[发明专利]两齿螺旋立铣刀刀齿半径不对称误差检测系统及其方法

摘要

两齿螺旋立铣刀刀齿半径不对称误差检测系统及其方法。以螺旋立铣刀小径向切削薄壁件过程中的铣削力信号为研究对象，通过建立数学模型对螺旋立铣刀半径误差进行识别。首先根据不对称圆柱立铣刀铣削过程中铣削力信号的不对称特性，构造长、短齿名义铣削力，采用长、短齿的名义铣削力创建各自的名义铣削力系数，根据铣削过程中铣削力系数不随铣削半径变化而变化的特点，建立圆柱螺旋立铣刀旋转半径误差识别公式，根据建立的半径误差识别公式可方便快速实现刀具旋转半径误差的识别，解决了螺旋立铣刀旋转半径不对称误差不易测量的难点。本发明可准确、快速实现铣刀旋转半径误差的计算，对机械加工过程中铣刀旋转半径的磨损检测等具有实际意义。

主权项

一种两齿螺旋立铣刀刀齿半径不对称误差检测系统，其特征在于，整个检测系统主要涉及铣削力测试系统设计和薄壁结构设计两部分，其中铣削力测试系统主要由两刃螺旋平底立铣刀1、薄壁工件2、Kistler三向铣削力测力仪3、高阻抗数据传输线4、电荷放大器5、数据采集卡6和计算机7组成，所述计算机7为对信号进行存储、预处理与数据分析；铣刀1对薄壁工件2进行侧面立式铣削，Kistler测力仪3将刀具与工件间的作用力转变成电荷信号，信号经高阻抗数据传输线4送达电荷放大器5，电荷放大器5将电荷信号转换为电压信号，数据采集卡6对电压信号进行采集，并将数据保存到计算机7中；所述Kistler测力仪3为通过压电效应将铣削时产生的铣削力转换为电荷信号；所述高阻抗数据传输线4为将电荷信号进行传输，测力仪3获得的电荷量较小，且容易泄露，高阻抗数据传输线能将小电荷量电荷进行安全传输；所述电荷放大器5为对电荷进行放大并转换成电压信号，测力仪输出的电荷信号较微弱，为便于采集，需要电荷放大器5对电荷进行放大并转换为电压信号；所述数据采集卡6为将放大的电信号进行采集量化；所述计算机包括存储模块、信号预处理模块和数据分析模块；数据采集卡6采集的信号分别通过计算机的信号预处理模块、数据分析模块对信号进行处理和分析，从而输出获得铣刀半径不对称误差值；薄壁工件2主要有定位孔9、安装底座10以及悬臂结构11构成；所述定位孔9为将工件定位在Kistler测力仪3上表面，确定薄壁件的正确位置；所述定安装底座10为将工件固定在工作台上，并对其进行夹紧；所述薄壁悬臂结构11为铣削加工部位，铣削此部位获得铣削力。