Meßtisch zur Bestimmung der Schnittkraftkomponenten während des Schneidvorganges
Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßtisch zur Bestimmung der Schnittkraftkomponenten
während des Schneidvorganges, insbesondere beim Flachschleifen mit Umfang- oder
Seitenschliff.Measuring table for determining the cutting force components during the cutting process
The invention relates to a measuring table for determining the cutting force components
during the cutting process, especially when flat grinding with circumferential or
Side grinding.
Es ist beispielsweise bekannt, die beim Arbeiten mit Drehstählen auftretenden
Schnittkräfte durch Messung der Auslenkung auf elektrischem Wege zu ermitteln. Ferner
sind Schnittdruckmessungen bei Schleifarbeiten durch Ermittlung des Drehmoments
an der Antriebsspindel bekannt. Auch wurden beim Rundschleifen schon die Schleifkräfte
unmittelbar am Werkstück, z. B. mittels Blattfederdynamometer, gemessen. Schließlich
ist auch schon eine Einrichtung zum Messen des Fräsdruckes aus zwei oder drei Komponenten
nach den Bewegungsrichtungen der Maschine gemäß dem deutschen Patent 504 51.0 bekannt.
Diese Meßmethode beruht auf der Verwendung einer Brückenwaage, welche jedoch durch
den Fräsdruck einer mehr oder weniger großen elastischen Eigenverformung ausgesetzt
wird, die naturgemäß die Genauigkeit des Meßergebnisses beeinträchtigt. Außerdem
ist ein solcher Meßaufbau sehr störungsanfällig und für einen robusten Betrieb,
wie dieser bei der Ausgestaltung des Meßtisches zur Bestimmung der Schnittkraftkomponenten
während des Schneidvorganges, insbesondere beim Flachschleifen mit Umfang- oder
Seitenschliff bei auf dem Meßtisch aufgespannten Werkstücken zu beachten ist, nicht
geeignet. Hiergegen ist bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung auf die Erzielung
einwandfreier Meßergebnisse durch starre Ausgestaltung des Meßtisches besonders
Rücksicht genommen. Hierdurch wird es ermöglicht, alle drei Teilkomponenten der
Schnittkräfte während des Bearbeitungsvorganges, insbesondere des Flachschleifens,
gleichzeitig und unabhängig von der Angriffsstelle am Werkstück in absoluter Größe
zu messen, wodurch man für die Konstruktion von Flachschleifmaschinen sowie die
Fertigung des Schleifwerkzeuges im Verhältnis zu dem zu bearbeitenden Werkstoff
genaue Unterlagen, welche bisher unzugänglich waren, erhält.It is known, for example, that which occurs when working with turning tools
Determine cutting forces by measuring the deflection electrically. Further
are cutting pressure measurements during grinding work by determining the torque
known on the drive spindle. Even with cylindrical grinding, the grinding forces were already
directly on the workpiece, e.g. B. measured using a leaf spring dynamometer. In the end
is also a device for measuring the milling pressure from two or three components
according to the directions of movement of the machine according to German patent 504 51.0.
This measuring method is based on the use of a weighbridge, which, however, by
the milling pressure is exposed to a more or less large elastic inherent deformation
which naturally affects the accuracy of the measurement result. aside from that
such a measurement setup is very susceptible to interference and for robust operation,
like this in the design of the measuring table for determining the cutting force components
during the cutting process, especially when flat grinding with circumferential or
Side grinding is not to be observed on workpieces clamped on the measuring table
suitable. The aim of the measuring device according to the invention is to achieve this
flawless measurement results thanks to the rigid design of the measuring table
Considered. This makes it possible to use all three sub-components of the
Cutting forces during the machining process, especially surface grinding,
at the same time and regardless of the point of attack on the workpiece in absolute size
to measure what one is used for the construction of surface grinding machines as well as the
Manufacture of the grinding tool in relation to the material to be processed
exact documents, which were previously inaccessible, received.
