CC BY
38
УДК 621.91.02
Е.В.Васильев, А.Ю. Попов, А.С. Невкипилый
Омский государственный технический университет, г. Омск
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ ОСЕВОГО ИНСТРУМЕНТА С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ХВОСТОВИКОМ
Контроль качества изготовления изделий весьма важен в современном машиностроительном производстве. Особенно велика роль контроля при изготовлении современного высокоточного режущего инструмента. Применение универсальных измерительных инструментов и калибров малопроизводительно и не всегда обеспечивает нужную точность и удобство контроля.
Высокая точность современного режущего инструмента обуславливает использование в контрольных приспособлениях измерителей высокой чувствительности и важность правильного выбора принципиальной схемы и конструкции приспособления.
Погрешность измерения, под которой понимают отклонение найденного значения величины от ее истинного значения, должна быть по возможности малой.
Однако чрезмерное повышение точности измерения может привести к усложнению и удорожанию приспособления и снижению его производительности.
Общая (суммарная) погрешность измерения определяется рядом ее составляющих:
- погрешностью, свойственной самой схеме;
- погрешностью установки контролируемого изделия;
- погрешностью настройки приспособления по эталону, износам деталей приспособления, а также колебаниям температуры.
При распределении первичных погрешностей по закону Гаусса поле суммарных погрешностей измерений[1]:
где Дь Д2, ..., Дп- поля первичных погрешностей.
При конструировании контрольного приспособления необходимо изучить условия возникновения первичных погрешностей и выявить пути их уменьшения или полного устранения. На выбор принципиальной схемы контрольного приспособления большое влияние оказывает заданная производительность контроля.
Контрольные приспособления должны обеспечивать заданную точность и производительность контроля, быть удобными в эксплуатации, простыми в изготовлении, надежными при длительной работе, экономичными.
Для контроля радиального биения осевого режущего инструмента при его изготовлении и переточке применяются контрольные приспособления, базирование в которых осуществляется по поверхностям центровых отверстий.
При базировании в приспособлениях такого типа погрешность установки в радиальном
где 5Ъ - допуск на диаметральный размер инструмента, мм.
В современном производстве также применяется инструмент, у которого центровые отверстия отсутствуют. При его изготовлении для контроля радиального биения режущих кромок технологический процесс можно заложить добавочный центр, который затем удаляется и производится затачивание режущих зубьев по торцу. Таким образом, после удаления добавочного центра контроль с использованием приспособлений типа представленного выше
(1)
355
направлении
?у = 0,25 ■ в3
(2)
становится невозможен.
Для контроля радиального биения режущих кромок инструмента с цилиндрическим хвостовиком, не имеющего центровых отверстий, применяют приспособления, базирование в которых осуществляется по поверхности цилиндрического хвостовика.
На основании установлена стойка индикатора, оснащенная микроподачей, с индикатором часового типа. Проверяемый инструмент устанавливается хвостовиком в бабку.
Зажим инструмента за цилиндрический хвостовик может осуществляться в различных зажимных устройствах: мембранном патроне, в цанговом патроне, в двух- и трехкулачковом патроне.
Погрешности установки инструмента при данной схеме приведены в таблице 1.
Погрешности установки заготовок в патронах
Таблица 1
Тип патрона Квалитет базы заготовки Погрешность установки, мкм, для направления
радиального осевого
Цанговые оправки при диаметре установочной поверхности до 50 мм 7-9 10-35 20
Трехкулачковые патроны с незакаленными кулачками или разрезными втулками при диаметрах до 120 мм При зазоре до закрепления погрешность 0,020,10 мм 10-30 10-120
Патроны и оправки с пластинчатыми (тарельчатыми) пружинами 7-11 10-20 -
Мембранные патроны 7-9 3-5 -
Как видно из приведенной таблицы, наиболее точное базирование проверяемой детали получается при установке в мембранном патроне. Для осевого режущего инструмента применяемого в промышленности данная погрешность не является лимитирующей. Проблема измерения возникает при изготовлении и переточке современного режущего инструмента с радиусом округления режущей кромки менее 1мкм. Наиболее точной схемой измерения радиального биения режущей части осевого инструмента с цилиндрическим хвостовиком является схема, приведенная на рис.2
356
Рис. 2. Схема контроля осевого режущего инструмента с цилиндрическим хвостовиком
При использовании призмы в качестве установочного элемента следует учитывать, что изменение диаметра Б цилиндрической базирующей поверхности детали в пределах допуска Д дает определенную погрешность измерения [2].
В таблице 2 приведена зависимость погрешности измерения от допуска на диаметр ба-
зирующей поверхности при наиболее часто применяемых углах призм и различных направлениях измерения.
Таблица 2
Зависимость погрешности измерения от допуска на диаметр базирующей поверхности
Угол призмы а, град Погрешность при направлении измерения
О 0 II О 5 II в = 90°
60 5 = 1,5 А 5 = 1,2 А 5 = 0,5 А
90 5 = 1,2 А 5 = А 5 = 0,5 А
120 5 = 1,1 А 5 = 0,9 А 5 = 0,5 А
Используя приведенный вывод погрешности базирования [1], получим поле погрешности измерения при плоском торце измерительного наконечника:
(3)
где А - допуск на диаметр детали; в - угол установки измерительного инструмента (рис. 2).
Таким образом, наибольшая точность измерения получается при соотношении
■ а 1 ЗІПту = 1
так как при этом 3 = 0.
В рассмотренном ниже приспособлении (рис. 3) с углом раствора призмы а = 900 значение угла в следует принимать 450. Установка инструмента осуществляется на внешнюю цилиндрическую поверхность хвостовика в опорную призму 6.
357
Рис. 3. Приспособление для контроля наружного диаметра и радиального биения с базированием по цилиндрическому хвостовику.
На основании 1 установлена стойка с индикатором часового типа 2. Призма 6 с углом 900 крепится к основанию при помощи прихватов 7. Измеряемый инструмент укладывается в
призму. Для исключения опрокидывающего момента и более плотного контакта базовых поверхностей измеряемого инструмента и призмы предусмотрен механизм прижатия, состоящий из вилки 4, в которой на оси вращается резиновый ролик 5, контактирующий непосредственно с хвостовиком инструмента. Прижим ролика к хвостовику осуществляется посредством пружины 8. Силу прижатия можно регулировать при помощи гайки либо подъемом и опусканием платформы.
Опорные поверхности призмы имеют выточку, для обеспечения небольшого площади контакта с деталью. При этом в результате локализации контакта уменьшается влияние геометрических погрешностей базовой поверхности детали и погрешностей, вызванных изготовлением призмы.
Данное приспособление обеспечивает заданную точность измерения и производительность контроля, удобное в эксплуатации и достаточно просто в изготовлении, надежно при длительной работе.
Библиографический список
1. Корсаков, В.С. Основы конструирования приспособлений / В. С. Корсаков. - М.: Машиностроение. - 1982. - 278 с.
2. Левинсон, Е.М. Контрольно-измерительные приспособления в машиностроении / Е. М. Левинсон. - М.: Машиностроение. - 1980. - 290 с.
