УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ
CUTTING FORCE COMPONENTS MEASUREMENT DEVICE

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано для измерения составляющих силы резания.
Известно устройство для измерения составляющих силы резания, содержащее корпус, подпружиненную пластину с накладкой, установленную на опорах в корпусе, перемещаемую силовым потоком от обрабатывающего инструмента, датчики для регистрации этого силового потока (патент РФ на полезную модель №77972, G01N 19/02, опубликовано 2008.11.10).
Однако недостатком устройства является низкая точность измерения сил резания материалов из-за несовершенства конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения составляющей силы резания, включающее основание, на котором закреплены неподвижные стойки с датчиками, воспринимающие ортогональные проекции силы резания, пластину для крепления заготовки (патент РФ №2028872, В23В 25/06, опубликовано 1995.02.20).
Однако устройство не позволяет получать достоверные независимые данные о значениях горизонтальных и вертикальной составляющих силы резания при механической обработке материалов и сложно по конструкции исполнения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение достоверности и независимости определения составляющих сил резания.
Указанная задача достигается тем, что в устройстве для определения составляющей силы резания, включающем основание, на котором закреплены неподвижные стойки с датчиками, воспринимающими ортогональные проекции силы резания, пластину для крепления заготовки, согласно изобретению стойки содержат дополнительные направляющие с узлами трения качения, с одной степенью свободы. Кроме того, пластина для крепления заготовки имеет механизм поджима. Кроме того, механизм поджима выполнен в виде упругого элемента - пружины.
Использование дополнительных направляющих на стойках с узлами трения качения с одной степенью свободы позволяет обеспечить передачу ортогональных составляющих силового потока от инструмента на три взаимно перпендикулярные датчика. Это повышает достоверность и независимость определения составляющих сил резания. Применение механизма поджима в виде упругого элемента - пружины повышает надежность работы датчиков в момент нагрузки и обеспечивает отсутствие перемещений, возникающих из-за пластических деформаций измерительной системы.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - вид спереди; на фиг.3 - вид сверху.
Устройство для измерения составляющей сил резания состоит из основания 1, на котором закреплены неподвижные стойки 2 с датчиками 3, например, тензометрическими. К датчикам 3 прикреплена пластина 4 для установки заготовки 5 с прихватом 6. Неподвижные стойки 2 содержат дополнительные направляющие 7 с узлами трения качения, с одной степенью свободы. Пластина 4 имеет механизм поджима, выполненный в виде упругого элемента - пружины 8, связанной с основанием 1 вертикальной стойкой 9.
Устройство работает следующим образом.
Обрабатывающий инструмент (фреза) надвигают на заготовку 5. При резании возникает сила, направленная от инструмента к заготовке 5. Составляющие силы резания независимо измеряют устройством в трех ортогональных направлениях при помощи трех соответствующих датчиков 3. Посредством дополнительных направляющих 7 с узлами трения качения, при измерении силы резания, достигают независимости определения величин составляющих силы резания. При этом датчики 3 имеют одну степень свободы - перемещение в направлении, перпендикулярном измеряемому усилию. Благодаря этому ортогональные составляющие силы резания заготовки 5 передаются только на соответствующие датчики 3 (заготовку предварительно прикрепляют к пластине 4).
Таким образом, использование дополнительных направляющих 7 на стойках 2 с узлами трения качения с одной степенью свободы позволяет обеспечить передачу ортогональных составляющих силового потока от инструмента на три взаимно перпендикулярных датчика 3. Это повышает достоверность и независимость определения составляющих сил резания.