RU2023542C1

RU2023542C1 - Stand to control quality of detachable metal cutting tools

Info

Publication number: RU2023542C1
Authority: RU
Inventors: А.Д. Шустиков; В.А. Азаров; Л.М. Мышлевский
Original assignee: Российский Университет Дружбы Народов
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: stand has two plates, turning mechanism, shaft, throttled hydraulic distributer and treatment, information recording and process control block. First plate is mounted stationary on base, second plate is mounted on second base with capability of movement in two interperpendicular directions in respect of surface of first plate. Contacting surfaces of both plates have interperpendicular gears. Opposite surface of second plate bears radial gears. Turning mechanism is mounted so as to be capable to turn in plane, that is in parallel to contacting surfaces of plates, and its surface, that contacts surface of second plate, bears first radial gears, that contact gears of second plate, and second radial gears are made on surface, that is interperpendicular to plane of turning of turning mechanism. Shaft is mounted inside turning mechanism, and its surface, that is perpendicular to plane of turning of turning mechanism, bears gears, that contact second radial gears of turning mechanism. Shaft has hole in plane, that is in parallel to plane of second radial gears and hydraulic cylinder is set in the hole. Throttled hydraulic distributer is connected with power unit of hydraulic cylinder and switches on first hydraulic line, linked with hydraulic line between pump and throttled device, and second hydraulic line, linked with hydraulic line between throttled device and guiding distributor. Treatment, information recording and process control block is electrically connected with sensors of motion and force. EFFECT: stand is used to control quality of detachable metal catting tools. 7 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к обработке металлов резанием, и может использоваться при контроле режущего инструмента. The invention relates to mechanical engineering, and specifically to the processing of metals by cutting, and can be used in the control of cutting tools.

Известен стенд для контроля качества сборного инструмента [1], содержащий основание с устройством для закрепления режущего инструмента, представляющим собой корпус с установленной в нем державкой и закрепленной на ней режущей пластиной, воспринимающей силу резания от нагружающего устройства, выполненного в виде штока гидроцилиндра, соединенного с упорным наконечником и измерительным устройством. A known bench for quality control of a prefabricated tool [1], containing a base with a device for securing the cutting tool, which is a housing with a holder mounted thereon and a cutting plate mounted on it, which receives the cutting force from a loading device made in the form of a hydraulic cylinder rod connected to persistent tip and measuring device.

При контроле режущая пластина не изнашивается. Устройство позволяет производить контроль всех выпускаемых инструментов, уменьшается трудоемкость проведения испытаний, не требуется расход металла на изготовление специальных образцов и расход электроэнергии на привод вращения заготовки при резании. During inspection, the cutting insert does not wear out. The device allows you to control all manufactured tools, reduces the complexity of testing, does not require metal consumption for the manufacture of special samples and power consumption for drive rotation of the workpiece during cutting.

Недостатки - невысокая точность контроля качества, отсутствие данных о действительном направлении и величине деформации режущей кромки в этом направлении, а также невозможность изменения силы, развиваемой нагрузочным устройством по заданному закону, что снижает производительность, надежность и точность измерения, ухудшает сравнимость получаемых результатов и стабильность показаний. Disadvantages - low accuracy of quality control, lack of data on the actual direction and magnitude of deformation of the cutting edge in this direction, as well as the inability to change the force developed by the loading device in accordance with a given law, which reduces performance, reliability and accuracy of measurement, worsens the comparability of the results and the stability of readings .

Наиболее близким к изобретению является стенд для контроля качества сборного металлорежущего инструмента, содержащий основание, установленные на нем устройство для закрепления сборного металлорежущего инструмента и кронштейн, гидроцилиндр, расположенный на кронштейне и включающий шток, динамометр и упорный наконечник, блок питания гидроцилиндра, выполненный в виде насоса, дросселирующего устройства, направляющего распределителя и гидролиний, и измерительное устройство, включающее датчики перемещения и силы [2]. Closest to the invention is a stand for monitoring the quality of a prefabricated cutting tool, comprising a base, a device mounted thereon for securing a prefabricated cutting tool and a bracket, a hydraulic cylinder located on the bracket and including a rod, a dynamometer and a stop tip, a hydraulic cylinder power unit made in the form of a pump , a throttling device, a directional distributor and hydraulic lines, and a measuring device including displacement and force sensors [2].

Недостатком известного стенда является низкая производительность, надежность контроля и ограниченная область применения. A disadvantage of the known stand is low productivity, reliability of control and limited scope.

