SE454022B - Anordning for kalibrering av en verktygsmaskin - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 454 022 2 ter i avbalkningen, genom att utföra gängade hål i dessa plat- tor vid det ställe där dessa överlappar varandra och genom att införa skruvar i dessa gängade hål vilka sedan åtdrages till- räckligt för att föra samman plattornas kanter tills de grän- sar mot varandra.

Det förslogs också en anordning för tillverkning av de gänga- de hålen samt inställning och átdragning av skruvarna.

En sådan anordning vilken måste utföra olika funktioner består av en verktygsmaskin av revolvertypsomär helt innehål- len i ett läckfritt hus, vars framsida har en öppning genom vil- ken verktyget passerar. Framsidan hos verktygsmaskinen kan app- liceras på ett läckfritt sätt mot avbalkningsväggarna i vilka bearbetning utföres och skruven monteras. En sådan verktygsmaskin kan innefatta en revolver med sex olika lägen, varigenom det är möjligt att medföra sex olika verktyg, i följd, till arbets- omrâdet, varvid dessa verktyg förflyttas axiellt medelst ett tryckdon och sålunda passerar genom husets öppning till ett cent- rerat läge. Av de sex verktygen drivs fyra, vilka arbetar genom rotation runt sina axlar, samtidigt av samma hydraulmotor. Emeller- tid är endast verktyget i arbetsläget utsatt för tryckdonets tryckverkan för att erhålla sin matningsrörelse.

Genom användning av en sådan anordning är det möjligt att arbeta under vatten och utan att införa bearbetningsspán i reak- tortanken.

Den hydrauliska rotordrivna motorn och det hydraulmatade tryckdonet tillföres fluid, varvid flödeshastigheten regleras av element som är elektriskt kontrollerade av potentiometrar.

Det är således möjligt att reglera tillförselhastigheten till tryckdonet och hydraulmotorn, och därigenom göra det möjligt att reglera tryckdonets matningshastighet och hydraulmotorns rotationshastighet. Varje läge hos potentiometrarna motsvarar således en elektrisk ström för kontroll av elementen i hydraul- kretsen som matar tryckdonet och hydraulmotorn.

Tryckdonets tillförseltryck ökar med motbelastningen pà verktyget ända till ett tröskelvärde. Vridmomentet utövat på hydraulmotorn ökar som funktion av motvridmomentet.

Om emellertid kalibrering av verktygsmaskinen ej har ut- förts är vridmomenten eller de axiella belastningarna svarande mot potentiometrarnas varierande lägen ej kända.

Speciellt när skruvverktyget används är det ytterst vik- 10 15 20 25 30 35 40 3 454 022 tigt att med en hög grad av noggrannhet bestämma vridmomentet utövat på skruven för att kunna veta huruvida restspänningen i skruven är tillräcklig för att kunna hålla två mellanväggar förenade. Det är också nödvändigt att undvika att utöva ett för stort vridmoment på skruven eftersom detta kan leda till brott pá skruven.

Det är hittills inte känt någon anordning med vars hjälp det är möjligt att mäta de dynamiska_vridmomenten utövade av hydraulmotorn på en uppsättning verktyg, vilka exempelvis an- vänds för att dra åt skruvar som utövar varierande motvridmo- ment i överensstämmelse med deras grad av fastspänning.

Likadant är det ej hittills känt organ för att på ett en- kelt sätt bestämma vridmomentet och den axiella belastningen utövad på ett borr-, försänknings- eller gängskärningsverktyg under bearbetning. När det gäller skruvhål som görs i mellan- väggarna i en reaktorhärd kan dessa vridmoment och belastningar variera avsevärt beroende pà materialets metallurgiska tillstànd och verktygens förslitningstillstånd. Det är således mycket vik- tigt att känna till dessa vridmoment och belastningar för att undvika eller förhindra brott på verktygen.

