прибор для контроля геометрических параметров деталей

Формула изобретения

ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛЕЙ , содеpжащий блоки измеpения, обpаботки и pегистpации сигналов и связанный с ними блок пpеобpазователей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности активного контpоля отвеpстий, блок измеpения и обpаботки сигналов выполнен в виде деpжателя с установленными на его конце одним или двумя кольцеобpазными узлами, каждый из котоpых выполнен в виде полого коpпуса, концентpично установленного в нем кольца, установленных на нем pавномеpно по пеpиметpу тензоpезистоpов и взаимодействующих с этими узлами шаpиков, пpедназначенных для контактиpования с контpолиpуемой деталью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к конструкции измерительных устройств, характеризующихся использованием электрических или магнитных средств, для измерения диаметров отверстий и валов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при активном контроле размеров деталей в процессе их обработки на станках.

Известен нутромер [1] , содержащий измеритель и отсчетный блок. Измеритель состоит из цилиндрического корпуса, в котором размещены четыре подвижных измерительных подпружиненных стержня которые взаимодействуют с вилкообразным механизмом, содержащим подпружиненные ползуны, связанные с магнитопроводящими элементами индуктивного преобразователя перемещения. Перед измерением отверстий производится калибровка нутромера с помощью эталонного кольца. Одна пара стержней измеряет диаметр в одном направлении, другая - в перпендикулярном.

Недостатком этого нутромера является невозможность измерения параметров отверстия в процессе их обработки.

Известно также устройство [2] , включающее измеритель, состоящий из двух измерительных штифтов для координации измерителя в отверстии и регистрирующий блок. Изменение размера диаметра преобразуется посредством измерительных штифтов в упругие деформации разомкнутой кольцевой пружины, через тензорезисторы фиксируются регистрирующим блоком.

Недостаток этого устройства - невозможность измерения в процессе обработки на металлообрабатывающем станке.

В качестве прототипа выбран прибор для контроля геометрических параметров деталей [3] , содержащий блоки измерения, обработки и регистрации сигналов и связанный с ними блок преобразователей.

Блоки измерения, обработки и регистрации сигналов выполнены в виде измерительного ролика, который посредством пластины закреплен на державке инструмента и соединен с преобразователем угла поворота, и отсчетно-вычислительного блока, состоящего из счетчика импульсов, датчика числа оборотов изделия. По измеренной частоте вращения ролика и детали вычисляется диаметр измеряемого отверстия.

Недостатком данного устройства являются возможность проскальзывания измерительного ролика, что может существенно понизить точность измерения, а также отсутствие второго измерительного ролика, размещенного на держателе до инструмента, что не дает возможности учитывать размеры обрабатываемой поверхности при контроле за протекающим процессом обработки, что, в свою очередь, снижает точность и эффективность контроля.

Целью изобретения является повышение точности измерения и контроля за протекающим процессом обработки на металлообрабатывающих станках.

Поставленная цель достигается тем, что у предлагаемого прибора блок измерений и обработки выполнен в виде держателя с установленными на его конце двумя кольцеобразными узлами, каждый из которых выполнен в виде полого корпуса, концентрично установленного в нем кольца, установленных на нем равномерно по периметру тензорезисторов и взаимодействующих с этими узлами шариков, предназначенных для контактирования с контролируемой деталью.

При проведении патентного поиска установлено, что все отличительные признаки являются новыми и существенными, так как снабжение блока измерений и обработки дополнительным кольцеобразным узлом, установленным на держателе до инструмента, позволило измерять размер обрабатываемой поверхности и с учетом его значения регулировать настройку режущего инструмента с тем, чтобы размеры обработанной поверхности лежали не только в пределах поля допуска, но и ближе к середине поля допуска, выполнение блока измерений в виде кольца с тензорезисторами, предварительно упруго деформированного одним или несколькими шариками, позволило повысить чувствительность прибора и, как следствие, точность измерения.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что отличительные признаки изобретения обладают существенной новизной.

На фиг. 1 показан поперечный разрез прибора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Блок измерения, обработки и регистрации предложенного прибора состоит из заднего 1 и переднего (дополнительного) 2 кольцеобразных узлов, размещенных на держателе инструмента 3. На каждом кольцеобразном узле расположены тензорезисторы, которые соединены с отсчетно-регистрирующим блоком.

Каждое из кольцеобразных узлов выполнено следующим образом.

В полый корпус 4, который устанавливается на держатель инструмента 3, помещено тонкое упругое кольцо 5, находящееся в подвешенном состоянии и ограниченное от поворота ось 6. В кольце имеются конические отверстия-гнезда, на которые опираются измерительные преобразователи линейных перемещений, выполненные в виде шариков 7. Шарики 7 размещены в регулируемых прецизионных направляющих 8, в которых они благодаря минимальному зазору имеют возможность радиального перемещения без перекатывания. Кольцо 5 посредством шариков 7 и направляющей 8 находится в напряженном, деформированном состоянии. От внешнего воздействия упругое кольцо 5 предохраняется крышкой 9, соединяемой с корпусом четырьмя винтами 10.

На упругом кольце 5 расположены тензорезисторы 11, фиксирующие упругие деформации кольца 5, вызываемые давлением на кольцо шариков 7 вследствие изменения измеряемого параметра и пропорциональные ему, преобразующие их в электрические сигналы, которые передаются в отсчетно-регистрирующий блок.

Прибор работает следующим образом.

Каждый кольцеобразный узел с помощью калибровочных колец настраивается посредством регулируемых направляющих 8 на размер: передний 2 - на размер обрабатываемой поверхности, задний 1 - на размер обработанной поверхности. При этом показывающие приборы отсчетно-регистрирующего блока устанавливаются на нуль.

После этого инструмент 3 вместе с кольцеобразными узлами 1 и 2 вводится на рабочей подаче в обрабатываемое отверстие. Посредством переднего узла 2 снимают непосредственно в процессе обработки лазер обрабатываемой поверхности, а посредством заднего угла 1 - размер обработанной поверхности. В зависимости от значения первого размера может быть изменена настройка инструмента 3 с тем, чтобы второй размер был не только в пределах допуска, но и ближе к середине поля допуска.

Предложенный прибор позволяет измерять отклонения геометрической формы цилиндрической поверхности как в продольном, так и в поперечном направлениях , что достигается фиксированием и сравнением в отсчетно-регистрирующем блоке размеров отверстия в определенных сечениях вдоль цилиндра и радиальных направлениях.

Вместе с тем прибором можно измерять непараллельность образующей цилиндрической поверхности отверстия оси цилиндра. Измерение производится или при неподвижной детали (перемещением вдоль отверстия кольцеобразного узла) одним шариком 7, остальные шарики посредством регулирующей направляющей 8 выводятся из контакта с поверхностью измеряемой детали, или в процессе обработки детали, в этом случае производится отсчет размера в отсчетно-регистрирующем блоке через определенный угол поворота детали.

Использование предложенного технического решения позволит по сравнению с прототипом повысить уровень качества изготавливаемых деталей. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1296829, кл. G 01 B 7/12, 1984.

2. Патент США N 3303572, кл. G 01 B 7/12, опублик. 1968.

3. Авторское свидетельство СССР N 1298521, кл. G 01 B 7/12, 1985.