проникновения абразивной пыли.

Все плоские пружины устройства имеют накладки толщиной 1,5 мм, которые при сохранении достаточной гибкости придают им продольную устойчивость.

Измерительное устройство вводится в отверстие дета­ ли одновременно со шлифовальным кругом. При вводе оно удерживается по оси контролируемой детали пальцем 7, опирающимся на направляющую планку 15, установ­ ленную на столе станка. Это обеспечивает безударный ввод измерительного устройства при отклонении шлифо­ вального шпинделя по мере износа шлифовального кру­ га. Палец 7 в процессе измерения выходит из зацепления с планкой 15 и устройство ориентируется в отверстии де­ тали опорными наконечниками 2.

В процессе изменения диаметра отверстия наконечник 1 перемещается относительно опорных наконечников 2 под действием пружины 13. Вместе с ним перемещается упор 12 и измерительный стержень индуктивного датчи­ ка 11. Место контакта стержня датчика с упором 12 гер­ метизировано маслостойкой резиновой трубкой 14. Ин­ дуктивный датчик 11 подключен к электронно-преобра- зующему блоку АНИТИМ357, который по достижении

63

контролируемым отверстием номинального размера вы­ дает команду на прекращение цикла шлифования и вы­ вод шлифовального круга с измерительным устройством в исходное положение.

Прибор настраивают на заданный размер вращаю­ щейся образцовой детали микровинтом индуктивного датчика 11.

Измерительные устройства для внутришлифовальных станков «Брайант» позволяют определять размер по всей длине шлифуемого цилиндра и выявлять его конус­ ность в процессе шлифовки, что значительно облегчает наладку станка, сокращает брак и повышает точность обработки.

В отличие от одно- и двухконтактных приборов они не реагируют на силовые деформации, возникающие от усилия резания в системе шпиндель — изделие, на тепло­ вые деформации станка и неточность установки детали в патроне.

2. ПРИБОР АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ МАЛОГО ДИАМЕТРА

Существующие приборы для активного контроля глу­ боких отверстий малого диаметра измеряют диаметр отверстия косвенным путем (по положению режущей по­ верхности шлифовального круга) или в одном сечении.

Р и с . 43. К о н с т р у к т и в ­

р о л я о т в е р с т и й м а л о ­ г о д и а м е т р а

Сложность создания приборов с непосредственным измерением диаметра шлифуемого отверстия заключает­ ся в том, что при шлифовке отверстий малого диаметра применяются шлифовальные круги, диаметр которых очень близок к диаметру шлифуемого отверстия. При шлифовке отверстий диаметром до 50 мм диаметр при­ меняемых кругов равен 0,9—0,95 диаметра отверстия. В таком малом зазоре между поверхностью отверстия

64

детали и шлифовальным кругом трудно разместить из­ мерительные наконечники обычного трехконтактного устройства.

В связи с этим разработано устройство, конструктив­ ная схема которого показана на рис. 43. Это устройство

R — г — изменение диаметра шлифуемого отверстия. По схеме измерения (рис. 44)

S = BlB— KxK или S = {A0— A,0)— KxK.

Выражая отрезки АО, А\0 и К\К через радиусы R, г и угол а, после некоторого преобразования получим

Из формулы (18) следует, что чем больше дуга сег­ мента, тем больше передаточное отношение i. Поэтому

опорные наконечники необходимо располагать под мак­ симально возможным углом.

Точность измерения трехконтактных устройств актив­ ного контроля зависит от передаточного отношения (чув­ ствительности), а также от жесткости опорных наконеч­ ников, относительно которых измеряют диаметр отвер­ стия.

Р и с . 45. И з м е р и т е л ь н о е у с т р о й с т в о А Н И Т И М 3 5 3 8

Установлено, что измерительная часть устройства, выполненная в виде седлообразной призмы, на которой располагаются твердосплавные опорные наконечники, обеспечивает необходимую жесткость.

Измерительное устройство АНИТИМ3538 (рис. 45) крепится на пиноли станка хомутом 6. К хомуту прикреп­ лены скалка 7 и планка 5, служащие для направления движения скобы 9. Скоба несет направляющую втулку 8 с фторопластовыми подшипниками 10, для ограничения

66

поворота она имеет армированный твердым сплавом выступ.

К скобе с помощью шарнира, состоящего из трех плоских пружин, крепится корпус 4 измерительной го­ ловки, представляющий собой опорную призму — сегмент 2 с двумя опорными наконечниками. В пазу опорной призмы на плоской пружине 3 устанавливается измери­ тельный наконечник /, который несет передаточный ры­ чаг 13 с опорой 12. Рычаг действует на наконечник ин­ дуктивного датчика 11.

Прибор выдает две команды: предварительную (для изменения режимов обработки) и окончательную (для прекращения обработки по достижении номинального размера детали).

На измерительную позицию устройство вводят вруч­ ную после снятия чернового слоя, перемещая скобу 9 по скалке 7, что предотвращает поломку устройств при не­ правильной установке детали или разрыве шлифоваль­ ного круга при вводе его в отверстие.

Ввод и вывод измерительного устройства можно ав­ томатизировать, применяя гидравлический или пневмати­ ческий цилиндры.

Установленное на внутришлифовальном станке изме­ рительное устройство активного контроля АНИТИМ3538 с седлообразной опорной призмой позволило автоматизи­

ботано и внедрено измерительное трехконтактное устрой­ ство с автоматическим вводом в отверстие контролируе­ мой детали. Измерительные и опорные наконечники в этом устройстве выполнены в виде ножей с закруглен­ ной опорной поверхностью, радиус которой определяется по формуле

RK= R— r,

где R — номинальный радиус отверстия;

г — радиус отверстия с припуском на шлифовку.

3* 67

Схема перемещения наконечников измерительного устройства при увеличении диаметра отверстия представлена на рис. 46. Суммар­ ное перемещение S, фик­ сируемое преобразовате­ лем измерительного им­ пульса (датчиком), и пе­ редаточное отношение t измерительного устройст­ ва определяются по схе­

ме как

Из треугольника А\В{0 находим -4,0 = rcos ~ ;

и произведя некоторые преобразования, получим следу­ ющую формулу:

Устройство для автоматического контроля отверстий большого диаметра в дисках монтируется непосредствен­ но на подвижном столе внутришлифовального станка,

68