Skruvarna som används för att eliminera läckspalterna i en avbalkning kan vara av typen beskriven i publikationsnummer FR 2 554 185. Dessa skruvar har fixeringsorgan för att låsa skru- varna, bestående av kulor vilka kan tryckas mot skruvens utsida genom en manöverstáng för att krossa gängskärningen hos det gängade hålet i vilket skruven är införd. i det här fallet är det nödvändigt att kunna kontrollera tryckbelastningen utövad på manöverstângen och följaktligen den axiella belastningen av ett verktyg för att kunna förflytta stången. I alla händelser måste skruvarna anbringade i avbalkningen låsas av ett element som aktiveras av en manöverstáng. Universalverktygsmaskinen som utför bearbetning och skruvning måste därför också utföra fram- drivning och blockering av skruvmanöverstàngen medelst en kontrol- lerad axiell belastning. Ändamålet med uppfinningen är därför att föreslå en anord- ning för kalibrering av en verktygsmaskin innefattande åtminstone ett verktyg roterande omkring sin axel och rotationsdriven av en motor vars styrström, som är proportionell mot vridmomentet utövat på verktyget, kan regleras och mätas, och ett hus med en öppning genom vilken verktyget passerar, en anordning genom 10 15 20 25 30 35 40 454 022 4 vilken det är möjligt att utöva ett vridmoment på verktyget och att mäta detta vridmoment medelst den ström som utnyttjas för att kontrollera dess drivmotor.

För detta ändamål innefattar anordningen: en rörformig bärande del med en ringformig fastsättnings- komponent försedd med organ för förbindning av den ringformiga fastsättningskomponenten med huset, runt dess öppning, så att den centrala öppningen hos den rörformiga bärande delen bildar en förlängning av öppningen i huset för verktygets axiella pas- sage i den bärande delen och en änddel som är belägen mittemot fassättningskomponenten och i vilken är anordnad, längs den bä- rande delens axel, en komponent för förbindning med verktygets änddel, vilken komponent är försedd med organ som gör det möj- ligt att rotationslàsa verktyget med förbindningskomponenten och uppbär en skiva som är koaxiell med verktyget och placerad mellan-två ringformiga friktionskomponenter fasthâllna i den bärande delens änddel och genom organ utövande en reglerbar kraft i axiell riktning mot skivan, och ett mätorgan för mätning av motvridmomentet pâ verktyget via aggregatet bestående av ski- van och de ringformiga komponenterna ástadkommande friktions- kontakt, varjämte anordningen vidare innefattar en central kropp, utgörande en del av den rörformiga bärande delen, fastsatt mellan fastsättningskomponenten och änddelen och innefattande åtminstone en första del som är deformerbar genom vridning av den bärande delen runt axeln XX' och försedd med åtminstone en töjningsgi- vare, och åtminstone en andra del som är deformerbar under in- verkan av en axiell belastning och försedd med åtminstone en töjningsgivare, och att mätorganet innefattar organ för mätning av elektriska strömmar i töjningsgivarna representerande mot- vridmomentet på verktyget och den axiella belastningen appli- cerad på verktyget. ' I en föredragen utföringsform är det också möjligt, genom användning av anordningen, att utöva och mäta den axiella mot- belastningen på verktyget.

För en bättre förståelse av uppfinningen följer nu en be- skrivning, genom ett ej begränsande exempel och med hänvisning till bifogade ritningar, av en utföringsform av en anordning för kalibrering av en verktygsmaskin med vars hjälp det är möj- ligt att bearbeta och fästa avbalkningsplattor såsom plattorna beskrivna i publiceringsnummer FR 2 SID 800. 10 15 20 25 30 35 40 454 022 §ig_l är en snittvy, genom ett symmetriplan, av anordningen i arbetsläge på verktygsmaskinen. §ig_2 är en snittvy längs linjen AA i figur 1. §ig_â är en snittvy längs linjen BB i figur 1.

Figur 1 visar huset 1 hos verktygsmaskinen i området av öppningen 2 genom vilken verktyget passerar.

De sex verktygen, vilka kan användas för att utföra varie- rande funktioner av bearbetning, skruvning och fastspänning, är parallellt placerade på en revolver varigenom det är möjligt att medföra verktygen, i följd, till ett centrerat läge med av- seende på öppningen 2. I dess arbetsläge styrs axeln hos verk- tyget bestående exempelvis av en skruvspets eller en borrspets längs linjen XX'.

Kalibreringsanordningen har en bärande del bestående av flera delar med en allmän rörform. Den bärande delen är fäst till huset 1, runt öppningen 2, medelst en ringformig fastsätt- ningskomponent 3, varvid skruvar 4 och 5 och tappar 6 och 8 säk- rar rotationslåsning.

Den bärande delen består av tre skilda delar 10, 11 och 12, varvid komponenterna 10 och 11 är ihopsatta medelst skru- var ]3 och tappar 14 och komponenterna 11 och 12 är ihopsatta medelst skruvar 15 och tappar 16 säkrande rotationslásning.

