[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2215641C2 - Device for measuring low-contact forces at electric diamond grinding - Google Patents

Device for measuring low-contact forces at electric diamond grinding Download PDF

Info

Publication number
RU2215641C2
RU2215641C2 RU2001116428/28A RU2001116428A RU2215641C2 RU 2215641 C2 RU2215641 C2 RU 2215641C2 RU 2001116428/28 A RU2001116428/28 A RU 2001116428/28A RU 2001116428 A RU2001116428 A RU 2001116428A RU 2215641 C2 RU2215641 C2 RU 2215641C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
holder
insert
fixed
housing
cutting
Prior art date
Application number
RU2001116428/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001116428A (en
Inventor
А.С. Янюшкин
В.Ю. Попов
А.А. Сурьев
В.В. Янпольский
Original Assignee
Братский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Братский государственный технический университет filed Critical Братский государственный технический университет
Priority to RU2001116428/28A priority Critical patent/RU2215641C2/en
Publication of RU2001116428A publication Critical patent/RU2001116428A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2215641C2 publication Critical patent/RU2215641C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: metal working; force measuring facilities. SUBSTANCE: proposed device contains housing secured on table of tool-grinding machine which accommodates holder 11 and strain measurement insert 3. Antifriction bearings mounted on holder 11. Stop plate 5 is secured on opposite end of holder. Holder is held vertically by bearings 10 and 12 press-fitted on two axles held by nuts of housing. Holder is fixed in horizontal direction by four bolts with ball press-fitted into end face of each bolt. Under action of cutting force, holder 11 deforms strain measurement insert 3, and by change of resistance of insert, cutting is evaluated. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к приспособлениям по измерению сил резания и может быть использовано при исследовании процессов электроалмазного шлифования. The invention relates to devices for measuring cutting forces and can be used in the study of processes of diamond grinding.

Известна конструкция тензометрического динамометра [1]. Силы Рх, Ру, Pz, приложенные к резцу, закрепленному в спецдержателе, передаются упругим элементам, выполненным в виде полуколец, граненных снаружи. На гранях и внутренних цилиндрических поверхностях каждого элемента наклеены проволочные датчики. Например, сила Ру воспринимается датчиками, при этом наружные датчики растягиваются, а внутренние датчики сжимаются. Сила Pz создает изгибающий момент, в результате чего датчики верхнего пояса растягиваются, а датчики нижнего пояса сжимаются. Сила Рх воспринимается датчиками, наклеенными на наружных боковых сторонах. A known construction of a strain gauge dynamometer [1]. The forces Px, Ru, Pz applied to the cutter fixed in the special holder are transferred to the elastic elements made in the form of half rings faceted from the outside. Wire sensors are glued on the faces and inner cylindrical surfaces of each element. For example, the force Py is perceived by the sensors, while the external sensors are stretched, and the internal sensors are compressed. The force Pz creates a bending moment, as a result of which the sensors of the upper belt are stretched, and the sensors of the lower belt are compressed. The force Px is sensed by sensors glued on the outer sides.

Недостатком указанного приспособления является громоздкость конструкции и невозможность определения малых сил при шлифовании металлов. The disadvantage of this device is the cumbersome design and the inability to determine small forces when grinding metals.