Целью изобретения является повышение производительности, надежности контроля и расширение области применения за счет программного управления нагружающей силой с помощью гидропривода и ЭВМ и применения нагружающего устройства, которое может изменять направление воздействия силы на резец. The aim of the invention is to increase productivity, control reliability and expand the scope due to programmed loading force control using a hydraulic drive and a computer and the use of a loading device that can change the direction of the force on the cutter.

Это достигается тем, что стенд для контроля качества сборного металлорежущего инструмента дополнительно снабжен двумя плитами, поворотным устройством, осью, дросселирующим гидрораспределителем и блоком обработки, регистрации информации и управления процессом контроля, первая плита установлена неподвижно на основании, вторая с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности первой плиты, на контактирующих поверхностях плит выполнены взаимно перпендикулярные зубья, на противоположной поверхности второй плиты - радиальные зубья. Поворотное устройство установлено с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости контактирующих поверхностей плит, и на его поверхности, контактирующей с поверхностью второй плиты, выполнены первые радиальные зубья, контактирующие с радиальными зубьями второй плиты, и вторые радиальные зубья, выполненные на поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства. Ось установлена внутри поворотного устройства, и на ее поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства, выполнены зубья, контактирующие со вторыми радиальными зубьями поворотного устройства. В оси выполнено отверстие в плоскости, параллельной плоскости вторых радиальных зубьев, и в нем установлен гидроцилиндр. Дросселирующий гидрораспределитель соединен с блоком питания гидроцилиндра и включает первую гидролинию, соединенную с гидролинией между насосом и дросселирующим устройством, и вторую гидролинию, соединенную с гидролинией между дросселирующим устройством и направляющим распределителем. Блок обработки и регистрации информации и управления процессом контроля электрически соединен с датчиками перемещения и силы. This is achieved by the fact that the stand for controlling the quality of a prefabricated cutting tool is additionally equipped with two plates, a rotary device, an axis, a throttling valve and a processing unit, recording information and controlling the control process, the first plate is mounted motionless on the base, the second with the ability to move in two mutually perpendicular directions relative to the surface of the first plate, mutually perpendicular teeth are made on the contacting surfaces of the plates, on the opposite the surfaces of the second plate are radial teeth. The rotary device is mounted to rotate in a plane parallel to the plane of the contacting surfaces of the plates, and on its surface in contact with the surface of the second plate, the first radial teeth are made in contact with the radial teeth of the second plate, and the second radial teeth are made on a surface perpendicular to the plane of rotation rotary device. The axis is installed inside the rotary device, and on its surface perpendicular to the plane of rotation of the rotary device, teeth are made in contact with the second radial teeth of the rotary device. A hole is made in the axis in a plane parallel to the plane of the second radial teeth, and a hydraulic cylinder is installed in it. The throttling valve is connected to the power unit of the hydraulic cylinder and includes a first hydraulic line connected to the hydraulic line between the pump and the throttling device, and a second hydraulic line connected to the hydraulic line between the throttling device and the directional distributor. The unit for processing and recording information and controlling the control process is electrically connected to displacement and force sensors.

На фиг.1 представлен стенд, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.1; на фиг. 5 - вид по стрелке Г на фиг.1; на фиг.6 - принципиальная гидросхема стенда; на фиг.7 - блок-схема стенда. Figure 1 presents the stand, a General view; figure 2 is a section aa in figure 1; in FIG. 3 - section BB in figure 1; figure 4 is a view along arrow B in figure 1; in FIG. 5 is a view along arrow D in FIG. 1; figure 6 - principal hydraulic circuit of the stand; 7 is a block diagram of a stand.

Стенд для контроля качества сборного металлорежущего инструмента содержит основание 1, установленные на основании устройства 2 для закрепления сборного металлорежущего инструмента 3 с механически закрепленной режущей пластиной 4 и кронштейн 5. Первая плита 6 жестко соединена с кронштейном 5 и основанием 1. Вторая плита 7 установлена с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности первой плиты 6. На контактирующих поверхностях плит 6 и 7 выполнены взаимно перпендикулярные зубья 8, на противоположной поверхности второй плиты 7 - радиальные зубья 9. The stand for quality control of a prefabricated cutting tool contains a base 1 mounted on the base of the device 2 for fixing the prefabricated cutting tool 3 with a mechanically fixed cutting plate 4 and a bracket 5. The first plate 6 is rigidly connected to the bracket 5 and the base 1. The second plate 7 is installed with the possibility displacements in two mutually perpendicular directions relative to the surface of the first plate 6. On the contacting surfaces of the plates 6 and 7 are made mutually perpendicular teeth 8, on the opposite olozhnoy surface of the second plate 7 - radial teeth 9.