Komponenten 10 utgörs av ett deformerbart provstycke som kan användas för att mäta vridmomentet och den axiella belast- ningen.

Denna komponent kommer nu att beskrivas, på samma gång hän- visande till figurerna 1, 2 och 3. Komponenten 10 har en bot- ten 10a som är fäst medelst skruvar 5 till fastsättningskompo- nenten 3 vilken själv är fäst till huset 1 medelst skruvar 4.

Den perifera delen 10a hos komponenten 10 är förbunden med det centrala elementet 10b hos denna komponent medelst fyra defor- merbara radiella delar 10c. En töjningsgivare 17 placerad 450 med avseende pà axeln XX' hos anordningen är anbringad på var och en av dessa radiella delar.

Som man kan se i figurerna 1 och 3, innefattar det centra- la elementet 10b fyra deformerbara delar 18, var och en uppbä- rande en töjningsgivare 19 placerad i axelns XX' riktning. Kom- ponenten 11 är också fäst till änddelen 12 hos anordningens bä- rande del, så att delarna 10, 11 och 12 hos den bärande delen bildar en rörformig ihopsättning vars inre hålighet har axeln XX'. 10 15 20 25 30 35 40 454 022 6 Den bärande delens änddel 12 består av en bussning, vars inre yta är bearbetad i dess ände för att bilda en gänga 21.

En mutter 22 griper in i denna gänga 21 och har hål 23 i dess ändyta för ingrepp med ett átdragningsverktyg. Medelst muttern 22 är det möjligt att spänna en uppsättning Bellevillefjädrar 25 placerade mellan änden på muttern 22 och en àtdragningskom- ponent 27 glidande monterad i bussningen 12 medelst ett bear- betat spår 29 i bussningen 12 och en kil 28 i ingrepp med åt- dragningskomponenten 27. Åtdragningskomponenten 27 överför tryc- ket utövat av Bellevillefjädrarna 25 till de tvà ringformiga friktionskomponenterna 31a och 31b vilka är placerade på var sida om en metallskiva 30, varvid den ringformiga friktionskom- ponenten 31b är fäst till bussningens 12 botten.

Skivan 30 är fäst till en förbindningskomponent 20 bestående av en bussning, vars inre yta är bearbetad för att mottaga änden pà verktyget 32. Verktygsänden och förbindningskomponenten 20 kan rotationslàsas tillsammans genom en kil 20'.

Slutligen visar figur 1 ett provstycke 35 av ett material identiskt med materialet hos mellanväggarna på vilka verktygs- maskinen som skall kalibreras kan utföra bearbetningsoperatio- ner och inställning av skruvar. Provstycket 35 är rotations- och translationslåst medelst lásskruvar 40 och är fastspänt inuti det centrala utrymmet med en axel XX' genom den gängade änden hos komponenten 11 bildande en spännback som stänger när kom- ponenten 11 är skruvad inuti komponenten 10 hos den bärande de- len.

Töjningsgivarna 17 och 19 kan förbundna med ett tillför- sel- och mätaggregat 36 som kan användas för att bestämma pà- känningarna orsakande deformation av delarna 10c och 18 hos den bärande delen för kalibreringsanordningen.

Anordningens arbetssätt kommer nu att beskrivas, med hän- visning till figurerna 1, 2 och 3, först med avseende på att kalibrera vridmomentet utövat av verktygsmaskinens hydraulmotor pá ett verktyg och den motsvarande axiella belastningen utövad av verktygsmaskinens hydraultryckdon, och sedan med avseende pá att bestämma bearbetningsbetingelserna hos avbalkningsmate- ríalet, exempelvis med hjälp av en borrspets.

För att kalibrera vridmomentet utövat av hydraulmotorn an- vänds ej ett provstycke såsom 35 placerat som visas i figur 1.

