Активный контроль при шлифовании деталей

Приборы активного контроля широко распространены в современном производстве. Они исключают появление брака по обрабатываемым размерам, повышают качество изготовления изделия при высокой производительности обработки.

В данном разделе приведём устройство и принцип действия универсальной измерительной системы БВ-4100 (метрологическую характеристику см. табл. 6.5), основанной на использовании индуктивных преобразователей и предназначенной для управления автоматическим циклом обработки валов на центровых круглошлифовальных станках. В измерительную систему входят: отсчётно-командное устройство типа БВ-6119 (рис.6.5.1),выдающее во внешние цепи управляющие команды; настольные индуктивные скобы типа БВ-3152 (рис. 6.5.2) с гидравлическим подводящим устройством типа БВ-3102Т; навесная скоба типа БВ-3154 (рис. 6.5.3).

Измерительные скобы оснащены индуктивным дифференциальным преобразователем типа БВ-6067 (рис.6.5.4). Его стержень подвешен на 2-х дисковых пружинах 2 с концентрическими винтовыми прорезями, что обеспечивает осевое перемещение сердечника без трения и зазора. Две бескаркасные катушки с обмотками установлены в магнитопровод. Внутри катушек находится якорь 4, соединённый с измерительным стержнем 1. Катушки преобразователя включены в мостовую схему вместе с обмотками выходного трансформатора задающего генератора.

Структурная схема отсчётно-командного устройства типа БВ-6119 приведена на рис. 6.5.5. Обмотки индуктивного дифференциального преобразователя ИП питаются стабилизированным напряжением 1,5В, частотой 14кГц, вырабатываемым задающим генератором Г. Мостовая схема находится в равновесии, когда якорь расположен симметрично относительно катушек с обмотками индуктивного преобразователя. Якорь изменяет своё положение в зависимости от изменения размера вала в процессе его шлифования на станке. В этом случае равновесие мостовой схемы нарушается, на выходе моста возникает переменное напряжение, которое усиливается усилителем У и поступает на вход фазочувствительного детектора ФД, питаемого от генератора Г.

Переменное напряжение в фазочувствительном детекторе системы преобразуется в знакопеременное напряжение, которое после усиления ПД поступает одновременно на стрелочный показывающий прибор П и на входы формирователей команд Ф1-Ф4 Формирователи команд включают обмотки исполнительных реле команд Р1-Р4 при достижении заданного размера обрабатываемого вала, т.е. при достижении выходным сигналом регулируемого уровня срабатывания.

Одновременно с выдачей команд в цепи управления станком реле Р1-Р4 включают соответствующие сигнальные лампы на панели отсчётно-командного устройства. При достижении заданного размера вала формируется команда для ускоренного отвода шлифовальной бабки в исходное положение.

Таким образом, в процессе шлифования изменение размера вала преобразуется в пропорциональный электрический сигнал, который в отсчётно-командном устройстве формируется в аналоговый сигнал для стрелочного показывающего прибора П и в дискретные сигналы – команды для исполнительных органов шлифовального станка.

Отсчётно-командное устройство прикрепляется к установочной площадке шлифовального станка. На передней панели этого устройства размещены (рис. 6.5.1):

-показывающий прибор с двумя шкалами с ценой деления 0,001 и 0,002 мм; РВ – лампа сигнализации включения командных цепей по окончании периода задержки определяемого установкой реле времени;

-лампы (обозначенные на панели цифрами 1-4) для визуальной индикации срабатывания окончательной и предварительной команд;

-потенциометры настройки уровней срабатываемых команд;

-тумблер переключения в режимы «НАЛАДКА» и «РАБОТА»;

-тумблер (с цифрами 1 и 2) подключения к отсчётно-командному устройству одного или двух индуктивных преобразователей для работы в режиме суммирования двух сигналов;

-тумблер (с цифрами 60 и 300) для переключения масштабов шкалы стрелочного показывающего прибора 1;

-потенциометр электрической корректировке нуля.

Универсальная измерительная система предназначена для работы с настольными индуктивными скобами (рис.6.5.2) или с навесной индуктивной скобой (рис.6.5.3).