Поворотное устройство 10 выполнено с возможностью поворота в плоскости, параллельной плоскости контактирующих поверхностей плит 6 и 7, На поверхности поворотного устройства 10, контактирующей с поверхностью второй плиты 7, выполнены первые радиальные зубья 11, контактирующие с радиальными зубьями 9 второй плиты 7. На поверхности поворотного устройства 10, перпендикулярной плоскости его поворота, выполнены вторые радиальные зубья 12. The rotary device 10 is rotatable in a plane parallel to the plane of the contacting surfaces of the plates 6 and 7. On the surface of the rotary device 10 in contact with the surface of the second plate 7, the first radial teeth 11 are made in contact with the radial teeth 9 of the second plate 7. On the surface of the rotary device 10, perpendicular to the plane of its rotation, made of the second radial teeth 12.

Внутри поворотного устройства 10 установлена ось 13 и на ее поверхности, перпендикулярной плоскости поворота поворотного устройства 10, выполнены зубья 14, контактирующие со вторыми радиальными зубьями 12 поворотного устройства 10. В оси 13 выполнено отверстие 15 в плоскости, параллельной плоскости вторых радиальных зубьев 12, и в нем установлен гидроцилиндр 16, имеющий шток 17, на котором закреплен динамометр 18 с датчиком 19 силы и упорный наконечник 20. An axis 13 is mounted inside the rotary device 10 and, on its surface perpendicular to the rotation plane of the rotary device 10, teeth 14 are made in contact with the second radial teeth 12 of the rotary device 10. An axis 15 is provided with an opening 15 in a plane parallel to the plane of the second radial teeth 12, and it has a hydraulic cylinder 16 having a rod 17 on which a dynamometer 18 with a force sensor 19 and a thrust tip 20 are fixed.

Блок питания гидроцилиндра 16 выполнен в виде насоса 21, дросселирующего устройства 22, направляющего распределителя 23, дросселирующего гидрораспределителя 24 и соединяющих их гидролиний. Дросселирующий гидрораспределитель 24 содержит регулирующий дроссель 25, состоящий из иглы 26, взаимодействующей с отверстием 27, и электрокатушки 28, взаимодействующей с иглой 26. Гидролинии 29 и 30 соединены с отверстием 27 и торцом золотника 31. The power supply unit of the hydraulic cylinder 16 is made in the form of a pump 21, a throttling device 22, a directional valve 23, a throttling valve 24 and the hydraulic lines connecting them. The throttling valve 24 contains a control throttle 25, consisting of a needle 26 interacting with the hole 27, and an electric coil 28 interacting with the needle 26. The hydraulic lines 29 and 30 are connected to the hole 27 and the end of the spool 31.

Пружина 32 взаимодействует со вторым торцом золотника 31. Турбинка 33 жестко соединена с золотником 31. Первая гидролиния 34 соединена с гидролинией 35 между насосом 21 и дросселирующим устройством 22 и с гидролиниями 29 и 30. Вторая гидролиния 35 соединена с гидролинией 36 между дросселирующим устройством 22 и направляющим распределителем 23 и с дросселирующим гидрораспределителем 24. The spring 32 interacts with the second end of the spool 31. The turbine 33 is rigidly connected to the spool 31. The first hydraulic line 34 is connected to the hydraulic line 35 between the pump 21 and the throttling device 22 and to the hydraulic lines 29 and 30. The second hydraulic line 35 is connected to the hydraulic line 36 between the throttling device 22 and guide valve 23 and with a throttling valve 24.

С режущей пластиной 4 жестко соединена измерительная пластина 37, которая взаимодействует с датчиком 38 перемещения. Блок 39 обработки и регистрации информации и управления процессом контроля содержит электрически соединенные между собой датчики 38 перемещения, датчик 19 силы, мультиплексор 40 аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь 41, ЭВМ 42, цифроаналоговый преобразователь 42, электрокатушку 28 и звуковой генератор 44. A measuring plate 37 is rigidly connected to the cutting insert 4, which interacts with the displacement sensor 38. Unit 39 for processing and recording information and controlling the control process includes electrically interconnected motion sensors 38, a force sensor 19, an analog signal multiplexer 40, an analog-to-digital converter 41, a computer 42, a digital-to-analog converter 42, an electric coil 28, and a sound generator 44.