Известна также конструкция универсального динамометра УДМ конструкции ВНИИ [2] . Полость корпуса, в которой помещена державка, выполнена в виде квадратной пластины с круглым фланцем на верхней части. Круглый фланец державки предназначен для закрепления на диаметре сменных приспособлений: резцедержателя или столика. Державка установлена в корпусе на 16 упругих опорах. Каждая опора состоит из тонкостенной втулки и двух ножек. Ножки образуют два упругих шарнира. Площади сечений втулки и ножек опоры равновелики и выбраны так, чтобы материал опоры работал в области упругих деформаций. Опоры установлены в направляющих втулках. Каждая из опор динамометра имеет предварительный натяг, который несколько превышает половину нагрузки, максимально допустимой для опоры. Благодаря натягу опор устраняются все зазоры и контактные деформации в стыках деталей динамометра. Величину натяга опор регулируют поворотом гаек. После регулирования величины натяга гайки фиксируют с помощью сухарей и закрывают крышками. На втулки опор наклеены проволочные датчики сопротивления. На опоры, оси которых расположены вертикально, наклеено по одному датчику, которые соединены в схемы измерения сил Ру и Рх, вторые датчики - в схему измерения Мкр. Провода от каждого датчика выведены через отверстия в корпусе динамометра на панель и присоединены к клеммам. На панели датчики соединяют в измерительные схемы. Полость корпуса динамометра, в которой расположена панель, закрывают крышкой. Провода от измерительных схем выведены на разъемное шасси. Also known is the design of a universal dynamometer UDM design VNII [2]. The cavity of the housing in which the holder is placed is made in the form of a square plate with a round flange on the upper part. The round flange of the holder is designed for fixing on the diameter of interchangeable devices: tool holder or table. The holder is installed in the housing on 16 elastic supports. Each support consists of a thin-walled sleeve and two legs. The legs form two elastic joints. The cross-sectional areas of the sleeve and legs of the support are equal and selected so that the material of the support works in the field of elastic deformations. Supports are installed in guide bushings. Each of the supports of the dynamometer has a preload, which slightly exceeds half the load maximum permissible for the support. Thanks to the tightness of the bearings, all gaps and contact deformations in the joints of the dynamometer parts are eliminated. The tightness of the supports is regulated by turning the nuts. After adjusting the preload value, the nuts are fixed with crackers and closed with lids. Wire resistance sensors are glued to the bushings of the supports. On the support, the axes of which are located vertically, one sensor is glued, which are connected to the measuring circuits of forces Ru and Px, the second sensors to the measuring circuit MKR. The wires from each sensor are routed through the holes in the dynamometer body to the panel and connected to the terminals. On the panel, sensors are connected to measuring circuits. The cavity cavity of the dynamometer in which the panel is located is covered with a lid. The wires from the measuring circuits are routed to a detachable chassis.

Недостатком указанной конструкции является невозможность определения малых сил при шлифовании. The disadvantage of this design is the inability to determine small forces during grinding.

Технический результат - возможность определения малых сил резания при электроалмазном шлифовании сверхтвердыми материалами. EFFECT: possibility of determining small cutting forces during electro-diamond grinding with superhard materials.

Технический результат достигается следующим образом. Для того чтобы измерить составляющую силы резания, необходимо держатель лишить пяти степеней свободы, это условие удовлетворяется с помощью подшипников качения. За счет того, что в конструкции присутствует трение качения, можно предположить, что силы трения ничтожно малы и ими можно пренебречь. В процессе затачивания силы резания беспрепятственно передаются на тензометрические датчики и фиксируются самописцем. Конструкция тензодатчиков позволяет жестко зафиксировать положение держателя и тем самым лишить его шестой степени свободы. Это приводит к тому, что сила Ру передается непосредственно на тензодатчик. Так как система стержень - тензодатчик жесткая, то можно предположить, что и упругие силы, свойственные механическим динамометрам, отсутствуют или ничтожно малы. The technical result is achieved as follows. In order to measure the component of the cutting force, the holder must be deprived of five degrees of freedom, this condition is satisfied with the help of rolling bearings. Due to the fact that rolling friction is present in the structure, it can be assumed that the friction forces are negligible and can be neglected. In the process of sharpening, cutting forces are freely transmitted to strain gauges and recorded by a recorder. The design of strain gauges allows you to rigidly fix the position of the holder and thereby deprive him of the sixth degree of freedom. This leads to the fact that the force Py is transmitted directly to the load cell. Since the rod – strain gauge system is rigid, it can be assumed that the elastic forces inherent in mechanical dynamometers are absent or negligible.

На фиг. 1 изображена конструкция приспособления для измерения малых сил резания, разрез по А-А на фиг.2; на фиг.2 - вид сбоку. In FIG. 1 shows the design of a device for measuring small cutting forces, a section along AA in FIG. 2; figure 2 is a side view.

Приспособление состоит из держателя 11, к корпусу которого на осях 18 и 21 устанавливаются подшипники качения 27, 28 и 33, 34. К держателю прикручивается болтами 31 и 32 быстросменная головка 14 для крепления шлифуемого образца 15. На противоположном конце болтом 7 крепится стопорная пластина 5 и фиксируется гайкой 6. Держатель установлен в корпусе 9 и зафиксирован в вертикальном направлении подшипниками 10 и 12, которые запрессованы на две оси 26. Посредством четырех гаек 25 оси прикреплены к корпусу 9. Корпус приспособления крепится на столе 17 заточного станка болтом 19 и гайкой 20. Для защиты подшипников от пыли и электролита предусмотрены пластинки 8 и 13. The device consists of a holder 11, to the body of which on the axes 18 and 21 are installed rolling bearings 27, 28 and 33, 34. A quick-change head 14 is fastened to the holder with bolts 31 and 32 for fastening the sanding sample 15. At the opposite end, a locking plate 5 is fastened with a bolt 7 and fixed by nut 6. The holder is mounted in the housing 9 and is fixed in the vertical direction by bearings 10 and 12, which are pressed into two axles 26. By means of four nuts 25, the axles are attached to the housing 9. The housing of the device is mounted on the table 17 of the grinding machine NCA bolt 19 and the nut 20. To protect the bearings from dust and the electrolyte are provided plate 8 and 13.