Настольная индуктивная скоба 1 (рис.6.5.2) укреплена на кронштейне 2 гидроцилиндра 3. Сменные измерительные ножки 4 соприкасаются с обрабатываемым валом 6 посредством твердосплавных наконечников 5. Индуктивный преобразователь 7, закреплён на измерительной каретке 8 вместе с измерительной ножкой. На каретке 9 установлен микрометрический винт 10, взаимодействующий с измерительным наконечником преобразователя 7. В процессе шлифования размер вала уменьшается, в результате чего измерительные ножки сближаются, что вызывает перемещение измерительного наконечника индуктивного преобразователя и нарушение равновесия мостовой схемы измерительной системы. Автоматическое перемещение настольной скобы и её ориентация относительно шлифуемого вала обеспечивается гидравлическим подводящим устройством типа БВ-3102Т.

Индуктивная навесная скоба типа БВ-3154 предназначена для контроля подшипниковых шеек гладких валов, обрабатываемых на круглошлифовальных полуавтоматах. Её устройство и работа рассмотрены ниже.

Индуктивная навесная скоба типа БВ-3154 посредством штанги 6 установлена на унифицированном кронштейне 1 (см. рис.6.5.1), закреплённом на кожухе шлифовального круга. При шлифовании валов методом продольной подачи кронштейн со скобой закрепляют на одной из бабок или на столе шлифовального станка. Навесную скобу ориентируют по поверхности обрабатываемого вала двумя неподвижными твёрдосплавными наконечниками 2 и 3 и подвижным наконечником 4, укреплённым на штоке 5. Шарнирно подвешенная на амортизаторы скоба легко отводится от вала при его установке и снятии со станка. Положение измерительных наконечников 2 и3 зависит от размера обрабатываемого вала. Их установка осуществляется по шкале, имеющейся на поверхности подвижной скобы 8 и риске, нанесённой на корпусе 7 навесной скобы. Корпус 7 скобы подвешен на 2-х плоских пружинах 10; к нему с помощью винтов 9 крепится подвижная скоба 8.

Шток 5 прижимается через измерительный наконечник 4 к поверхности обрабатываемого вала пружиной 11, обеспечивая нормированную силу измерения. Индуктивный преобразователь 12 типа БВ-6067 укреплён в корпусе 15 навесной скобы. Измерительный наконечник индуктивного преобразователя защищён от повреждений стаканом 13. С измерительным наконечником преобразователя 12 соприкасается торец микрометрического винта 14, соединённого со штоком 5. С помощью микрометрического винта осуществляется также настройка навесной скобы на размер вала.

Перед началом работы измерительную систему настраивают на требуемый размер. При этом проверяют надёжность присоединения кабелей и заземления, соответствие питающего напряжения паспортным данным. Тумблеры на задней панели измерительной системы с надписью «ВКЛ» и «ПРЕР» устанавливают в нижнее положение, а тумблеры полярности сигналов – в верхнее положение (положение «+»).

Находящийся на передней панели измерительной системы потенциометр 7 (см. рис. 6.5.2) электрической корректировке нуля устанавливают в среднее положение, тумблер 4 – в положение «НАЛАДКА», а тумблер 5 – на цифру 2.

Настройка измерительной системы осуществляется по установочному валу. При правильной установке индуктивной навесной скобы на вал все измерительные наконечники должны оставлять на вращающемся валу совпадающие следы, т.е. один общий след.

Размер установочного вала должен совпадать с серединой поля допуска контролируемого шлифуемого вала. Вращением микровинта 14 (см. рис.6.5.1) добиваются совмещением стрелки отсчётного устройства 1 (см. рис. 6.5.2) с нулевой отметкой. Это будет соответствовать выдаче окончательной команды «РАЗМЕР» с прекращением шлифования вала. Наладку устройства на предварительные команды осуществляют с помощью потенциометров 3. Предварительные команды готовят переход от форсированной к черновой и чистовой подачам шлифовального круга.

Ориентировочный отсчёт при настройке уровней срабатывания предварительных команд осуществляется по делениям шкал, нанесённых у рукояток 3 потенциометров «КОМАНДЫ». Окончательно правильность настройки команд проверяют по шкале показывающего прибора 1 в момент включения соответствующей сигнальной лампы 2. При необходимости в настройку вводят поправки.

После настройки измерительной системы по установочному валу последний заменяют валом, подлежащим шлифованию.

Таблица 6.5 – Характеристика универсальной измерительной системы БВ-4100.

Наименование	Диапазон		Цена деления шкалы, мкм.	Число управляющих команд	Погрешность показаний, мкм.	Сила измерения, Н	Тип показывающего командного устройства
	контролируемых размеров, мм.	показаний по шкале, мкм.
БВ-4100	2,5-200	400	5	2	0,5		Индуктивный