Средства автоматического (активного) активного контроля наиболее широко применяют при обработке деталей на станках шлифовальной группы, так как в этих случаях достигается наиболее высокая точность, определяемая малыми допусками на размеры готовых деталей и снимаются незначительные припуски.
На шлифовальных станках выполняют окончательную, финишную обработку, что определяет повышенные требования к этим операциям.
Измерительные устройства, применяемые для активного контроля, могут быть одно-, двух- и трехконтактными. Двухконтактные схемы измерительных устройств активного контроля наиболее широко используют при наружном и внутреннем шлифовании.
Двухконтактное пневматическое устройство активного контроля показано на рис. 1. Контакт 10 неподвижен. Его положение можно регулировать перемещением по направляющим корпуса 1 с последующим стопорением винтами. Подвижная измерительная губка 8 со вторым контактом выполнена в виде рычага, второе плечо которого расположено против измерительного выходного сопла 2. Винт 3 служит для регулирования зазора перед соплом 2 и для настройки прибора. Вся измерительная система подвешена на плоской пружине 4, закрепленной на кронштейне 5, который, в свою очередь, может перемещаться в вертикальном направлении и фиксироваться винтом 6 в нужном положении. Винт 6 служит для ограничения отклонений корпуса в нерабочем положении прибора (при работе конец винта не должен касаться корпуса прибора). В корпусе отсчетно-командного устройства 7 смонтированы стабилизатор давления воздуха, фильтр, дифференциальная сильфонная система со шкалой и электроконтактами, электронный блок с электромагнитными реле и светосигнальными лампами.
Прибор подает три команды: на переключение черновой подачи на чистовую, на выключение подачи и быстрый отвод шлифовального круга после получения заданного размера детали 9. При отводе прибора от детали замыкается четвертый контакт, и обесточивается электросхема прибора.
Существует большое число приборов активного контроля, основанных на пневматических преобразованиях изменений линейных величин. Их различают по конструктивному исполнению и особенностям, определяемым размерами контролируемых деталей и типажом шлифовальных станков.
В двухконтактных измерительных системах широко используют также индуктивные датчики. Значительными преимуществами обладают бесконтактные индуктивные датчики, у которых якорем для сердечников измерительной системы является проверяемая деталь. Двухконтактные приборы активного контроля, основанные на электроконтактных методах преобразования, встречаются реже пневматических и индуктивных.
Рис. 1. Двухконтактное пневматическое устройство активного контроля при наружном шлифовании
Часто используют трехконтактные измерительные приборы активного контроля, различающиеся пределами измерения и имеющие конструктивные различия, вызываемые применением различных типов первичных преобразователей. Трехконтактный прибор активного контроля представляет собой скобу 2 (рис. 2) с двумя жесткими (1 и 3) и одним подвижным (5) упорами. В данном случае упор 3 является регулируемым. С его помощью обеспечивается правильность положения скобы по отношению к контролиру-емой детали 4. Упор 5 является подвижным наконечником. Скоба шарнирно подвешена на рычаге 7, закрепленном на оси масляного или пружинного амортизатора 8, установленного на кожухе 9 шлифовального круга. Такая система обеспечивает постоянный и надежный поджим скобы через наконечник 1 к детали. По окончании шлифования и выполнения операции контроля скоба снимается с детали и медленно благодаря амортизатору поднимается вверх, давая возможность снять готовую деталь и установить на станок новую.
Подобная «плавающая» конструкция подвески державки со скобой, следующей за любым перемещением вала при его шлифовании, исключает погрешность измерения от прогибов вала. По мере уменьшения диаметра детали, при ее шлифовании, измерительный наконечник 5 будет опускаться и своим вторым концом взаимодействовать с измерительным стержнем индикатора 6, вызывая перемещение указателя по шкале.
Если вместо индикатора установить какой-либо датчик, то прибор превратится в прибор автоматического активного контроля, управляющий работой шлифовального станка.
| Рис. 2. Трехконтактное устройство активного контроля при шлифовании валов |
На рис. 3 показаны принципиальные схемы трехконтактных скоб с различными преобразователями, применяемых при шлифовании валов. Скоба со стандартным микромером 5 (рис.3, а) имеет два неподвижных упора 10 и 11 и подвижный измерительный наконечник 8. По мере снятия припуска с детали 9, измерительный наконечник опускается и своими губками 6 и 4 воздействует на электроконтакт 7 и микромер 5. От контакта 7 подается необходимый сигнал-команда исполнительному органу станка. Визуальное наблюдение за размером шлифуемого вала ведут по микромеру 5. Пружина 3 служит для создания измерительного усилия, а пружина 1 амортизатора обеспечивает постоянный контакт скобы с деталью. Скоба может отводиться от детали, поворачиваясь относительно опоры 2.
Принцип работы скобы, показанной на рис. 3, б, аналогичен описанному, но вместо электроконтактного датчика скоба имеет индуктивный дифференциальный преобразователь, 14, якорь 22 которого подвешен на пружинах к корпусу скобы 16 и связан с подвижным измерительным наконечником 20. Измерительное усилие создается пружиной 17. Для настройки прибора служит винт 15, при вращении которого изменяется относительное положение катушек преобразователя 14, подвешенного
на пружинах 13, и якоря 22. Скобу можно перестроить на другой размер вала перемещением губки 19 по направляющим 18 или установкой губки другого размера. Скоба прижимается к детали грузом 12. Сигнал-команды на исполнительные органы станка подаются индуктивным датчиком-преобразователем 14.