Der erfindungsgemäße Meßtisch zur Bestimmung der Schnittkraftkomponenten
während des Schneidvorganges, insbesondere beim Flachschleifen mit Umfang- oder
Seitenschliff bei auf dem Meßtisch aufgespannten Werkstücken, besteht nun aus einem
kugelgelagerten Rahmen zum Aufspannen der Werkstücke, welcher unterseitig sowie
ein- oder zweiseitig je auf zwei beids,its und außerhalb abgestützte Hebelbalken
gelagert ist, die zwecks Weitergabe der Schrittkraftkomponenten auf ein Druckmeßgerät
zur Direktablesung bzw. zur Aufzeichnung wirken, wobei die drittseitige Weitergabe
gegebenenfalls auch unmittelbar über eine Druckstange auf ein Druckmeßgerät erfolgen
kann, und kennzeicha?et sich dadurch, daß die Hebelbalken mittig zum Meßtisch auf
das Druckmeßgerät abgestütz+-sind. Im einzelnen können die mittig zum Meßtisch den
Arbeitsdruck weitergebenden Hebelbalken auf einen weiteren Hebelarm wirken, der
sich andererseits abstützt und seinerseits mittig auf ein Druckmeßgerät wirkt.The measuring table according to the invention for determining the cutting force components
during the cutting process, especially when flat grinding with circumferential or
Side grinding on workpieces clamped on the measuring table now consists of one
ball-bearing frame for clamping the workpieces, which is on the underside as well as
one or two sides each on two lever bars supported on both, its and outside
is stored, for the purpose of passing on the step force components to a pressure measuring device
act for direct reading or for recording, whereby the third-party forwarding
possibly also take place directly on a pressure measuring device via a push rod
can, and is characterized by the fact that the lever beam is centered on the measuring table
the pressure gauge is supported + -supported. In detail, the center of the measuring table can
Working pressure passing lever bar act on a further lever arm, the
on the other hand is supported and in turn acts centrally on a pressure measuring device.
Eine Vorrichtung zur Messung der Schnittkraftbestimmung gemäß der
Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 die schematische
Darstellung der beim Umfangs- und Seitenschliff auftretenden Schnittkraftkomponenten
in perspektivischer Ansicht, Fig. 3 und 4 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Meßtisches in Seitenansicht und Draufsicht, Fig.5 die schematische Darstellung einer
weiteren Meßtischanordnung.A device for measuring the cutting force determination according to
The invention is illustrated in the drawing, namely FIGS. 1 and 2 show the schematic
Representation of the cutting force components occurring during peripheral and side grinding
in perspective view, FIGS. 3 and 4 the schematic representation of an inventive
Measuring tables in side view and top view, Figure 5 is a schematic representation of a
further measuring table arrangement.
Die beim Umgangsschliff bzw. Seitenschliff auftretenden Schnittkraftkomponenten,
Vorschubkraft Px, Zustellkraft Py und Hauptschnittkraft Pz, deren Größe durch das
erfindungsgemäße Meßverfahren gleichzeitig und während der ganzen Bearbeitungsdauer
ermittelt werden können, sind in Fig. 1. und 2 schematisch dargestellt.The cutting force components occurring during circumferential grinding or side grinding,
Feed force Px, feed force Py and main cutting force Pz, the size of which is determined by the
measuring method according to the invention simultaneously and during the entire processing time
can be determined are shown in Fig. 1 and 2 schematically.
Der beispielsweise aus einem Rahmen gebildete Meßtiscb 1, welcher
zum Aufspannen des Werkstücks 2, z. B. mit Klemmbacken 3, dient, ist, wie aus Fig.
3 ersichtlich, mittels Kugeln 4 bei A und B auf zwei außerhalb desselben bei
A' bzw. B' abgestützten Hebelbalken 5,6
gelagert, die sich zur
Weitergabe der senkrecht zur Schneidebene wirkenden Zustellkraft Py unterhalb des
Meßtisches 1 bei A" und B" auf einer Druckmeßdose 7 abstützen. An der Meßdose 7
ist dabei eine der Zustellkraft Py proportionale Größe P'y ablesbar, und zwar unabhängig
von dem Angriffspunkt der Schleifscheibe 8
am Werkstück 2.