Гидролиния 45 соединена с дросселирующим гидрораспределителем 24 и гидробаком 46, гидролиния 47 - с регулирующим дросселем 25 и гидробаком 46. The hydraulic line 45 is connected to the throttling valve 24 and the tank 46, the hydraulic line 47 to the control throttle 25 and the hydraulic tank 46.

Стенд работает следующим образом. The stand works as follows.

При поступлении сигнала от ЭВМ на цифроаналоговый преобразователь 43 сигнал с него подается на электрокатушку 28. В зависимости от этого сигнала смещается игла 26 регулирующего дросселя 25 дросселирующего гидрораспределителя 24. Для снижения трения золотника 31 на электрокатушку 28 подается также переменное напряжение от звукового генератора 44, что сообщает золотнику 31 осциллирующее движение. When the signal from the computer to the digital-to-analog converter 43, the signal from it is supplied to the electric coil 28. Depending on this signal, the needle 26 of the control choke 25 of the throttling valve 24 is displaced. To reduce the friction of the spool 31, an alternating voltage from the sound generator 44 is also supplied to the coil 28, which tells the spool 31 an oscillating movement.

В зависимости от смещения золотника 31 дросселирующего гидрораспределителя 24 рабочая жидкость подается в гидроцилиндр 16, воздействующий на динамометр 18 с датчиком 19 силы и на режущую пластину 4 с измерительной пластиной 37. В зависимости от смещения режущей пластины 4 меняется сигнал, поступающий от датчика 38 перемещений. Этот сигнал поступает на мультиплексор 40 аналоговых сигналов и далее - на аналого-цифровой преобразователь 41, через который сигнал поступает на ЭВМ 42. Сигнал от датчика 19 силы динамометра 18 также поступает через мультиплексор 40 аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь 41 на ЭВМ 42, которая управляет работой мультиплексора 40 аналоговых сигналов и аналого-цифрового преобразователя 41. Обработанная информация на ЭВМ 42 поступает на ее устройство вывода данных (на экран дисплея или на печатающее устройство). Depending on the displacement of the spool 31 of the throttling valve 24, the working fluid is supplied to the hydraulic cylinder 16 acting on the dynamometer 18 with the force sensor 19 and on the cutting insert 4 with the measuring plate 37. Depending on the displacement of the cutting insert 4, the signal from the displacement sensor 38 changes. This signal is fed to the analog signal multiplexer 40 and then to the analog-to-digital converter 41, through which the signal is supplied to the computer 42. The signal from the dynamometer 18 force sensor 19 also passes through the analog signal multiplexer 40 and the analog-to-digital converter 41 to the computer 42, which controls the operation of the multiplexer 40 of analog signals and analog-to-digital Converter 41. The processed information on the computer 42 is fed to its data output device (on the display screen or on a printing device).

Гидроцилиндр 16 с упорным наконечником 20 воздействует на режущую пластину 4, может поворачиваться вместе с осью 13 и фиксироваться зубьями 12 и 14. В свою очередь ось 13 вместе с поворотным устройством 10 может поворачиваться относительно второй плиты 7 и фиксироваться зубьями 9 и 11. Плоскость, в которой поворачивается гидроцилиндр 16 вместе с осью 13 и поворотным устройством 10. Вторая плита 7 может перемещаться относительно плиты 6 в двух взаимно перпендикулярных направлениях и фиксироваться с помощью взаимно перпендикулярных зубьев 8. Такое изменение положения гидроцилиндра 16 с упорным наконечником 20 дает возможность определить перемещение режущей пластины при различных режимах резания. The hydraulic cylinder 16 with a persistent tip 20 acts on the cutting insert 4, can rotate together with the axis 13 and be fixed by the teeth 12 and 14. In turn, the axis 13 together with the rotary device 10 can rotate relative to the second plate 7 and be fixed by the teeth 9 and 11. The plane, in which the hydraulic cylinder 16 is rotated together with the axis 13 and the rotary device 10. The second plate 7 can be moved relative to the plate 6 in two mutually perpendicular directions and fixed using mutually perpendicular teeth 8. This change the position of the hydraulic cylinder 16 with a thrust lug 20 allows to determine the movement of the cutting insert at different cutting conditions.

