2.4. Угломер Бабчиницера

Угломер Бабчиницера предназначен для измерения передних и задних углов многолезвийных инструментов с точностью 1. (рис 2.5.)

Угломер имеет три грани: одну неподвижную и две взаимно перпендикулярные – подвижные.

Неподвижная грань прикрепляется к кольцевому сектору, на котором нанесены деления, соответствующие числу зубьев измеряемого инструмента деления и обозначающие начало отсчета. Число зубьев протяжки обозначается знаком бесконечности.

Подвижные грани (радиальная и касательная) укреплены на подвижном секторе со шкалой передних и задних углов. Радиальная грань служит для измерения передних углов, а касательная – для измерения задних.

Рис.2.5. Угломер Бабчиницера

2.5. Прибор для измерения заднего угла сверла

Прибор предназначен для измерения задних углов спиральных сверл диаметром свыше 10 мм. (рис 2.6.)

Прибор состоит из станины 1 с двумя взаимно перпендикулярными направляющими.

По одним направляющим перемещаются салазки 2, на которых установлен вращающийся патрон 4 с укрепляемым в нем сверлом 5. Салазки перемещаются перпендикулярно оси сверла и устанавливают диаметр, на котором измеряется задний угол. По другим направляющим перемещаются салазки 3, на которых установлены щуп 6, рычаг 7, шток с карандашом 8

Рис. 2.6 Схема прибора для измерения заднего угла

и барабан с бумагой 9. Салазки перемещаются параллельно оси сверла и обеспечивают контакт щупа с задней поверхностью сверла.

Вращение патрона со сверлом через зубчатую передачу 10 связано с вращением барабана с бумагой.

Поступательное движение щупа через рычаг передается на шток с карандашом. Щуп через рычаг поджимается пружиной 11.

Если щуп закрепить неподвижно, установив его в точке на режущей кромке, и дать вращение сверлу, то вершина щупа опишет окружность, а карандаш воспроизведет ее на бумаге, укрепленной на барабане.

Если щуп отпустить, дав предварительный натяг, и дать вращение сверлу, то вершина щупа опишет профиль задней поверхности сверла в цилиндрическом сечении, а карандаш воспроизведет его на бумаге.

2.6. Динамометр удм-600

Универсальный динамометр УДМ-600 конструкции Мухина предназначен для измерения трех взаимно перпендикулярных составляющих силы резания Р_х, Р_у и Р_z и момента сил вокруг вертикальной оси М_z.

Динамометр представляет собой корпус, закрепляемый на станке. Внутри корпуса расположена плита с прикрепленными к ней инструментом или материалом. Плита покоится в корпусе на 16 опорах. (рис.2.8.). Каждая опора представляет собой полый цилиндр (рис.2.7.). Опоры крепятся таким образом, что воспринимают только силу, действующую вдоль оси опоры. На каждую из опор действует проекция силы резания на одну из осей и сила, создаваемая моментами сил.

Таблица 1. Силы, действующие на опоры

Опора	Сила			Момент
	z	y	x	x	z
1	+Рz			+Мх
2	+Рz			–Мх
3	+Рz			–Мх
4	+Рz			+Мх
5	–Рz			–Мх
6	–Рz			+Мх
7	–Рz			+Мх
8	–Рz			–Мх
9			–Рх		–Мz
10			–Рх		+Мz
11		–Ру			–Мz
12		–Ру			+Мz
13			+Рх		–Мz
14			+Рх		+Мz
15		+Ру			–Мz
16		+Ру			+Мz

Рис.2.7. Опора с датчиком

Рис.2.8. Схема расположения опор с датчиками

Рис.2.9. Схема соединения датчиков

На опоры наклеены тензорезисторы. По одному тензорезистору на каждую вертикальную опору и по два тензорезистора на каждую горизонтальную.

Датчики соединены в четыре моста. Три моста для измерения составляющих силы Р_х, Р_у и Р_z и один мост для измерения момента сил вокруг вертикальной оси М_z. (рис.2.9).

Мостовые схемы собирают таким образом, чтобы датчики, воспринимающие измеряемую нагрузку одного знака, включались в противоположные плечи моста, а датчики, воспринимающие нагрузку разных знаков, – в соседние плечи.

Так как ни одна из опор не воспринимает нагрузку пропорциональную измеряемой, то датчики комбинируют таким образом, чтобы исключить влияние нагрузки, мешающей измерению. Для этого датчики, воспринимающие мешающую измерению нагрузку одного знака, включают в противоположные плечи моста, а датчики, воспринимающие такую же нагрузку разных знаков, – в одно и то же плечо.

Динамометр как измерительный прибор состоит из измерительных преобразователей, устройств сопряжения и устройств отображения информации (рис.2.10).

Измерительный преобразователь состоит из трех элементов: опоры, тензорезистора и электрического моста.

Первичным измерительным преобразователем динамометра является опора с площадью поперечного сечения F и модулем упругости E. Опора воспринимает механическую силу и преобразует ее в деформацию L на базовой длине L. Передаточная функция первичного измерительного преобразователя равна

, м,

а его чувствительность

.

Вторичным измерительным преобразователем динамометра является тензорезистор. Тензорезистор представляет собой зигзагообразно сложенный проводник, укрепленный на бумаге и приклеенный к опоре. Тензорезистор воспринимает деформацию опоры L и преобразует ее в изменение сопротивления проводника R. Так как сопротивление тензорезистора равно

, Ом,

где Р – удельные сопротивления проводника, Ом  м;

V – объем проводника, м³;

L – длина датчика, м;

N – число зигзагов на длине L,

то передаточная функция вторичного измерительного преобразователя равна

, Ом,

а чувствительность

.

Третичным измерительным преобразователем является электрический мост из четырех резисторов, на одну из диагоналей которого от генератора подается опорное электрическое напряжение U₀ с частотой 10 кГц. Электрический мост воспринимает изменение сопротивления резисторов в каждом плече и преобразует его в электрическое напряжение на другой диагонали.

Если сопротивления в плечах моста равны, то потенциалы в точках 1 и 2 равны

,

а разность потенциалов в точках 1 и 2 равна нулю.

.

Если сопротивления в плечах моста не равны, то потенциалы в точках 1 и 2 имеют значения

,

,

а разность потенциалов в точках 1 и 2 пропорциональна изменению сопротивления R

.

Таким образом передаточная функция третичного измерительного преобразователя равна

,

а его чувствительность

.

Передаточная функция динамометра

,

а его чувствительность

.

Устройство сопряжения представляет собой усилитель переменного тока, на вход которого подается разность потенциалов со второй диагонали моста. Напряжение на выходе усилителя передается на устройство отображения информации.

Устройство отображения информации представляет собой вольтметр.

Определение значения составляющей силы резания и момента сил осуществляется с помощью тарировочного графика, устанавливающего связь между силой и напряжением. Тарирование динамометра осуществляется на специальном стенде с помощью контрольного динамометра конструкции Токарева.

Рис. 2.10. Электрическая схема динамометра

Генератор переменного тока служит для питания мостов напряжением U₀ с частотой 10 кГц. Такая частота позволяет фиксировать колебания составляющих силы резания и момента с частотой до 1 кГц.