Для придания жесткости в вертикальном направлении к нижней части быстросменной головки прижат подшипник 16, запрессованный на ось 30 и фиксируемый на необходимой высоте двумя болтами 29. В горизонтальном направлении держатель фиксируется четырьмя специальными болтами 24, в торец которых завальцован шарик 22, необходимый для уменьшения коэффициента трения о корпус держателя и обеспечения требуемой жесткости. Для фиксации болтов предусмотрена гайка 23. To give rigidity in the vertical direction to the bottom of the quick-change head, a bearing 16 is pressed, pressed onto the axis 30 and fixed at the required height by two bolts 29. In the horizontal direction, the holder is fixed by four special bolts 24, the end of which is ball 22, which is necessary to reduce the coefficient of friction o holder housing and providing the required rigidity. A nut 23 is provided for fixing the bolts.

Для измерения радиальной силы Ру установлена тензометрическая вставка 3 с проволочными датчиками сопротивления (R=200 Ом), расположенная между болтом 2 и выступом корпуса. Усилие прижима регулируется гайкой 1. To measure the radial force of Ru, a strain gauge insert 3 with wire resistance sensors (R = 200 Ohms) is installed, located between the bolt 2 and the body protrusion. The clamping force is regulated by nut 1.

Принцип работы динамометра основан на преобразовании механических перемещений при деформации чувствительных элементов в изменение омического сопротивления. The principle of operation of the dynamometer is based on the conversion of mechanical displacements during the deformation of sensitive elements into a change in ohmic resistance.

Приспособление работает следующим образом. Под действием силы резания деформируется тензометрическая вставка 3; при нагружении радиальной силой Ру шлифуемого образца 15 держатель 11, лишенный пяти степеней свободы посредством подшипников качения 10, 12, 27, 28, 33, 34 и шестой степени свободы - прижимом тензометрической вставки 3, давит на нее через шарик 4. При малейшем изменении давления изменяется сопротивление на тензорезисторах, соединенных в мостовую схему, вследствие чего изменяется ток в цепи. Изменение силы тока под влиянием изменяющихся напряжений регистрируется миллиамперметром или осциллографом после предварительного, значительного усиления с помощью усилителя. The device works as follows. Under the action of the cutting force, the strain gauge insert 3 is deformed; when loading with the radial force Ru of the grinded sample 15, the holder 11, deprived of five degrees of freedom by means of rolling bearings 10, 12, 27, 28, 33, 34 and the sixth degree of freedom - by pressing the strain gauge insert 3, presses on it through the ball 4. At the slightest change in pressure the resistance on the strain gauges connected to the bridge circuit changes, as a result of which the current in the circuit changes. The change in current strength under the influence of changing voltages is recorded by a milliammeter or oscilloscope after a preliminary, significant amplification with the help of an amplifier.

Таким образом, данная конструкция приспособления позволяет замерить возникающие при шлифовании малые радиальные силы, по которым судят о режущей способности шлифовальных кругов. Thus, this design of the device allows you to measure the small radial forces that occur during grinding, which are used to judge the cutting ability of the grinding wheels.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Вульф А.М. Резание металлов. М.- Л.: Машгиз, 1963, 428 стр. с илл.
SOURCES OF INFORMATION
1. Wulf A.M. Metal cutting. M.- L .: Mashgiz, 1963, 428 pp., Ill.

2. Руководство к универсальному динамометру УДМ конструкции ВНИИ. М., 1983. 2. Guide to the universal dynamometer UDM design VNII. M., 1983.