Рабочая жидкость подается из гидробака 46 насосом 21 через дросселирующее устройство 22 и направляющий распределитель 23 к гидроцилиндру 16. По первой гидролинии 34 до дросселирующего устройства 22 рабочая жидкость подается по гидролиниям 29, 30 для управления золотником 31. Во второй гидролинии 35 после дросселирующего устройства 22 рабочая жидкость подается к золотнику 31 дросселирующего гидрораспределителя 24. Таким образом, давление в гидролинии 34 и гидролиниях 29 и 30 не зависит от давления в гидролинии 35 и в гидроцилиндре 16. Турбинка 33 сообщает золотнику 31 вращательное движение для снижения трения. The working fluid is supplied from the hydraulic tank 46 by the pump 21 through the throttling device 22 and the directional distributor 23 to the hydraulic cylinder 16. The first hydraulic line 34 to the throttling device 22 is fed through the hydraulic lines 29, 30 to control the spool 31. In the second hydraulic line 35 after the throttling device 22 the fluid is supplied to the spool 31 of the throttling valve 24. Thus, the pressure in the hydraulic line 34 and hydraulic lines 29 and 30 is independent of the pressure in the hydraulic line 35 and in the hydraulic cylinder 16. The turbine 33 informs the rotary tray 31 rotational motion to reduce friction.

При перекрытии иглой 26 отверстия 27, что имеет место при перемещении иглы 26 вниз, давление в гидролиниях 29 и 30 повышается и золотник 31 под действием этого давления опускается, соединяя гидролинию 35 со сливной гидролинией 45. При этом давление в гидроцилиндре 16 снижается. При перемещении иглы 26 вверх гидролинии 29, 30 соединяются с гидролинией 47, давление в гидролиниях 29 и 30 понижается и под действие пружины 32 золотник 31 поднимается, перекрывая гидролинию 35. При этом давление в гидроцилиндре 16 повышается. Положение иглы 26 зависит от тока в электрокатушке 28. When the needle 26 closes the openings 27, which occurs when the needle 26 is moved down, the pressure in the hydraulic lines 29 and 30 rises and the spool 31 falls under the influence of this pressure, connecting the hydraulic line 35 to the drain hydraulic line 45. The pressure in the hydraulic cylinder 16 decreases. When moving the needle 26 upward, the hydraulic lines 29, 30 are connected to the hydraulic line 47, the pressure in the hydraulic lines 29 and 30 decreases and under the action of the spring 32, the spool 31 rises, blocking the hydraulic line 35. The pressure in the hydraulic cylinder 16 rises. The position of the needle 26 depends on the current in the coil 28.

Повышение производительности, надежности контроля и расширение области применения достигается за счет программного управления нагружающей силой с помощью гидропривода и ЭВМ и применения нагружающего устройства, которое может изменять направление воздействия силы на резец. Время испытаний и получение результатов сокращено с 10-15 дней до 2-3 ч. Improving the performance, reliability of control and expanding the scope is achieved through software control of the loading force with the help of a hydraulic drive and a computer and the use of a loading device that can change the direction of the force on the cutter. Testing time and obtaining results were reduced from 10-15 days to 2-3 hours.

Claims

STAND FOR QUALITY CONTROL OF AN ASSEMBLY METAL-CUTTING TOOL, containing a base, a device mounted on it for securing an assembled metal-cutting tool and an arm, a hydraulic cylinder mounted on the arm and including a rod, dynamometer and thrust tip, a hydraulic cylinder power unit made in the form of a pump, a throttling device a distributor and hydraulic lines, and a measuring device including displacement and force sensors, characterized in that it is equipped with two plates, a rotary device The first plate is mounted motionlessly on the base, the second - with the ability to move in two mutually perpendicular directions relative to the surface of the first plate, mutually perpendicular teeth are made on the contacting surfaces of the plates, on the opposite side, the axis, the throttling directional control valve and the processing, data recording and control process unit the surface of the second plate is made of radial teeth, the rotary device is mounted to rotate in a plane parallel to the plane the bones of the contacting surfaces of the plates, and on its surface in contact with the surface of the second plate, the first radial teeth are made in contact with the radial teeth of the second plate, and the second radial teeth are made on the surface perpendicular to the plane of rotation of the rotary device, the axis is installed inside the rotary device and on its surface perpendicular to the plane of rotation of the rotary device, teeth are made in contact with the second radial teeth of the rotary device, in the axis but the hole is in a plane parallel to the plane of the second radial teeth, and a hydraulic cylinder is installed in it, the throttling valve is connected to the power supply unit of the hydraulic cylinder and includes a first hydraulic line connected to the hydraulic line between the pump and the throttling device, and a second hydraulic line connected to the hydraulic line between the throttling device and the guide the distributor, and the processing unit, recording information and controlling the control process is electrically connected to the displacement and force sensors.