Det centrala utrymmet hos den bärande delen för anordningen är 10 15 20 25, 30 35 40 7 454 022 således fri för passage av en cylindrisk kopplingskomponent 32 som bildar änden på verktyget och är förd till arbetsläget genom verktygsmaskinens revolver. Änden 32 hos verktyget är i ingrepp med förbindningskomponenten 20 och rotationslåst relativt denna komponent genom en kil 20'. Hydraulmotorn åstadkommande rota- tion av skruvspetsen 32 är sedan matad för att framkalla rota- tion av verktyget 32 och skivan 30. För att erhålla hydraulmo- torns kalibreringskurva, i vilken motorns tillförselstyrström eller inställningen av potentiometern som tillåter justering av denna ström är givna som funktion av det utövade vridmomen- tet, varieras de ringformiga friktionskomponenternas 31a och 31b fastspänningskraft genom åtdragning eller lossnande av mut- tern 22, varvid dessa ringformiga friktionskomponenter är gjorda av ett friktionsmaterial av typen använd för bromsbelägg. För att upprätthålla verktygets 32 rotation vid en huvudsakligen konstant hastighet, måste potentiometerns inställning, dvs styr- strömmen eller också hydraulmotorns matningstryck, ändras. För varje inställningsvärde bestäms styrströmmen eller läget för potentiometern och mäts motvridmomentet motsättande rotation av skivan 30 medelst enheten 36, varvid motvridmomentet ger upp- hov till vridning av de deformerbara delarna 18 hos komponen- ten 10 som är mätbar medelst töjningsgivarna 19. Genom att an- vända enheten 36 är det möjligt att härleda motvridmomentet.

Anordningen kan också användas för att kalibrera tryckdonet för axiell drivning av verktyget 32, som vid slutet av sin rörelse kommer att vila mot en stödyta hos förbindningskomponenten 20.

Vid varje axiellt belastningsvärde erhållet genom att variera trycket i tryckdonet, dvs läget av kontrollpotentiometern, kommer ett axiellt belastningsvärde att mätas som resultat av töjnings- givarna 17 och mätanordningen 36.

Ett vridmomentvärde kan fås att motsvara, på ett entydigt sätt, varje läge av potentiometern för kontroll av hydraulmo- torn, liksom ett axiellt belastningsvärde kan fås att motsvara varje läge av potentiometern för kontroll av hydraultryckdonet.

Efter det att skruvátdragningsmaskinen har kalibrerats, är det möjligt att fullständigt kontrollera skruvarnas fast- spänningstryck för att eliminera läckspalterna i en avbalkning.

Det är faktiskt möjligt att garantera att skruven har den er- forderliga restspänningen för att uppnå stängning av läckspal- terna. Från denna erforderliga restspänning är det möjligt att 10 15 20 25 30 35 40 454 022 enkelt härleda skruvvridmomentet och att kontrollera det medelst potentiometern för kontroll av hydraulmotorn, vilken potentio- meter har kalibrerats i överensstämmelse med fastspänningsmo- mentet.

På samma sätt, som ett resultat av kalibreringen av poten- tiometern för kontroll av hydraultryckdonet, är det möjligt att fullständigt bestämma den utövade axiella belastningen av ett tryckverktyg såsom verktyget som blockerar skruvlàsstàngen.

Kalibreringsanordningen kan också användas för att utföra bearbetningsprov, och för detta syfte är ett provstycke 35 av ett material identiskt med materialet i mellanväggarna infört i det centrala utrymmet i den rörformiga bärande delen, varvid provstycket har underkastats, om lämpligt, härdning lika med mellanväggarnas härdning i reaktormiljön. Provstycket 35 är an- ordnat och fäst i anordningens bärande del, som visas i figur 1 och 3. Bearbetningsproven kan exempelvis avse borrning genom användning av en borrspets, försänkning eller gängskärning, var- vid dessa tre operationer är sådana som måste utföras pá mellan- väggarna.

Verktygsmaskinen är utrustad med exempelvis en borrspets som bringas att rotera med hjälp av hydraulmotorn och förs i arbetsläge medelst tryckdonet. Det är sedan möjligt att utföra olika bearbetningsprov genom att variera värdet av vridmomen- tet utövat pá verktyget och värdet av hydraultryckdonets axiella belastning.

. Det är exempelvis möjligt att utföra livslängdsprov på borrspetsarna genom att fortsätta med bearbetningen tills borr- spetsarna har slitits ut fullständigt. Dessa prov kräver givet- vis användandet av ett tämligen stort antal provstycken 35, vilka sedan granskas för att kontrollera bearbetningskvaliteten.

Likadana prov kan utföras genom att använda gängskärnings- verktyget. Sådana tester visar att värdet av det erforderliga vridmomentet för gängskärning ökar när verktyget slits ut. Det är sålunda möjligt att bestämma det maximala antalet gängskär- ningsoperationer som kan utföras med ett verktyg utan att ris- kera brott, dvs så att motvridmomentet förblir långt under verk- tygets brottgräns.

