Устройство для компенсации погрешностей механической обработки

Полезная модель относится к измерительной технике в технологии машиностроения и используется в качестве дополнительной сборочной единицы устройства активного контроля для повышения точности контроля размерных параметров деталей в технологических процессах обработки заготовок на металлорежущих станках.
Известно, что при механической обработке заготовок деталей возникают различные погрешности (см. Активный контроль в машиностроении: Справочник/ Под ред. Е. И. Педя. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1978. 352 с.). На станках плоскошлифовальной группы существуют специфические погрешности, связанные с положением базовой поверхности (см. Александров В.А., Тромпет Г.М. Технология диагностики механической обработки приборами управляющего контроля / Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: Матер. 9-й Междунар. практ. конф. СПб.:СПбПУ, 2007. Ч. 2. С. 357-359).
Существующие измерительно-управляющие системы активного контроля для плоскошлифовальных станков «имеют один щуп, поэтому он (щуп) контролирует толщину детали (заготовки) относительно поверхности стола станка (см. рис. 5.66)» - см. книгу Тромпет Г.М., Александров В.А. Станочное оборудование активного контроля на металлорежущих станках. Екатеринбург: изд-во Уральского ГАУ, 2020. 416 с. В книге приводятся известные системы: EXAR (Италия) (рис. 5.66), Shibaura (Япония), Blanchard (США) (рис. 5.68), отечественные БВ-4066к (рис. 5.61), БВ-4308 (рис 5.64), со бственные разработки: рис. 5.69, рис. 5.70, рис. 5.71, рис. 5.72.
Как было указано выше, базой обработки при плоском шлифовании служит поверхность магнитной плиты или стола станка, поэтому измерить непосредственно толщину детали (заготовки) невозможно, так как ее базовая поверхность недоступна для контактного (бесконтактного) наконечника прибора. Одноконтактную измерительную оснастку устанавливают на станине, колонне или крестовом суппорте станка. Поэтому на точность измерения оказывают влияние силовые и тепловые деформации станка, а также непостоянство зазора в направляющих стола, на котором устанавливают обрабатываемые детали (заготовки).
Задачей разработки является компенсация (устранение) недостатков существующей измерительной системы. Она решается тем, что к измерительному устройству преобразователя дополнительно закрепляется устройство, создающее второй контакт измерительной системы с обрабатываемой деталью (заготовкой) или базовой поверхностью. Предлагается устройство для компенсации погрешностей механической обработки (фиг. 1), состоящее из корпуса 6, опоры 3, антифрикционной накладки 4, направляющих стержней 2, подводящего винта 8, фиксирующей гайки 7, микрогайки 10 и контргайки 9.
На Фиг. 2 показано крепление предлагаемого устройства к преобразователю 11 (датчику), имеющему измерительный щуп, тем самым создается двухконтактная схема измерения. С целью гарантированного устранения попадания под антифрикционную накладку 4 посторонних включений (стружки, абразивных зерен и т.п.) устанавливается немагнитное кольцо 15 или прямоугольная планка (в зависимости от модели станка) в одной плоскости с магнитным столом станка и крепится с помощью восьми винтов по периметру кольца или по длине планки.
Задачей такого устройства является измерение истинного (действительного) размера обрабатываемой заготовки. Фиксированная установка устройства осуществляется с помощью двух направляющих отверстий 5 и последующим креплением тремя винтами, устанавливаемыми в три отверстия 1.
Работает устройство следующим образом (Фиг. 2). После закрепления устройства к узлу крепления датчика 14 подводящим винтом 8 подвижная часть устройства - опора 3 подводится к базовой поверхности 13 стола (плоскость стола и плоскости 15 немагнитных планки или кольца) до упора и фиксируется гайкой 7. Для точного касания базовой поверхности стола антифрикционной накладкой 4 опора 3 перемещается микрогайкой 10 и фиксируется контрагайкой 9. Таким образом, связывается базовая поверхность (плоскость стола) 13 с обрабатываемой поверхностью заготовки 12. Такая двухточечная схема измерения позволяет компенсировать (устранять) все систематические погрешности механической обработки на плоскошлифовальных станках.
Опытная эксплуатация устройства на станке МШ-192 с круглым столом и на станке ЗГ71 с прямоугольным столом, оборудованными измерительной системой с виброконтактными датчиками, при обработке плоскостных деталей показала работоспособность конструкции и соответствие разработанного образца поставленной цели - компенсации погрешностей механической обработки, что позволило повысить точность обработки на 10-18%.