Claims (3)

1. Приспособление для измерения малых сил при электроалмазном шлифовании, содержащее закрепленный на столе заточного станка корпус, в котором установлен держатель, тензометрическую вставку, отличающееся тем, что на держателе установлены подшипники качения и быстросменная головка для крепления шлифуемого образца, а на противоположном конце держателя крепится стопорная пластина, в вертикальном направлении держатель фиксируется подшипниками, которые запрессованы на двух осях, прикрепленных посредством гаек к корпусу, в горизонтальном направлении держатель фиксируется четырьмя болтами, в торец которых запрессован шарик, при этом под действием силы резания держатель деформирует тензометрическую вставку, по изменению сопротивления которой судят о величине сил резания. 1. A device for measuring small forces during electro-diamond grinding, comprising a housing mounted on a table of a grinding machine in which a holder is mounted, a strain gauge insert, characterized in that the bearings are mounted on the holder and a quick-change head for attaching the grinding sample, and is mounted on the opposite end of the holder locking plate, in the vertical direction, the holder is fixed by bearings, which are pressed in on two axes attached by nuts to the housing, in horizontal The direction of the holder is fixed with four bolts, which are pressed into the end of the ball, while under the action of the cutting insert holder deforms the strain gauge, which resistance change by judging the magnitude of cutting forces. 2. Приспособление по п. 1, отличающееся тем, что к нижней части быстросменной головки прижат подшипник, запрессованный на ось и фиксируемый на определенной высоте. 2. The device according to claim 1, characterized in that a bearing pressed onto the axis and fixed at a certain height is pressed against the bottom of the quick-change head. 3. Приспособление по п. 1, отличающееся тем, что тензометрическая вставка имеет проволочные датчики сопротивления. 3. The device according to claim 1, characterized in that the strain gauge insert has wire resistance sensors.
RU2001116428/28A 2001-06-13 2001-06-13 Device for measuring low-contact forces at electric diamond grinding RU2215641C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116428/28A RU2215641C2 (en) 2001-06-13 2001-06-13 Device for measuring low-contact forces at electric diamond grinding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116428/28A RU2215641C2 (en) 2001-06-13 2001-06-13 Device for measuring low-contact forces at electric diamond grinding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001116428A RU2001116428A (en) 2003-06-10
RU2215641C2 true RU2215641C2 (en) 2003-11-10

Family

ID=32026660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001116428/28A RU2215641C2 (en) 2001-06-13 2001-06-13 Device for measuring low-contact forces at electric diamond grinding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2215641C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114923615A (en) * 2022-05-17 2022-08-19 山东一唯自动化有限公司 Grinding force detection tool
RU226811U1 (en) * 2023-11-03 2024-06-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) INSTALLATION FOR MEASURING CUTTING FORCES DURING GRINDING

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Руководство к универсальному динамометру УДМ конструкции ВНИИ. - М.: Изд-во ВНИИ, 1983. ВУЛЬФ А.М. Резание металлов. - М.-Л.: Машгиз, 1963, с. 428. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114923615A (en) * 2022-05-17 2022-08-19 山东一唯自动化有限公司 Grinding force detection tool
RU226811U1 (en) * 2023-11-03 2024-06-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) INSTALLATION FOR MEASURING CUTTING FORCES DURING GRINDING

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4178799A (en) Force and bending moment sensing arrangement and structure
US5499542A (en) Diametral force sensor
Parida et al. Design and development of fixture and force measuring system for friction stir welding process using strain gauges
JP3710432B2 (en) Compression spring characteristic testing method and apparatus
US5377549A (en) Alignment device and method of aligning
US4671147A (en) Instrumented tool holder
RU2215641C2 (en) Device for measuring low-contact forces at electric diamond grinding
JPH04262216A (en) Apparatus for measuring load in axial direction applied on cylindrical member
JP2711429B2 (en) Thrust test equipment
CN110208021B (en) Hydraulic stretcher calibrating device
JP2016169943A (en) Shaft center adjusting device and material test machine
JPH0617839B2 (en) Maybe force detector and maybe force detector using the same
JPH0456927B2 (en)
JPH0431046B2 (en)
US4058005A (en) Improvements in or relating to strain transducers
CN113176026B (en) Device for measuring residual stress by indentation method and using method thereof
JPS637889Y2 (en)
CN219284885U (en) High-performance cement-based concrete test block compressive stress-strain full curve measuring device
Syed et al. Construction of a Low Cost Cutting Tool Dynamometer and Static Calibration of Measuring Cutting Force in a CNC Milling Machine
JPH0610271Y2 (en) Vehicle steering force measurement device
CN210452056U (en) Electric spindle displacement detection device and numerical control machine tool applying same
JPH0658830A (en) 6-axis load cell
JPH0720023A (en) Material testing machine
JP4345414B2 (en) Tire insertion load measuring device
JPH04223829A (en) Machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030614