Det är därför möjligt, som ett resultat av kalibrerings- operationerna och proverna utförda genom att använda anordningen enligt uppfinningen, att fullständigt bestämma de optimala be- V-'l 10 15 20 25 9 454 022 arbetningsbetingelserna, att i varje ögonblick känna till vrid- momentet och den axiella belastningen applicerad på verktyget och att undvika varje brottrisk på verktyget under exempelvis borrning och gängskärning.

Uppfinningen är inte begränsad till utföringsformerna som har beskrivits utan innefattar tvärtom alla tänkbara varianter av denna.

Det är sålunda möjligt att, istället för en mutter och en uppsättning Bellevillefjädrar, använda andra organ för att app- licera en variabel axiell belastning på friktionsringarna om- givande skivan som är fäst till änden på verktyget. Exempelvis kan ett hydrauliskt tryckdon användas.

De deformerbara ytorna använda för att mäta den axíella skjuvbelastningen och vridmomentet kan anordnas pà ett annat sätt än dem som redan har beskrivits. I utföringsexemplet be- står den bärande delen för kalibreringsanordningen av tre olika komponenter, där komponenten 10 innefattar uppsättningen av de- formerbara element pà vilka töjningsgivarna är anordnade. Som ett resultat av detta arrangemang är det möjligt att ersätta komponenten innefattande de deformerbara delarna efter en viss användningsperiod, utan att behöva byta andra komponenter. Emeller- tid kan denna bärande del också konstrueras som en enda kompo- nent eller som två delar.

Uppfinningenhänförsigtillvarje verktygsmaskin innefat- tande ett verktyg som roterar omkring sin axel och pá vilket ett visst vridmoment utövas under bearbetning, där detta vrid- moment màste kontrolleras på ett exakt sätt. ---_.........__...__.._____~~_..__

Claims (2)

454 022 '° PATENTKRAV

1. Anordning för kalibrering av en verktygsmaskin innefat- tande åtminstone ett verktyg (32) roterande omkring sin axel XX' och rotationsdriven av en motor vars styrström, som är pro- portionell mot vridmomentet utövat på verktyget (32), kan regle- ras och mätas, och ett hus (1) med en öppning (2) genom vilken verktyget (32) passerar, vilken anordning innefattar en rörformig bärande del med en ringformig fastsättningskomponent (3) försedd med organ (4,6) för förbindning av den ringformiga fastsättnings- komponenten med huset (1), runt dess öppning (2), så att den centrala öppningen hos den rörformiga bärande delen bildar en förlängning av öppningen (2) i huset (1) för verktygets (32) axiella passage i den bärande delen och en änddel (12) som är belägen mittemot-fastsättningskomponenten (3) och i vilken är anordnad, längs den bärande delens axel, en komponent (20) för förbindning med verktygets (32) änddel, vilken komponent är för- sedd med organ (20') som gör det möjligt att rotationslåsa verk- tyget (32) med förbíndningskomponenten (20) och uppbär en skiva (30) som är koaxiell med verktyget och placerad mellan två ring- formiga friktionskomponenter (31a och 31b) fasthâllna i den bäran- de delens änddel och genom organ (22,25) utövande en reglerbar kraft i axiell riktning mot skivan (30), och ett mätorgan (36) för mätning av motvridmomentet på verktyget (32) via aggregatet bestående av skivan (30) och de ringformiga komponenterna (31a,31b) âstadkommande friktionskontakt, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen vidare innefattar en central kropp (10), utgörande en del av den rörformiga bärande delen, fastsatt mellan fastsätt~ ningskomponenten (3) och änddelen (12) och innefattande åtminstone en första del (18) som är deformerbar genom vridning av den bäran- de delen runt axeln XX' och försedd med åtminstone en töjnings- givare (19), och àtminstone en andra del (10c) som är deformer- bar under inverkan av en axiell belastning och försedd med át- minstone en töjningsgivare (17), och att mätorganet innefattar organ (36) för mätning av elektriska strömmar i töjningsgivarna (17,19) representerande motvridmomentet på verktyget (32) och den axiella belastningen applicerad på verktyget.

2. Kalibreringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att anordningen kan användas för verktygsmaski- nens bearbetningsprov och som innefattar organ (11) för fastsätt- ning av ett provstycke (35), tillverkat av materialet som skall |, 454 022 bearbetas, i det centrala utrymmet i den rörformíga bärande delen. --___~--_-__-___-_