[發(fā)明專利]一種嵌入薄膜傳感器的一體式車削力測量刀具系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811211237.9
• 申請(qǐng)日: 2018-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN109175419A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武文革;劉麗娟;成云平;李學(xué)瑞;張?jiān)茲?/a>;彭彬彬;韓燕文;宋丁;任志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): B23B25/06
• 分類號(hào): B23B25/06;B23Q17/09
• 代理公司: 太原新航路知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

本發(fā)明涉及車削加工中的車削力測量技術(shù)，具體是一種嵌入薄膜傳感器的一體式車削力測量刀具系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有車削力測量技術(shù)測量精度低、適用范圍受限的問題。一種嵌入薄膜傳感器的一體式車削力測量刀具系統(tǒng)，包括車刀刀桿、車刀刀片、第I沉頭螺釘、方形彈性基片、薄膜傳感器、惠斯通電橋模塊、第II沉頭螺釘、信號(hào)處理模塊、PC機(jī)；車刀刀桿的四個(gè)側(cè)面中部各開設(shè)有一個(gè)方形定位凹槽；每個(gè)方形定位凹槽的槽底中央均開設(shè)有一個(gè)跑道形凹槽；四個(gè)方形彈性基片分別嵌設(shè)于四個(gè)方形定位凹槽內(nèi)；四個(gè)薄膜傳感器分別磁控濺射沉積于四個(gè)方形彈性基片的外側(cè)面中央。本發(fā)明適用于各種場合（例如實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)現(xiàn)場等）下的車削加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車削加工中的車削力測量技術(shù)，具體是一種嵌入薄膜傳感器的一體式車削力測量刀具系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在車削加工過程中，車削力直接影響著工藝系統(tǒng)的變形、刀具磨損、功率消耗以及切削熱的產(chǎn)生。因此，車削力的測量對(duì)研究車削機(jī)理和指導(dǎo)實(shí)際車削加工具有十分重要的意義。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，車削力的測量主要是采用應(yīng)變式測力儀或壓電式測力儀來實(shí)現(xiàn)的。然而，這兩種測力儀由于自身結(jié)構(gòu)所限，存在如下問題：其一，應(yīng)變式測力儀存在的問題是：由于電阻應(yīng)變片粘貼工藝的局限性，一方面導(dǎo)致其測量精度低，另一方面導(dǎo)致其不適合在高溫環(huán)境下使用，由此導(dǎo)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(dǎo)致其測量三向力時(shí)存在相互干涉、測量靜態(tài)力時(shí)具有滯后性，由此導(dǎo)致其測量精度低。其三，應(yīng)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(dǎo)致適用范圍受限。基于此，有必要發(fā)明一種全新的車削力測量系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有車削力測量技術(shù)測量精度低、適用范圍受限的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有車削力測量技術(shù)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一體式車削力測量刀具系統(tǒng)。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種嵌入薄膜傳感器的一體式車削力測量刀具系統(tǒng)，包括車刀刀桿、車刀刀片、第I沉頭螺釘、方形彈性基片、薄膜傳感器、惠斯通電橋模塊、第II沉頭螺釘、信號(hào)處理模塊、PC機(jī)；

其中，車刀刀桿的上側(cè)面前端開設(shè)有裝配凹槽，且裝配凹槽的槽底開設(shè)有第I螺紋凹孔；車刀刀桿的左側(cè)面后端開設(shè)有兩個(gè)第II螺紋凹孔；車刀刀桿的四個(gè)側(cè)面中部各開設(shè)有一個(gè)方形定位凹槽，且四個(gè)方形定位凹槽連通為一體；每個(gè)方形定位凹槽的前槽壁均延伸設(shè)置有兩個(gè)相互對(duì)稱的前定位凸起；每個(gè)方形定位凹槽的后槽壁均延伸設(shè)置有兩個(gè)相互對(duì)稱的后定位凸起；每個(gè)方形定位凹槽的槽底中央均開設(shè)有一個(gè)跑道形凹槽，且跑道形凹槽的槽腔為外粗內(nèi)細(xì)的階梯形槽腔；相對(duì)的兩個(gè)跑道形凹槽的槽底中央之間各開設(shè)有一個(gè)圓形通孔，且兩個(gè)圓形通孔交叉連通；車刀刀片嵌設(shè)于裝配凹槽內(nèi)，且車刀刀片的下表面與裝配凹槽的槽底接觸；車刀刀片的表面貫通開設(shè)有第I沉頭孔，且第I沉頭孔與第I螺紋凹孔連通；第I沉頭螺釘貫穿第I沉頭孔，且第I沉頭螺釘?shù)奈捕诵龜Q于第I螺紋凹孔內(nèi)；

方形彈性基片的數(shù)目為四個(gè)；每個(gè)方形彈性基片的前邊緣均開設(shè)有兩個(gè)相互對(duì)稱的前定位豁口；每個(gè)方形彈性基片的后邊緣均開設(shè)有兩個(gè)相互對(duì)稱的后定位豁口；四個(gè)方形彈性基片分別嵌設(shè)于四個(gè)方形定位凹槽內(nèi)，且四個(gè)方形彈性基片的內(nèi)側(cè)面分別與四個(gè)方形定位凹槽的槽底擴(kuò)散焊接；八個(gè)前定位豁口分別與八個(gè)前定位凸起吻合；八個(gè)后定位豁口分別與八個(gè)后定位凸起吻合；薄膜傳感器的數(shù)目為四個(gè)；四個(gè)薄膜傳感器分別磁控濺射沉積于四個(gè)方形彈性基片的外側(cè)面中央；惠斯通電橋模塊的輸入端分別與四個(gè)薄膜傳感器的輸出端連接；惠斯通電橋模塊的表面貫通開設(shè)有兩個(gè)第II沉頭孔；第II沉頭螺釘?shù)臄?shù)目為兩個(gè)；兩個(gè)第II沉頭螺釘分別貫穿兩個(gè)第II沉頭孔，且兩個(gè)第II沉頭螺釘?shù)奈捕朔謩e旋擰于兩個(gè)第II螺紋凹孔內(nèi)；信號(hào)處理模塊的輸入端與惠斯通電橋模塊的輸出端連接；信號(hào)處理模塊的輸出端與PC機(jī)的輸入端連接。