[发明专利]一种超声刀具检测装置

说明书

本发明公开了一种超声刀具检测装置，包括激光位移传感器、超声刀具检测头、旋转套筒和底座，所述旋转套筒通过旋转轴与所述底座连接，所述旋转套筒上设有与所述旋转轴同轴的超声变幅杆，所述超声变幅杆的远离所述旋转套筒的一端设有超声刀具夹持部，所述超声刀具检测头通过位置调节装置调节与所述超声刀具夹持部的位置。本发明可以实现电位降法，频率振幅检测法，自由模态检测法和压力模态检测法；利用本发明可以准确判断出厂超声刀具的抗疲劳能力；将不具有抗疲劳断裂能力或者本身存在质量缺陷的出厂刀具判定为不合格刀具，将具有抗疲劳断裂能力的刀具判定为合格刀具，并投入生产；可以避免不合格超声刀具在生产过程中发生断裂而导致的生产效率低等不良影响。

技术领域

本发明涉及检测领域，具体地说是一种超声刀具检测装置。

背景技术

超声辅助切削加工技术在国民经济生产生活中的应用日益广泛。与传统加工不同，超声辅助切削加工中刀具在做切削运动、承受切削力的同时，还在超声振动系统的驱动下做高频拉伸/压缩、扭转、摆动等不同形式的振动。高频振动对刀具品质、特别是刀具表面完整性提出了较高要求，如果刀具内部存在微裂纹或是其他制造缺陷，在高频受迫振动下，则会发生裂纹扩展导致刀具断裂破损，容易造成被加工零件甚至机床的损坏。因此，在实际切削加工之前，对刀具性能进行测试，将具有缺陷的刀具检出报废是必要的。

国内外相关专利可以分成以下几类：1.利用超声频率变化的应力作用在，被实验的试件上，短时间内对样件施加高频的交变应力，观测试件的断裂或者表面形貌状况来判断样件是否达到标准。例如在一种适用于刀具疲劳损伤的温度检测方法专利中，通过检测超声加工工具在受到超声激励时发出的受激谐振波的线性系数等特征，对工具的材料和结构做出疲劳损伤检测。这种检测方法效率较低不适用大批量检测出厂的超声刀具。2.类似声发射的检测原理，通过向试件发射一定频率，相位的超声波信号。通过收集反射回来的超声波信号，来判断试件的裂纹，或者缺陷情况。如果刀具刚开始使用时并没有裂纹等缺陷，而只是金相组织强度不够，同样会导致刀具在高频带有负载的情况发生断裂。那么用该方法则无法准确检测超声刀具。3.电位降法检测试件裂纹，该检测检测方法多用于长距离管道的裂纹检测方面，例如一种低温疲劳裂纹扩展速率试验装置，利用直流电位降方法检测金属材料的疲劳裂纹扩展状态。如果单纯将电位降法用在超声刀具的裂纹检测方面会出现较大的误差。因为刀具在不振动的情况下，裂纹不受力，处于闭合状态，电阻和正常状态没有太大区别。而超声刀具在受力，振动情况下会造成裂纹的张开和闭合，所以本专利做出改进，让其在受力，振动状态测试其电参数，提高检测的准确率。

本专利采用自行设计的超声刀具检测装置，综合了频率振幅检测，电位降法检测，自由模态，压力模态检测的方法，通过一个完整的检测流程，提高了超声刀具质量检测准确率，降低了出厂超声刀具在加工过程中出现断裂失效的几率，提高了生产效率和加工安全性。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种超声刀具检测装置。

本发明采用的技术手段如下：