CC BY
15
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 209
1976
ДИНАМОМЕТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Д. В. КОЖЕВНИКОВ, А. В. ВОДОПЬЯНОВ
(Представлена объединенным научным семинаром кафедр станков, резания металлов и технологии машиностроения)
Существующие в машиностроении процессы обработки глубоких отверстий являются малопроизводительными и трудоемкими, так как предусматривают, как правило, наличие двух операций: сверления и растачивания. При этом операция растачивания вводится для получения точного отверстия, которое после сверления имеет увод и. разбивку.
За последнее время в практику глубокого сверления внедряется метод получения точных отверстий непосредственно после сверления однокромоч-ными твердосплавными головками с наружным подводом смазочно-охлаждающей жидкости.
Схема действия сил и расположение направляющих для однокромочных твердосплавных головок показаны на рис. 1. Режущие кромки 1 и 2 воспринимают усилия резания, которые можно разложить на составляющие: тангенциальную Р2у радиальную Ру и осевую Р0. Расчет типовых конструкций головок производится исходя из условия, что равнодействующая тангенциальных и радиальных сил располагается между направляющими а и б [1], [2], при этом полагается, что удельная сила резания по длине режущих кромок не зависит от режимов резания и геометрии стружколомающих порожков. Однако экспериментальных данных, подтверждающих это положение, не имеется.
Для изучения сил резания, действующих на каждом участке режущих кромок однокромочных твердосплавных головок, в лаборатории резания ТПИ бььла создана установка, моделирующая глубокое
Рис. 1. Схема действия сил на однокро-мочной твердосплавной головке
сверление на базе токарно-винторезного станка 1К62. Моделирование проводилось применительно к сверлению глубоких отверстий диаметром 35 мм путем торцовой обточки втулок различного диаметра с применением в качестве смазочно-охлаждающей жидкости сульфо-фрезола, подаваемого помпой станка.
Установка позволяет измерять тангенциальную, радиальную, осевую силы и крутящий момент. Одновременно с измерением сил регистрируется температура методом естественной термопары.
Конструкция установки показана на рис. 2. На суппорте станка 1К62 устанавливается динамометр, смонтированный в корпусе 1. Задняя бабка с закрепленной в ней борштангой 6 жестко соединяется с суппортом. Крепление борштанги 6 в задней бабке осуществляется с помощью цангового патрона. Головка 3 с закрепленной в ней пластинкой твердого сплава 16 устанавливается в игольчатом подшипнике 7 и соединяется с борштангой 6.
Измерение тангенциальной и радиальных сил осуществляется динамометром, а осевой силы и крутящего момента с помощью проволочных датчиков 8 и 9, расположенных непосредственно на борштанге.
При измерении температуры один провод милливольтметра соединяется с заготовкой с помощью ртутного токосъемника, установленного на шпинделе станка. Второй привод соединяется с пластинкой твердого сплава 16 через набор твердосплавных стержней 4, изолированных от головки хлорвиниловыми трубками.
Принцип действия и конструкция динамометра разработаны на основе универсального прибора для измерения сил резания УДМ-1, созданного во ВНИИ [3]. Динамометр состоит из корпуса 1 и втулки 2, укрепленной в корпусе с помощью четырех горизонтальных и четырех вертикальных опор. Для предохранения механизма динамометра от сульфофрезола и стружки корпус закрывается крышкой. Все опоры выполнены из термически обработанной стали 65Г и имеют предварительный натяг, несколько превышающий половину допустимой нагрузки на опору. Величина натяга регулируется с помощью винтов 10, которые фиксируются в определенном положении гайками 11.
Втулка 2 устанавливается соосно с осью шпинделя. На каждую тонкостенную втулку опоры наклеено по одному проволочному датчику 5 сопротивлением 100 ом и базой 10 мм. Датчики соединены в мостовую схему дифференциально таким образом, чтобы обеспечить отсутствие взаимного влияния составляющих сил резания и независимость показаний динамометра от точки ее приложения.
Использование борштанги в качестве упругого звена динамометра для измерения осевой силы и крутящего момента без дополнительных упругих элементов, применяемых в настоящее время для исследования динамики глубокого сверления, обеспечивает неизменность жесткости системы.
Тарировка динамометрической установки производится непосредственно на станке с помощью контрольных динамометров кольцевого типа и подвесных грузов.
Регистрация сигналов с датчиков осуществляется с помощью усилителя УТ-4 и шлейфного осциллографа МПО-2.
Полученные осциллограммы показали надежность работы динамометрической установки.
' ЛИТЕРАТУРА
1. Н. Д. Троицкий. Обработка глубоких отверстий. Сб. Прогрессивная технология машиностроения, кн. 41, Машгиз, 1956.
2. Ю. М. Фридман. Производство и эксплуатация инструмента. Опыт уральских заводов, в. 7, Машгиз, 1955.
3. Б. Н. Мухин. Прибор для измерения сил резания при точении. Станки и инструмент, № 9, 1959.
{О
Рис. 2. Динамометрическая установка
