[發明專利]一種具有內部插嵌式敏感結構的銑削力測量刀具系統

有效

• 申請號: 202210785540.X
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN114833638B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 閆凱強;黃曉斌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09;B23C5/22
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 程小娟

本發明提供了一種具有內部插嵌式敏感結構的銑削力測量刀具系統，屬于銑削力測量的技術領域，包括面銑刀盤、刀夾和刀片；面銑刀盤為圓環形結構，設置有若干刀夾安裝孔；刀夾穿過刀夾安裝孔，安裝有刀片；面銑刀盤的內壁上設置有測力盒安裝槽和采集器安裝槽，測力盒安裝槽內設置有測力盒，采集器安裝槽內安裝有無線數據采集器；刀夾上設置有傳力梁；測力盒包括棱形彈性邊框、限位蓋板，棱形彈性邊框上插嵌設置有四塊矩形彈性基片，測力盒通過雙頭螺柱分別與測力盒安裝槽和傳力梁螺紋連接；矩形彈性基片上設置有薄膜傳感器；測力盒測得的信號由無線數據采集器采集并發射。本發明可以取得高精度的測力和銑削加工過程的實時監控。

技術領域

本發明屬于銑削力測量的技術領域，具體公開了一種具有內部插嵌式敏感結構的銑削力測量刀具系統。

背景技術

現代制造技術的發展對銑削加工的可靠性、精度和加工效率等方面的要求越來越高，銑刀作為銑削過程的直接執行元件，不可避免地會發生刀具磨損和破壞等狀況。刀具的磨損或破壞會嚴重影響到所加工零件的加工精度、表面質量。因而，要在銑削加工中對銑刀的狀態進行監控，用以準確估計刀具壽命從而保證加工質量、實現連續自動化加工。其中，銑削力、振動信號是用于評判銑刀狀態的兩個極為重要的參數。

CN105436992A公開了一種嵌入薄膜傳感器的三向銑削力測量刀具系統，包括銑刀頭、拉釘、銑刀柄、第一沉頭螺釘、測力儀蓋板、預緊螺栓、圓柱頭螺釘、薄膜傳感器模塊、固定塊、第二沉頭螺釘、刀墊、第三沉頭螺釘、銑削刀片、內置電路、大六角螺釘、導線；其中，銑刀柄通過拉釘固定于銑刀頭的上端；測力儀蓋板的表面中央開設有上下貫通的圓形裝配孔；圓形裝配孔的孔壁上端設有圓環形凸起，且圓環形凸起通過第一沉頭螺釘固定于銑刀柄的凸出軸肩上；圓形裝配孔的孔壁中部開設有圓環形凹槽，且圓環形凹槽的下槽壁開設有上下貫通的穿線孔；薄膜傳感器模塊和固定塊均通過預緊螺栓預緊固定于銑刀頭的刀槽內；薄膜傳感器模塊的一側緊靠銑刀頭的刀槽內壁，另一側緊靠固定塊；固定塊的上端通過圓柱頭螺釘固定于銑刀頭上；刀墊通過第二沉頭螺釘固定于固定塊上；銑削刀片通過第三沉頭螺釘固定于刀墊上，且銑削刀片采用可轉位銑削刀片；內置電路固定于測力儀蓋板上的圓環形凹槽內；導線的首端與薄膜傳感器模塊的接線端連接，尾端穿過測力儀蓋板上的穿線孔與內置電路的輸入端連接；導線通過大六角螺釘與穿線孔固定。

該專利解決了現有銑削力測量系統結構穩定性差、測量精度低、測量實時性差的問題。但是上述專利中，薄膜傳感器模塊和固定塊均通過預緊螺栓預緊固定于銑刀頭的刀槽內；薄膜傳感器模塊的一側緊靠銑刀頭的刀槽內壁，另一側緊靠固定塊；固定塊的上端通過圓柱頭螺釘固定于銑刀頭上；刀墊通過第二沉頭螺釘固定于固定塊上；銑削刀片通過第三沉頭螺釘固定于刀墊上。存在以下問題：

1、薄膜傳感器模塊及導線暴露在外，工作時受切屑和切削液等外部因素影響，同時受震動、沖擊影響，薄膜傳感器模塊及導線易破壞失效；

2、反復固定，定位誤差大，安裝誤差大，加工困難，薄膜傳感器模塊拆裝困難，不便于更換其他量程傳感器或維修。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有內部插嵌式敏感結構的銑削力測量刀具系統，以解決背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：