[發(fā)明專利]一種無(wú)線感知切削狀態(tài)的智能金剛石刀具

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310078062.X
• 申請(qǐng)日: 2013-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN103111643A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁輝;肖才偉;程凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23B27/00
• 分類號(hào): B23B27/00;B23Q17/09;B23Q17/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)線感知切削狀態(tài)的智能金剛石刀具，屬于金剛石刀具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超精密切削加工作為制造領(lǐng)域最尖端的加工技術(shù)之一，決定了一個(gè)國(guó)家先進(jìn)制造技術(shù)水平在世界范圍內(nèi)的地位。金剛石刀片在超精密加工過(guò)程中就起著至關(guān)重要的作用。在切削加工過(guò)程中金剛石刀具所處的狀態(tài)，如刀具磨損和破損、切削力、切削溫度等直接影響金剛石切削加工精度、表面質(zhì)量、刀具的壽命和加工效率。現(xiàn)有的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段由于檢測(cè)設(shè)備復(fù)雜、成本高、體積大、使用不便，破壞精密加工設(shè)備的完備性，造成機(jī)床加工設(shè)備性能下降，受限于自身的動(dòng)態(tài)特性和分辨率的參數(shù)大小，并且基于現(xiàn)有的檢測(cè)手段只能反應(yīng)整體刀具的切削加工狀況，而很難檢測(cè)刀具參與切削區(qū)域、刀尖和切削附近區(qū)域的情況，制約了對(duì)超精密加工中微小切削力、振動(dòng)以及溫度的變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的能力，也制約著超精密智能加工的發(fā)展。目前，由于缺乏加工情況下刀具狀態(tài)情況的實(shí)時(shí)感知，無(wú)法在切削加工過(guò)程中考慮刀具的磨損、切削力及切削熱等因素對(duì)加工的影響，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整加工工藝參數(shù)，因此直接影響了加工精度、加工效率以及加工過(guò)程的可靠性，更加無(wú)法滿足大表面加工質(zhì)量一致性要求，恒定狀態(tài)的切削（如恒力切削，表面殘余應(yīng)力均一性控制切削）、加工表面質(zhì)量控制和加工表面完整性要求等自適應(yīng)加工和智能加工的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，即為了克服金剛石刀具加工過(guò)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段復(fù)雜，成本高，設(shè)備體積大，安裝空間受限，破壞超精密裝備的性能，實(shí)用性不足以及無(wú)法滿足超精密加工監(jiān)測(cè)對(duì)測(cè)量精度和靈敏度的要求等問(wèn)題，進(jìn)而提供一種無(wú)線感知切削狀態(tài)的智能金剛石刀具。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種無(wú)線感知切削狀態(tài)的智能金剛石刀具，包括：金剛石刀片、智能金剛石刀片、刀桿、傳感器系統(tǒng)和感知信號(hào)處理系統(tǒng)，所述智能金剛石刀片固定在刀桿上的前部，智能金剛石刀片前部的上端固定有金剛石刀片，所述傳感器系統(tǒng)設(shè)置在智能金剛石刀片內(nèi)，感知信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)置在刀桿內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述無(wú)線自感知切削狀態(tài)的智能金剛石刀具，融合傳感器系統(tǒng)陣列和金剛石刀片為自感知智能金剛石刀片，打破了刀具以往只用于切削加工的單一執(zhí)行器功能，實(shí)現(xiàn)刀具智能化的自我實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的感知器轉(zhuǎn)變。

本發(fā)明解決了以往監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格高、體積大，安裝和結(jié)構(gòu)尺寸受限、破壞超精密裝備的性能、實(shí)用性不足以及無(wú)法滿足超精密加工監(jiān)測(cè)對(duì)測(cè)量精度和靈敏度的要求等問(wèn)題。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、集成化程度高、使用方便簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)、測(cè)量精度和靈敏度高，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀具切削溫度、切削力和刀具振動(dòng)，聲發(fā)射等多種刀具切削過(guò)程中的信息，功能全面強(qiáng)大。

本發(fā)明能很好解決和滿足超精密加工在大表面加工質(zhì)量一致性要求，特殊光學(xué)器件的刀具恒定狀態(tài)的切削（如恒力切削，表面殘余應(yīng)力控制切削）、加工表面質(zhì)量控制和加工表面完整性要求等超精密智能加工的要求和突破目前實(shí)施超精密智能切削加工的瓶頸，推動(dòng)了超精密加工技術(shù)的發(fā)展。

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附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述智能金剛石刀具的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述智能金剛石刀具與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)無(wú)線交互示意圖；

圖3是本發(fā)明所述一種智能金剛石刀具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3所述智能金剛石刀具的側(cè)剖視圖；

圖5是本發(fā)明所述一種智能金剛石刀具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5所述智能金剛石刀具的側(cè)剖視圖；

圖7是圖5所述智能金剛石刀具的仰視圖。

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具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。?

如圖1所示，本實(shí)施例所涉及的一種無(wú)線感知切削狀態(tài)的智能金剛石刀具，包括：金剛石刀片1、智能金剛石刀片2、刀桿3、傳感器系統(tǒng)4和感知信號(hào)處理系統(tǒng)5，所述智能金剛石刀片2固定在刀桿3上的前部，智能金剛石刀片2前部的上端固定有金剛石刀片1，所述傳感器系統(tǒng)4設(shè)置在智能金剛石刀片2內(nèi)，感知信號(hào)處理系統(tǒng)5設(shè)置在刀桿3內(nèi)。