[發明專利]一種嵌入薄膜傳感器的組合式車削力測量刀具系統

在審

• 申請號: 201811211223.7
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109175418A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 武文革;成云平;張云濤;劉麗娟;趙永娟;彭彬彬;韓燕文;宋丁;任志強
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B23B25/06
• 分類號: B23B25/06;B23Q17/09
• 代理公司: 太原新航路知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

本發明涉及車削加工中的車削力測量技術，具體是一種嵌入薄膜傳感器的組合式車削力測量刀具系統。本發明解決了現有車削力測量技術測量精度低、適用范圍受限的問題。一種嵌入薄膜傳感器的組合式車削力測量刀具系統，包括車刀刀頭、車刀刀墊、車刀刀片、第I沉頭螺釘、方形套筒、第II沉頭螺釘、第I方形法蘭盤、第II方形法蘭盤、第III沉頭螺釘、第I方形連接盤、方形彈性梁、第II方形連接盤、車刀刀柄、H形彈性基片、薄膜傳感器、信號處理模塊、PC機；方形彈性梁的四個側面中央各開設有一個跑道形凹槽；四個薄膜傳感器分別磁控濺射沉積于四個H形彈性基片的縱向段外側面。本發明適用于各種場合（例如實驗室、生產現場等）下的車削加工。

技術領域

本發明涉及車削加工中的車削力測量技術，具體是一種嵌入薄膜傳感器的組合式車削力測量刀具系統。

背景技術

在車削加工過程中，車削力直接影響著工藝系統的變形、刀具磨損、功率消耗以及切削熱的產生。因此，車削力的測量對研究車削機理和指導實際車削加工具有十分重要的意義。在現有技術條件下，車削力的測量主要是采用應變式測力儀或壓電式測力儀來實現的。然而，這兩種測力儀由于自身結構所限，存在如下問題：其一，應變式測力儀存在的問題是：由于電阻應變片粘貼工藝的局限性，一方面導致其測量精度低，另一方面導致其不適合在高溫環境下使用，由此導致其適用范圍受限。其二，壓電式測力儀存在的問題是：由于壓電晶體單向性不夠，導致其測量三向力時存在相互干涉、測量靜態力時具有滯后性，由此導致其測量精度低。其三，應變式測力儀和壓電式測力儀共同存在的問題是：體積較大，由此導致適用范圍受限。基于此，有必要發明一種全新的車削力測量系統，以解決現有車削力測量技術測量精度低、適用范圍受限的問題。

發明內容

本發明為了解決現有車削力測量技術測量精度低、適用范圍受限的問題，提供了一種嵌入薄膜傳感器的組合式車削力測量刀具系統。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種嵌入薄膜傳感器的組合式車削力測量刀具系統，包括車刀刀頭、車刀刀墊、車刀刀片、第I沉頭螺釘、方形套筒、第II沉頭螺釘、第I方形法蘭盤、第II方形法蘭盤、第III沉頭螺釘、第I方形連接盤、方形彈性梁、第II方形連接盤、車刀刀柄、H形彈性基片、薄膜傳感器、信號處理模塊、PC機；

其中，車刀刀頭的上側面前端開設有裝配凹槽，且裝配凹槽的槽底開設有第I螺紋凹孔；車刀刀頭的四個側面中部各開設有一個第II螺紋凹孔；車刀刀墊嵌設于裝配凹槽內，且車刀刀墊的下表面與裝配凹槽的槽底接觸；車刀刀墊的表面貫通開設有裝配孔，且裝配孔與第I螺紋凹孔連通；車刀刀片嵌設于裝配凹槽內，且車刀刀片的下表面與車刀刀墊的上表面接觸；車刀刀片的表面貫通開設有第I沉頭孔，且第I沉頭孔與裝配孔連通；第I沉頭螺釘貫穿第I沉頭孔和裝配孔，且第I沉頭螺釘的尾端旋擰于第I螺紋凹孔內；

方形套筒套設于車刀刀頭的側面中部；方形套筒的四個側面各貫通開設有一個第II沉頭孔，且四個第II沉頭孔分別與四個第II螺紋凹孔連通；第II沉頭螺釘的數目為四個；四個第II沉頭螺釘分別貫穿四個第II沉頭孔，且四個第II沉頭螺釘的尾端分別旋擰于四個第II螺紋凹孔內；第I方形法蘭盤的中心孔為方孔；第I方形法蘭盤套設于車刀刀頭的側面后部，且第I方形法蘭盤的前端面內邊緣與方形套筒的后端面固定為一體；第I方形法蘭盤的端面外邊緣貫通開設有八個第III沉頭孔，且八個第III沉頭孔沿周向等距排列；第II方形法蘭盤的中心孔為方孔；第II方形法蘭盤套設于車刀刀頭的側面后部；第II方形法蘭盤的前端面與第I方形法蘭盤的后端面接觸，且第II方形法蘭盤的四個外側面分別與第I方形法蘭盤的四個外側面齊平；第II方形法蘭盤的前端面外邊緣開設有八個第III螺紋凹孔，且八個第III螺紋凹孔分別與八個第III沉頭孔連通；第III沉頭螺釘的數目為八個；八個第III沉頭螺釘分別貫穿八個第III沉頭孔，且八個第III沉頭螺釘的尾端分別旋擰于八個第III螺紋凹孔內；