Размеры деталей
15/03/11 12:22
Одним из важнейших разделов общей проблемы автоматизации процессов производства на машиностроительных заводах является проблема автоматизации контроля размеров деталей серийного и массового производства непосредственно в процессе их обработки.
Преимуществом автоматического контроля в процессе обработки перед контролем деталей после их обработки является возможность непосредственного воздействия на технологический процесс выполнения операций. Последнее отвечает основному тре-бдванию к операции контроля, а именно', не фиксация брака, а активное воздействие на производственные процессы.
В настоящее время обработка деталей машин и приборов на металлорежущих станках регламентирована весьма точными размерными допусками, соблюдение которых связано с требованием объединения операций обработки и контроля, т. е. необходимостью непрерывного контроля размеров в процессе обработки.
Автоматический контроль размеров деталей на металлорежущих станках, который все шире внедряется в производство, осуществляется с помощью различных конструкций контрольных приборов. Описание конструкций указанных приборов приведено в книге В. В. Кондашевского [25а] и др.
По методу измерения контрольные устройства для автоматического контроля могут быть разделены на устройства, основанные: 1) на прямом методе измерения и 2) на косвенном методе изме рения.
В первом случае измерительный наконечник находится в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью детали и непосредственно контролирует ее размер, при достижении кото рого обработка прекращается.
Устройство, основанное на косвенном методе измерения, не соприкасается с поверхностью обрабатываемой детали, так к<п окончание процесса обработки определяется не непосредственным измерением размера обрабатываемой детали, а величиной перемещения суппорта, несущего режущий инструмент.
В приборах, осуществляк щих автоматический контроль указан ных процессов методом прямого измерения, в ряде случаев исполь-
зуются наконечники, армированные износостойкими материалами, такими как алмаз, агат, рубин, твердые сплавы и ряд других. При выборе материалов для этих наконечников следует учитывать не только физико-механические свойства этого материала, но также и экономическую сторону.
К числу наиболее важных показателей, характеризующих физико-механические свойства материала наконечника, следует отнести: 1) высокую твердость; 2) износостойкость при попадании на трущиеся поверхности абразивных материалов; 3) низкий коэффициент трения и 4) высокую коррозионную стойкость.
Можно с уверенностпЮ сказать, что по сравнению со всеми известными в настоящее время искусственными и естественными материалами алмаз в большей степени отвечает всем указанным выше требованиям.
Ввиду высокой стоимости алмазов, а также большой трудоемкости процесса изготовления алмазных наконечников алмаз, обладая наиболее высокой износостойкостью, используется для этих целей в осноеном на станках-автоматах и на прецизионных шлифовальных станках, обрабатывающих детали с высокой точностью.
Для того чтобы повысить износостойкость алмазного наконечника и исключить появление рисок на измеряемой поверхности, поверхность наконечника обычно полируют в виде сферы радиусом 1—2 мм. Алмазный наконечник с полированной поверхностью при обычном измерительном усилии до 6 кг оставляет на обрабатываемой детали мало заметные следы, в то время как необработанный наконечник в начале приработки алмаза оставляем на детали очень глубокие царапины.
При использовании алмазных наконечников следует помнить, что алмаз является анизотропным, вследствие чего он обладает различной износостойкостью в различных направлениях. Так например, при установке кристалла алмаза рабочей плоскостью, расположенной поперек плоскости скалывания, имеет место более интенсивный износ наконечника.
1. Устройства активного контроля,
осьованные на прямом методе измегения
На фиг 35 показана одна из простейших конструкций прибора для контроля размеров вала в процессе обработки Этот прьбор имеет массивный контактный рычаг 1, подвешенный на плоской пружине 2, на конце которого укреплен алмазный наконечник 3. Изменения диаметра шлифуемой поверхности фиксируются стрел кой 4 на шкале 5. Стрелка 4 поворачивается вокруг оси 6 и связана с рычагом 1 при помощи коротксплечего рычага 7. Во избежание поломки алмазного наконечника перемещение рычага 1 ограничено упорами 8 и 9. Корпус прибора 10 фиксируется на кронштейне 11 осью 12 и с помощью пружины 13 прижимается к винту 14. Кронштейн 11 закреплен на стойке 15, привернутой к столу станка.
