Способ определения усилий при накатывании резьбы на автоматах типа ролик-сегмент - SU1091971A1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при исследовании, прое тировании и расчете резьбонакатного оборудования и инструмента. Известен способ определения усилий , действующих при накатьшании резьбы, при котором регистрация уси лий производится на тензометрически элементах, установленных в станине и воспринимающих нагрузку на сегМ&11 Cl . Однако такой способ дает только качественную Картину изменения сил при накатывании, т.е. не обеспечивает требуемой точности. {-l3Bt-CTeH способ определения ради альных усилий, реализованный в устройстве , позволяющем осуществлять осциллографическую регистрацию радиальных и тангенциальных составляющих сил, значений углов поворота ролика и изделия С 2. Недостатком известного способа является невысокая достоверность оп ределения усилий в связи с невозмож ностью определения действительных значений радиальных и тангенциальных cocтaвляюoI x сил непосредственн в процессе накатывания резьбы. Цель изобретения - гювьшение достоверности определения усилий при накатывании резьбы. Указанная цель, достигается тем, что согласно способу определения ус лий при накатывании резьбы на автоматах типа ролик-сегмент, включающе му Б себя осциллографическую регист рацию радиальных, тангенциальных со ставляющих сил, значений пово рота ролика и изделия, мгновенные значения радиальной и тангенциально составляющих сил измеряют при каж,цо изменении угла поворота ролика и изделия и измеряют угол между напра лением равнодействующей и радиально сил. На фиг. 1 изображена схема установки приборов на узле ролик-сегмен на фиг.2 - вид А на фиг.1 (на отмет чик углов поворота накатного ролиКа ); на фиг. 3 - узел ролик-сегмент вид сверху; на фиг, 4 - оси ишограм ма, пример. Автомат ролик-сегмент с приборами содержит вал 1, расположенный в Под иипниках 2 станины автомата (показано условно), На валу I жестко закреплен накатной ролик 3, а нижНИИ конец иала соединен с пииводом автомата (не показано)„На валу наклеены . напоимеп,.тензорезисторы 4 для регистрации крутящего момента, .тензорезисторы 5 для регистрации равнодействующей , действующих на накатной ролик при на-, катывании, и установлен обтюратор 6. На сегменте 7 смонтирован отметчик 8 углового положения накатываемого изделия 9. На сегменте 7 закреплен корпус IО отметчика углов поворота накатного ролика, осветитель 1 и фотодиод 12 с элементами питания и усиления (не показано/. Определение усилий при накатыва-.; НИИ проводят следующим образом, Протарированные приборы подключают к тензометрической аппаратуре (не показано ,). Включают автомат, в результате чего накатной ролик вращается на валу I в направлении, указанном стрелкой. Изделие 9 подается на позицию обработки, увлекается накатным роликом 3 в зазор между ним и сегментом 7. При вращении накатного ролика о-бтюратор 6 перег1ещается, перекрывая луч от осветителя I1 на фотодиод 12 в соответствии с числом пазов иа обтюраторе. Изменение освеа|енности фотодиода 2 вызывает изменение величины тока, подаваемого на гальванометр регистрирующего прибора, в- результате чего на осциллограмме (фиг.4| получают пилообразную кривую а, показывающую изменение углового положения накатного ролика во времени. Изделие 9, вращаясь вокруг собственной оси, обкатывается по неподвижному сегменту 7. При этом меняется ее угловое положение относителы о центра накатного ролика 3. Этот параметр регистрируется , например, индукционным отметчиком 8, подающим линейный сигнал (кривая , фиг.4), величи а которого пропорциона:,ьна угловому положению заготовки при прохождении ее в зазоре между накатным роликом 3 и сегментом 7. В процессе накатывания на накатной ролик 3 действуют тангенциальная bV (фиг.З и радиальная F силы, которые образуют равнодействутощую силу F, направление которой зависит от положения накатьшаемого изделия, определяемого углом и соотношения тангенциальной и радиальной силы, т.е. утла об.

