[发明专利]一种镗刀片尖端多参数传感器

说明书

为了检测镗刀片尖端的振动，本发明提出一种镗刀片尖端多参数传感器，属于深孔镗削技术领域，包括弹簧盘、两个法兰盘、四个传感单元和主控单元，第一法兰盘套设在刀座内部轴套的前端上；弹簧盘套设在刀杆上，第二法兰盘套设在弹簧盘上并固定；四个传感单元的应变梁均水平固设在第一法兰盘与第二法兰盘之间，四个应变梁的前端沿着第二法兰盘的圆周方向均匀分布在第二法兰盘上；每个应变梁的靠近刀杆的一侧和远离刀杆的一侧分别为其里侧和外侧，每个应变梁对应的两个应变片分别固设在该应变梁的里侧和外侧；每个传感单元输出电压信号，主控单元根据所述电压信号计算得到镗刀片尖端所受的切削力、形变量、振动速度和振动加速度数据。

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种镗刀片尖端多参数传感器，属于深孔镗削技术领域。

背景技术

深孔镗削加工一直以来都是机加领域中的一个难点，其难度在于，在深孔镗削加工的过程中，镗杆需要深入工件的内部。工件的孔深越长，镗杆的悬伸长度也越长，而镗杆的刚度会随悬伸长度的增加而降低，进而导致镗杆变形，并伴随有振动行为。镗杆的振动会导致镗刀片尖端的振动，而镗刀片尖端的振动会影响深孔的加工精度及其内壁的光滑程度，严重时会导致工件不合格，甚至是报废。除此之外，镗刀片尖端的振动还会严重降低镗刀片的使用寿命。

因此，在深孔镗削加工的过程中，实时检测镗刀片尖端的振动情况，并根据镗刀片尖端的振动情况调整相应的镗削加工参数是保证深孔镗削加工质量和延长镗刀片使用寿命的有效手段。

然而，由于镗削深孔时加工空间狭小，现有的振动传感器因安装环境的局限而无法应用于检测镗刀片尖端的振动。

发明内容

本发明为解决现有的振动传感器无法应用于检测镗刀片尖端的振动的问题，提出了一种镗刀片尖端多参数传感器。

本发明所述的镗刀片尖端多参数传感器，与镗刀片配合使用的镗杆包括刀头和刀杆1，刀头固设在刀杆1的前端上并用于装夹镗刀片，刀杆1的后端伸入位于刀座2内部的轴套3中，并在刀座2的紧固作用下固设在轴套3中；

其特征在于，所述传感器包括第一法兰盘4、第二法兰盘5、弹簧盘6、四个传感单元和主控单元14；

轴套3的前端超出刀座2的前端，第一法兰盘4套设在轴套3的前端上并与刀座2的前端固设；

弹簧盘6套设在刀杆1上，第二法兰盘5套设在弹簧盘6上，弹簧盘6轴向固设在第二法兰盘5上并用于刀杆1与第二法兰盘5的力传递；

每个传感单元包括应变梁7和两个应变片8；

四个应变梁7均水平固设在第一法兰盘4与第二法兰盘5之间，每个应变梁7的前端和后端分别与第二法兰盘5和第一法兰盘4固连，四个应变梁7的前端沿着第二法兰盘5的圆周方向均匀分布在第二法兰盘5上；

每个应变梁7的靠近刀杆1的一侧和远离刀杆1的一侧分别为其里侧和外侧，每个应变梁7对应的两个应变片8分别固设在该应变梁7的里侧和外侧；

每个传感单元的两个应变片8与电阻串联构成半桥式应变片电路，主控单元14根据四个半桥式应变片电路的输出电压信号计算得到刀杆1所受的切削力，进而经过计算确定镗刀片尖端所受的切削力，以及镗刀片尖端的形变量、振动速度和振动加速度数据。

作为优选，第一法兰盘4通过螺栓固设在刀座2的前端上。

作为优选，第二法兰盘5的法兰孔为阶梯式通孔，阶梯式通孔包括一阶通孔和二阶通孔，一阶通孔和二阶通孔依次自第二法兰盘5的前端向其后端设置，一阶通孔的孔径大于二阶通孔的孔径；

弹簧盘6的外形与阶梯式通孔的孔形相匹配，并嵌设其中。

作为优选，弹簧盘6包括彼此固连的大环形弹簧盘6-1和小环形弹簧盘6-2；