На фиг. 36 показана другая конструкция приспособления для измерения наружных поверхностей, в котором обрабатываемое изделие контролируется с помощью трех алмазных наконечников, имеющих сферическую поверхность диаметром около 2 мм. Последнее обеспечивает контакт с вращающейся деталью по очень небольшой поверхности. При съеме изд(лия со станка приспособление легко поднимается вверх.
При обработке деталей, имеющих отверстия, шлицевые или шпоночные канавки, контроль размеров в процессе обработки осуществляется с помощью измерительных приспособлений с большими опорными поверхностями или на обычных приспособлениях с до-
полнительными опорными наконечниками (фиг. 37). В этом приспособлении установлены два дополнительных опорных наконечника 5 и б, что исключает возможность возникновения тслчков наконечника в момент прохождения его над одной из канаьок /, 2, 3 и 4 детали. Наконечники 7 и 8 выступают на 0,01—0,02 мм дальше дополнительных наконечников 5 и 6, которые установлены в пазах корпуса приспособления 9. С целью предохранения наконечников от толчков и ударов, которые могут вызвать его повреждение, в некоторых конструкциях предусмотрена установка тормозных приспособлений.
При вращении вала с прорезями цаже незначительные перемещения измерительных наконечников вызывают колебания стрелки миниметра 10, что затрудняет наблюдения в процессе обработки детали.
На фиг. 38 показано приспособление, оснащенное алмазным наконечником, которое используется на • вну. ришлифовальных
станках Приспособление крепится на кронштейне или непосредственно на станине станка. В этих приспособлениях используются мелкие кристаллы алмазного борта весом 0,1—0,15 харата. Крепление алмаза в оправе производят путем пайки.
Преимуществом автоматического контроля в процессе обработки перед контролем деталей после их обработки является возможность непосредственного воздействия на технологический процесс выполнения операций. Последнее отвечает основному тре-бдванию к операции контроля, а именно', не фиксация брака, а активное воздействие на производственные процессы.
В настоящее время обработка деталей машин и приборов на металлорежущих станках регламентирована весьма точными размерными допусками, соблюдение которых связано с требованием объединения операций обработки и контроля, т. е. необходимостью непрерывного контроля размеров в процессе обработки.
Автоматический контроль размеров деталей на металлорежущих станках, который все шире внедряется в производство, осуществляется с помощью различных конструкций контрольных приборов. Описание конструкций указанных приборов приведено в книге В. В. Кондашевского [25а] и др.
По методу измерения контрольные устройства для автоматического контроля могут быть разделены на устройства, основанные: 1) на прямом методе измерения и 2) на косвенном методе изме рения.
В первом случае измерительный наконечник находится в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью детали и непосредственно контролирует ее размер, при достижении кото рого обработка прекращается.
Устройство, основанное на косвенном методе измерения, не соприкасается с поверхностью обрабатываемой детали, так к<п окончание процесса обработки определяется не непосредственным измерением размера обрабатываемой детали, а величиной перемещения суппорта, несущего режущий инструмент.
В приборах, осуществляк щих автоматический контроль указан ных процессов методом прямого измерения, в ряде случаев исполь-
зуются наконечники, армированные износостойкими материалами, такими как алмаз, агат, рубин, твердые сплавы и ряд других. При выборе материалов для этих наконечников следует учитывать не только физико-механические свойства этого материала, но также и экономическую сторону.
