[发明专利]一种嵌入薄膜传感器的组合式车削力测量刀具系统

说明书

本发明涉及车削加工中的车削力测量技术，具体是一种嵌入薄膜传感器的组合式车削力测量刀具系统。本发明解决了现有车削力测量技术测量精度低、适用范围受限的问题。一种嵌入薄膜传感器的组合式车削力测量刀具系统，包括车刀刀头、车刀刀垫、车刀刀片、第I沉头螺钉、方形套筒、第II沉头螺钉、第I方形法兰盘、第II方形法兰盘、第III沉头螺钉、第I方形连接盘、方形弹性梁、第II方形连接盘、车刀刀柄、H形弹性基片、薄膜传感器、信号处理模块、PC机；方形弹性梁的四个侧面中央各开设有一个跑道形凹槽；四个薄膜传感器分别磁控溅射沉积于四个H形弹性基片的纵向段外侧面。本发明适用于各种场合（例如实验室、生产现场等）下的车削加工。

技术领域

本发明涉及车削加工中的车削力测量技术，具体是一种嵌入薄膜传感器的组合式车削力测量刀具系统。

背景技术

在车削加工过程中，车削力直接影响着工艺系统的变形、刀具磨损、功率消耗以及切削热的产生。因此，车削力的测量对研究车削机理和指导实际车削加工具有十分重要的意义。在现有技术条件下，车削力的测量主要是采用应变式测力仪或压电式测力仪来实现的。然而，这两种测力仪由于自身结构所限，存在如下问题：其一，应变式测力仪存在的问题是：由于电阻应变片粘贴工艺的局限性，一方面导致其测量精度低，另一方面导致其不适合在高温环境下使用，由此导致其适用范围受限。其二，压电式测力仪存在的问题是：由于压电晶体单向性不够，导致其测量三向力时存在相互干涉、测量静态力时具有滞后性，由此导致其测量精度低。其三，应变式测力仪和压电式测力仪共同存在的问题是：体积较大，由此导致适用范围受限。基于此，有必要发明一种全新的车削力测量系统，以解决现有车削力测量技术测量精度低、适用范围受限的问题。

发明内容

本发明为了解决现有车削力测量技术测量精度低、适用范围受限的问题，提供了一种嵌入薄膜传感器的组合式车削力测量刀具系统。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种嵌入薄膜传感器的组合式车削力测量刀具系统，包括车刀刀头、车刀刀垫、车刀刀片、第I沉头螺钉、方形套筒、第II沉头螺钉、第I方形法兰盘、第II方形法兰盘、第III沉头螺钉、第I方形连接盘、方形弹性梁、第II方形连接盘、车刀刀柄、H形弹性基片、薄膜传感器、信号处理模块、PC机；

其中，车刀刀头的上侧面前端开设有装配凹槽，且装配凹槽的槽底开设有第I螺纹凹孔；车刀刀头的四个侧面中部各开设有一个第II螺纹凹孔；车刀刀垫嵌设于装配凹槽内，且车刀刀垫的下表面与装配凹槽的槽底接触；车刀刀垫的表面贯通开设有装配孔，且装配孔与第I螺纹凹孔连通；车刀刀片嵌设于装配凹槽内，且车刀刀片的下表面与车刀刀垫的上表面接触；车刀刀片的表面贯通开设有第I沉头孔，且第I沉头孔与装配孔连通；第I沉头螺钉贯穿第I沉头孔和装配孔，且第I沉头螺钉的尾端旋拧于第I螺纹凹孔内；

方形套筒套设于车刀刀头的侧面中部；方形套筒的四个侧面各贯通开设有一个第II沉头孔，且四个第II沉头孔分别与四个第II螺纹凹孔连通；第II沉头螺钉的数目为四个；四个第II沉头螺钉分别贯穿四个第II沉头孔，且四个第II沉头螺钉的尾端分别旋拧于四个第II螺纹凹孔内；第I方形法兰盘的中心孔为方孔；第I方形法兰盘套设于车刀刀头的侧面后部，且第I方形法兰盘的前端面内边缘与方形套筒的后端面固定为一体；第I方形法兰盘的端面外边缘贯通开设有八个第III沉头孔，且八个第III沉头孔沿周向等距排列；第II方形法兰盘的中心孔为方孔；第II方形法兰盘套设于车刀刀头的侧面后部；第II方形法兰盘的前端面与第I方形法兰盘的后端面接触，且第II方形法兰盘的四个外侧面分别与第I方形法兰盘的四个外侧面齐平；第II方形法兰盘的前端面外边缘开设有八个第III螺纹凹孔，且八个第III螺纹凹孔分别与八个第III沉头孔连通；第III沉头螺钉的数目为八个；八个第III沉头螺钉分别贯穿八个第III沉头孔，且八个第III沉头螺钉的尾端分别旋拧于八个第III螺纹凹孔内；