Трехконтактная измерительная скоба с пневматическим преобразователем (рис. 3, в) кроме проверки диаметра вала контролирует также его овальность. Для этого служат подпружиненная пластина 28 и шарик 26. Если овальности вала нет, то по мере снятия припуска измерительный шток 27 опускается без колебаний. При наличии овальности пластина 28, за счет сил трения, будет вместе со штоком совершать колебательные движения и увлекать за собою шарик 26, который через шток 25 будет изменять зазор у пневматического измерительного сопла 24. Сигналы от пневматических устройств 29 и 24, регистрирующих соответственно диаметр и овальность контролируемого вала, через раздельные пневматические системы, передаются исполнительным органам станка или на светофорное табло. Данная конструкция трехконтактной скобы имеет механизм 23, который служит для автоматического перемещения скобы на измерительную позицию и отвод ее в исходное положение.
При контроле валов с прерывистыми поверхностями (со шлицами и шпоночными канавками) трехконтактные скобы должны иметь более широкие неподвижные опоры и измерительный наконечник.
В применяемых конструкциях трехконтактных скоб усилие прижима измерительного наконечника к детали обычно равно 1—1,5 кгс (10—15 Н).
Рис. 3. Принципиальные схемы трехконтактных скоб, применяемых при шлифовании валов
ВНУТРЕННЕЕ ШЛИФОВАНИЕ
Активный контроль деталей при внутреннем шлифовании осуществляется также двумя методами: прямым и косвенным. При прямом методе контроля сигнал-команды исполнительным органам станка подаются при непосредственном измерении размера шлифуемого отверстия жесткими калибрами или двухконтактными приборами (реже одноконтактными), а при косвенном — фиксацией положения режущей кромки шлифовального круга. Преимущественное распространение имеют прямые методы, и только в случаях значительного усложнения конструкции прибора или при невозможности использования прямого метода применяют косвенные методы активного контроля.
Рис. 4. Принципиальные схемы активного контроля для внутришлифовальных станков
Принципиальные схемы активного контроля для внутри-шлифовальных станков, основанные на прямых методах, представлены на рис. 6. При контроле жесткими калибрами (рис. 4, а) ступенчатый жесткий калибр 1 размещают перед обрабатываемой деталью 2, установленной в зажимном приспособлении внутришлифовального станка. Калибр связан с бабкой 3 станка и при каждом ее двойном ходе подводится к контролируемому отверстию детали. При достижении отверстием заданного размера стержень калибра входит в проверяемое отверстие, срабатывают контакты (или иное устройство) первичного преобразователя и подается соответствующий сигнал-команда исполнительным органам станка. В зависимости от размеров ступеней жесткого калибра могут подаваться команды на изменение подачи с черновой на чистовую и на остановку станка.
Активный контроль с помощью жестких калибров широко распространен при внутреннем шлифовании благодаря своей простоте и удобству в эксплуатации. Эти системы нечувствительны к вибрациям, позволяют контролировать прерывистые поверхности. При достаточно хорошо отлаженной системе активного контроля с жесткими калибрами обеспечивается получение деталей с размерами отверстий по 7—9-му квалитетам.
ПЛОСКОЕ ШЛИФОВАНИЕ
К особенностям активного контроля при плоском шлифовании следует отнести, то, что измерительный наконечник устройства периодически попадает в разрывы между деталями. С учетом этого приборы активного контроля имеют обычно специальные устройства, исключающие выдачу ложных команд или показаний во время нахождения измерительного наконечника в промежутке между контролируемыми поверхностями деталей. Принцип действия таких устройств заключается в задержке выдачи ложной команды, или в затормаживании измерительного наконечника, или в разъединении связи измерительного наконечника с отсчетным устройством на время прохождения наконечника через разрыв между деталями.
При плоском шлифовании используются приборы активного контроля как с подналадкой станка, так и без нее.
Принципиальная схема плоского шлифования на станке мод. 3772Б, с автоматической подналадкой станка, показана на рис. 5. Прошлифованные детали 8 при вращении круглого стола станка попадают под измерительное устройство 7, наконечник-щуп которого контактирует с обработанной поверхностью деталей. По мере износа шлифовального круга 9 размеры деталей по высоте будут постепенно увеличиваться и при достижении размера, равного или превышающего подналадочный, измерительное устройство 7 выдает сигнал-команду на подналадку станка. Сигнал проходит через усилитель 6 и поступает на электродвигатель подналадки 5, который через редуктор 4 и коническую пару зубчатых колес 3 поворачивает винт 2 шлифовальной бабки 1, вызывая ее перемещение в необходимых пределах.
Величина перемещения шлифовальной бабки определяется временем вращения электродвигателя подналадки, которое задается реле времени. Скорость перемещения шлифовальной бабки может изменяться от 0,05 до 0,2 мм/мин (с помощью сменных шестерен редуктора подач), что обеспечивает необходимый подналадочный импульс.
В качестве измерительных устройств применяются электроконтактные, пневматические и другие датчики.
Вопросы для контроля
1. Перечислите детали двигателя автомобиля, для которых возможно применение
2. двухконтактное пневматическое устройство активного контроля
3. поясните в чем заключается принцип действия этого устройства
4. Какие детали автомобиля подвергаются плоскому шлифованию?
5. Преимущества схемы активного контроля с подналадкой станка