К числу наиболее важных показателей, характеризующих физико-механические свойства материала наконечника, следует отнести: 1) высокую твердость; 2) износостойкость при попадании на трущиеся поверхности абразивных материалов; 3) низкий коэффициент трения и 4) высокую коррозионную стойкость.
Можно с уверенностпЮ сказать, что по сравнению со всеми известными в настоящее время искусственными и естественными материалами алмаз в большей степени отвечает всем указанным выше требованиям.
Ввиду высокой стоимости алмазов, а также большой трудоемкости процесса изготовления алмазных наконечников алмаз, обладая наиболее высокой износостойкостью, используется для этих целей в осноеном на станках-автоматах и на прецизионных шлифовальных станках, обрабатывающих детали с высокой точностью.
Для того чтобы повысить износостойкость алмазного наконечника и исключить появление рисок на измеряемой поверхности, поверхность наконечника обычно полируют в виде сферы радиусом 1—2 мм. Алмазный наконечник с полированной поверхностью при обычном измерительном усилии до 6 кг оставляет на обрабатываемой детали мало заметные следы, в то время как необработанный наконечник в начале приработки алмаза оставляем на детали очень глубокие царапины.
При использовании алмазных наконечников следует помнить, что алмаз является анизотропным, вследствие чего он обладает различной износостойкостью в различных направлениях. Так например, при установке кристалла алмаза рабочей плоскостью, расположенной поперек плоскости скалывания, имеет место более интенсивный износ наконечника.
1. Устройства активного контроля,
осьованные на прямом методе измегения
На фиг 35 показана одна из простейших конструкций прибора для контроля размеров вала в процессе обработки Этот прьбор имеет массивный контактный рычаг 1, подвешенный на плоской пружине 2, на конце которого укреплен алмазный наконечник 3. Изменения диаметра шлифуемой поверхности фиксируются стрел кой 4 на шкале 5. Стрелка 4 поворачивается вокруг оси 6 и связана с рычагом 1 при помощи коротксплечего рычага 7. Во избежание поломки алмазного наконечника перемещение рычага 1 ограничено упорами 8 и 9. Корпус прибора 10 фиксируется на кронштейне 11 осью 12 и с помощью пружины 13 прижимается к винту 14. Кронштейн 11 закреплен на стойке 15, привернутой к столу станка.
На фиг. 36 показана другая конструкция приспособления для измерения наружных поверхностей, в котором обрабатываемое изделие контролируется с помощью трех алмазных наконечников, имеющих сферическую поверхность диаметром около 2 мм. Последнее обеспечивает контакт с вращающейся деталью по очень небольшой поверхности. При съеме изд(лия со станка приспособление легко поднимается вверх.
При обработке деталей, имеющих отверстия, шлицевые или шпоночные канавки, контроль размеров в процессе обработки осуществляется с помощью измерительных приспособлений с большими опорными поверхностями или на обычных приспособлениях с до-
полнительными опорными наконечниками (фиг. 37). В этом приспособлении установлены два дополнительных опорных наконечника 5 и б, что исключает возможность возникновения тслчков наконечника в момент прохождения его над одной из канаьок /, 2, 3 и 4 детали. Наконечники 7 и 8 выступают на 0,01—0,02 мм дальше дополнительных наконечников 5 и 6, которые установлены в пазах корпуса приспособления 9. С целью предохранения наконечников от толчков и ударов, которые могут вызвать его повреждение, в некоторых конструкциях предусмотрена установка тормозных приспособлений.
При вращении вала с прорезями цаже незначительные перемещения измерительных наконечников вызывают колебания стрелки миниметра 10, что затрудняет наблюдения в процессе обработки детали.
На фиг. 38 показано приспособление, оснащенное алмазным наконечником, которое используется на • вну. ришлифовальных
станках Приспособление крепится на кронштейне или непосредственно на станине станка. В этих приспособлениях используются мелкие кристаллы алмазного борта весом 0,1—0,15 харата. Крепление алмаза в оправе производят путем пайки.