Определение тантеициальной силы производится тензорезисторами 4. Они регистрируют величину крутящего момента , при которой при известном радиусе накатного ролика определяется

.величина тангенциальной силы Ьу. Тарировка этих тензодатчиков может быть проведена в зависимости от величины тангенциальной силы, тогда кривая 6 на фнг.4 дает в калодый момент времени действительное значение тангенциальной силы F/j. Тензорезисторы 5 для регистрации реакции вала I нак геены параллельно оси вала , причем рабочий и компенсационный датчики диаметрально противоположны (фиг.З. Величина сигнала от этих тензорезисторов при одной и той же величине силы, действующей на вал, изменяется в зависимости от угла действия силы относительно плоскости , проходящей через центры тензорезисторов и вала. Если направление действия силы лежит в указанной плоскости, величина сигнала, подаваемого от тензорезистора, максимальна; если направление действия силы перпендикулярно этой плоскости то величина сигнала равна нулю. При этом изменение величины сигнала пропорционально косинусу угла между направлением действия силы и диаметральной плоскостью, проходящей через центры тензорезисторов.

Для определения направления основных взаимно перпендикулярных плоскостей , положения тензорезисторов 5 при вращении вала на обтюраторе 6 устанавливают метки, которые обеспечивают на осциллограмме характерный сигнал. Точки а и а на кривой « фиг.4 дают направления соответственно для максимальных и нулевых отклонений сигнала. Полученный, например

в момент а сигнал принимается за начальное положение накатного ролика . От этого положения отсчитывается угол поворота t накатного ролик в процессе накатьюания. В этот же момент времени по кривой г. (фиг.4 получают действительное значение радиальной силы F на осциллограмме при условии, что ось накатываемого изделия лежит в диаметральной плоскости , проходящей через центры тензорезисторов 5. Это наблюдается, если совмещен угол поворота накатного ролика Ч и угол поворота накатываемого изделия (фиг.З), т.е.

имеется равенство tf - 0. В общем случае тензорезисторы 3 на алу 1 накатного ролика воспринимают равнодействующую Р,направление которой смещено на угол о1 (фиг.З) относительно направления радиальной силы FP. Поэтому в момент, когда - Чу 90°, т.е. когда диаметральная плоскость, проходящая через центры тензорезисторов 5, перпендикулярна плоскости, проходящей через ось накатного ролика и ось накатьгааемого издс:п-1я, тенэорезисторы 5 регистрируют величину тангенциальной силы F. Величина этой силы сравнивается с.тангенциальной силой F, полученной с помощью тензорезпсторов 4. Кривая г ,регистрирующая реакцию вала накатного pojniKa, пересекает нулевую линию Э в момент, когда Ч + ci. Это дает возможность определить угол з между равнодействующей F и радиа пьной F силами. Далее по известным тригонометрическим соотношениям определяют действительные величины всех сил, действующих на накатной ролик в процессе накатьшания . Например, д)1Я определения величины равнодействующе п любой момент времени используют зависимость

м

,,f,}co,oLf.

(,

со 5

где F - отклонение кривой 2 реакции вала накатного ролмча от нулевой линии q (фиг.4) в момент, когда накатываемое, изделие находится на угле поворота Ч2и., накатной ролик понернулся на угол Ч. Таким образом, можно получить действительную величину равнодействующей сил накатывания при любом взаимном положении накатного ролика и сегмента. Для опре.деленпя действительной величины радиальной силы используют зaвиcи iocть F ,j Fcos с.М

.

а для определения дейст s (Y -V. ) V im 2м/

витальной велич(иы тангенциальной силы с использованием кривой реакции

Р.,Ч-,

.А

л

вала -F ::FSinotM

-V )

(

L

:os

Гм :2ЛА/

Если необходимо определить характер изменения соотношения тангенциальной и радиальной составляющей, увеличившот число тензорезнсторов для регистрац1-п1 реакции вала накатного ралика и располагают ifx попарно , как показано ранее, в различных диаметральных плоскостях, смещенных относительно друг друга на углы, необходимые д)1Я получения требуемой точности.

Предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом, который принят

за прототип, дает возможность повысить достоверность определения усилий при накатьшании резьбы благодаря определению как действительных величин сил, действующих в системе инструмент-станок , так и их направления в каждый момент времени.

Реферат

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНШ УСИЛШ ПРИ НАКАТЫВАНИИ РЕЗЬБЫ НА АВТОМАТАХ ТИПА FOJUIK-CEraEHT, включающий в себя осциллографическуга регистраш-1Ю радиальных, тангенциальных составляющих сил, значений углов поворота ролика и изделия, о .т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности определе1П1я уевший при накатьшании резьбы, мгновенные значения радиальной и тангенциальной составляющих сил измеряют при каждом изменении угла поворота ролика и изделия и измеряют угол между направлением равнодействующей и радиальной сил-.

Формула