Die Größe Py ist bei dem hier gewählten Hebelverhältnis einhalbmal so groß wie die
eigentliche Zustellkraft Py, wie sich aus der folgenden Abteilung ergibt:
Bei entsprechender Eichung der Maßdose 7 kann die Zustellkraft Py somit während
der ganzen Arbeitsdauer unmittelbar abgelesen werden und wird bei Einschaltung eines
Linienschreibers automatisch aufgezeichnet.The measuring table 1, formed for example from a frame, which is used for clamping the workpiece 2, e.g. B. with clamping jaws 3, is, as can be seen from Fig. 3, by means of balls 4 at A and B on two outside of the same at A ' and B' supported lever bars 5,6 , which are used to pass the perpendicular to the cutting plane acting infeed force Py below the measuring table 1 at A "and B" on a pressure cell 7. A variable P'y proportional to the feed force Py can be read off at the load cell 7, regardless of the point of application of the grinding wheel 8 on the workpiece 2. With the lever ratio selected here, the variable Py is half times as large as the actual feed force Py, as is results from the following department: With appropriate calibration of the measuring box 7, the feed force Py can thus be read off immediately during the entire working period and is automatically recorded when a line recorder is switched on.
In analoger Weise ist der Meßtisch 2, wie aus Fig. 4 zu ersehen, mittels
Kugeln 9 seitwärts auf zwei beidseits und außerhalb desselben abgestützte Hebelbalken
10, 11
gelagert, die sich zur Weitergabe der tangential wirkenden Hauptschnittkraft
Pz mittig vom Meßtisch 1 auf einer Druckmeßdose 12 abstützen. An der Meßdose 12
ist damit eine der Hauptschnittkraft Pz proportionale Größe P'z ablesbar. Die Größe
P'z kann bei Verwendung der oben geschilderten Hebelverhältnisse ebenfalls einhalbmal
so groß wie die eigentliche Hauptschnittkraft Pz sein und kann somit bei entsprechender
Eichung der Meßdose 12 ebenfalls unmittelbar abgelesen werden. Auch hier kann ein
Linienschreiber für automatische Aufzeichnung sorgen.In an analogous manner, the measuring table 2, as can be seen in FIG. 4 , is mounted sideways by means of balls 9 on two lever bars 10, 11 supported on both sides and outside the same, which are centered from the measuring table 1 on a pressure cell 12 to transmit the tangentially acting main cutting force Pz prop up. A quantity P'z proportional to the main cutting force Pz can thus be read off at the load cell 12. When the lever ratios described above are used, the quantity P'z can also be half times as great as the actual main cutting force Pz and can thus also be read off directly if the load cell 12 is appropriately calibrated. A line recorder can also provide automatic recording here.
Der Meßtisch 2 kann schließlich, wie in Fig. 4 dargestellt, drittseitig
entweder ebenfalls über ein Hebelsystem nach der oben geschilderten Art oder aber
unmittelbar über eine Druckstange 13 zur Weiterleitung der Vorschubkraft Px auf
eine Druckmeßdose 14 wirken, so daß auch die Vorschubkraft Px unmittelbar abgelesen
werden kann und bei Verwendung eines Linienschreibers automatisch aufgezeichnet
wird.The measuring table 2 can finally, as shown in FIG. 4, on a third side
either also via a lever system of the type described above or else
directly via a push rod 13 for forwarding the feed force Px
a pressure cell 14 act so that the feed force Px is also read directly
and automatically recorded when using a chart recorder
will.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung können, wie in Fig. 5
gezeigt, die mittig zu den mit dem Arbeitsdruck P belasteten Meßtisch 1 den Druck
P' weitergebenden Meßbalken a, b (5, 6 bzw. 10, 11) auf einen
weiteren Hebelbalken c wirken, der sich andererseits bei C abstützt und seinerseits
mittig bei D auf eine Druckmeßdose 15 wirkt und die Größe P" anzeigt. Diese Größe
P" ist bei dem hier gewählten Hebelverhältnis gleich dem Arbeitsdruck P, wie sich
aus der nachfolgend angegebenen Abteilung ergibt
Somit kann bei Einbau dieses Hebelsystems mit jedem normal geeichten Druckmeßgerät
unmittelbar der jeweilige Arbeitsdruck Px, Py, Pz getrennt abgelesen und durch ein
Selbstschreibgerät aufgezeichnet werden. According to a further concept of the invention, as shown in FIG. 5, the measuring bars a, b (5, 6 or 10, 11), which transmit the pressure P 'in the middle of the measuring table 1 loaded with the working pressure P, can be applied to a further lever bar c act, which on the other hand is supported at C and in turn acts centrally at D on a pressure cell 15 and indicates the size P ". With the lever ratio selected here, this size P" is equal to the working pressure P, as can be seen from the section given below Thus, when this lever system is installed, the respective working pressure Px, Py, Pz can be read directly and separately with any normally calibrated pressure measuring device and recorded using a self-writing device.