一種組合式切削力測(cè)量刀柄的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組合式切削力測(cè)量刀柄，包括母刀柄、套筒、應(yīng)變環(huán)、壓帽、子刀柄、應(yīng)變片，所述應(yīng)變環(huán)位于套筒中間，且應(yīng)變環(huán)上貼有應(yīng)變片，所述套筒通過螺紋與母刀柄相連接，所述子刀柄和套筒通過錐面相配合，所述壓帽將子刀柄緊壓于套筒中。本發(fā)明采用子母刀柄的結(jié)構(gòu)，測(cè)力裝置位于子刀柄和母刀柄之間，測(cè)量裝置靠近刀具，測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，且一個(gè)母刀柄可以與內(nèi)孔尺寸不同的多種子刀柄配合，便于夾裝各種類型和尺寸的鉆頭或銑刀，也有利于組件的更換。
【專利說明】
一種組合式切削力測(cè)量刀柄
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種組合式切削力測(cè)量刀柄，屬于切削力測(cè)量裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]切削力是機(jī)械加工領(lǐng)域的切削加工中的一個(gè)重要參數(shù)，在連續(xù)切削中，切削力的變化能夠準(zhǔn)確反映出切削狀態(tài)的變化，刀具的磨損情況通過切削力來反映最為準(zhǔn)確。通過測(cè)量切削力的變化，對(duì)得到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，就能夠得到切削狀態(tài)的變化和刀具的磨損情況。通過測(cè)得的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行相關(guān)的切削過程研究，對(duì)切削加工過程提出工藝優(yōu)化，對(duì)刀具進(jìn)行材料優(yōu)化和涂層優(yōu)化，還能夠?qū)A具、機(jī)床的設(shè)計(jì)提供重要參考。
[0003]目前，用于測(cè)量切削力的裝置多為獨(dú)立裝置，安裝在工件與工作臺(tái)之間，通過檢測(cè)刀具對(duì)工件的作用力，間接地測(cè)量刀具的切削力。這種測(cè)力裝置不能夠直觀地反映出切削力的大小和變化，工件會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成干擾。且這種裝置體積和質(zhì)量都較大，安裝過程繁瑣，對(duì)不同加工過程的測(cè)量都需要重新安裝。另外，還有安裝于機(jī)床主軸上的測(cè)力裝置，這類測(cè)力裝置距離刀具較遠(yuǎn)，中間有刀柄和主軸對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，測(cè)量精度得不到保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有測(cè)量切削力的裝置對(duì)測(cè)量刀具切削力的間接性，提供了一種組合式切削力測(cè)量刀柄，以解決傳統(tǒng)測(cè)量裝置的不準(zhǔn)確性和安裝不方便。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種組合式切削力測(cè)量刀柄，包括母刀柄、套筒、應(yīng)變環(huán)、壓帽、子刀柄、應(yīng)變片，所述應(yīng)變環(huán)位于套筒中間，且應(yīng)變環(huán)上貼有應(yīng)變片，所述套筒通過螺紋與母刀柄相連接，所述子刀柄和套筒通過錐面相配合，所述壓帽將子刀柄緊壓于套筒中。
[0006]所述母刀柄尾部與機(jī)床主軸相連接，母刀柄前端內(nèi)側(cè)呈三階階梯形，且第一階上有內(nèi)螺紋。
[0007]所述套筒為雙層結(jié)構(gòu)，外層與母刀柄相接連，內(nèi)層與子刀柄相接觸，兩層中間裝有應(yīng)變環(huán);套筒外層低于內(nèi)層，外層外側(cè)通過螺紋與母刀柄相連接，內(nèi)層內(nèi)側(cè)通過錐面與子刀柄相配合，套筒外層頂部與母刀柄相接處，內(nèi)層高于外層的部分和內(nèi)層頂部與母刀柄之間都留有狹小間隙，套筒的底部為外層和內(nèi)層相連接的部分。
[0008]所述應(yīng)變環(huán)上均勻分布著8個(gè)圓弧通孔，通孔之間留有寬度較小的應(yīng)變梁，8個(gè)應(yīng)變片粘貼于8個(gè)應(yīng)變梁上，應(yīng)變片所測(cè)數(shù)據(jù)通過有線的方式，經(jīng)過套筒內(nèi)層與母刀柄的間隙，通過母刀柄內(nèi)孔傳輸至機(jī)床主軸上的處理模塊。
[0009]所述子刀柄為熱縮刀柄，子刀柄尾部通過錐面與套筒相配合，子刀柄前端熱縮部分有多種內(nèi)孔直徑，以便與各種鉆頭、銑刀相配合。
[0010]所述壓帽通過其內(nèi)側(cè)的內(nèi)螺紋與套筒外層的外螺紋相連接，壓帽的孔略小于子刀柄的法蘭盤，壓帽壓緊子刀柄的法蘭盤，保證子刀柄與套筒內(nèi)層內(nèi)側(cè)的錐面配合。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明針對(duì)目前測(cè)量切削力的裝置測(cè)量精度不準(zhǔn)確，安裝困難的問題，提出了一種組合式切削力測(cè)量刀柄。這種組合式切削力測(cè)量刀柄將切削力測(cè)量模塊集成在刀柄中，測(cè)量模塊更靠近刀具，測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，且所述組合式切削力測(cè)量刀柄為模塊式，各個(gè)模塊可以單獨(dú)更換。該組合式切削力測(cè)量刀柄結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，且測(cè)量精度較傳統(tǒng)切削力測(cè)量裝置尚O
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述的組合式切削力測(cè)量刀柄的半剖圖。
[0013]圖2為本發(fā)明所述的組合式切削力測(cè)量刀柄中所采用的套筒的全剖圖。
[0014]圖3為本發(fā)明所述的組合式切削力測(cè)量刀柄中所采用的應(yīng)變環(huán)的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述:
參閱圖1，一種組合式切削力測(cè)量刀柄，其特征在于，包括母刀柄1、套筒2、應(yīng)變環(huán)3、壓帽4、子刀柄5、應(yīng)變片6，所述應(yīng)變環(huán)3位于套筒2中間，且應(yīng)變環(huán)3上貼有應(yīng)變片6，所述套筒2通過螺紋與母刀柄I相連接，所述子刀柄5和套筒2通過錐面相配合，所述壓帽4將子刀柄5緊壓于套筒2中。
[0016]所述母刀柄I尾部與機(jī)床主軸相連接，母刀柄I前端內(nèi)側(cè)呈三階階梯形，且第一階上有內(nèi)螺紋，用于與套筒2的連接。
[0017]參閱圖2，所述套筒2為雙層結(jié)構(gòu)，外層與母刀柄I相接連，內(nèi)層與子刀柄5相接觸，兩層中間裝有應(yīng)變環(huán)3;套筒2外層低于內(nèi)層，外層外側(cè)通過螺紋與母刀柄I相連接，內(nèi)層內(nèi)側(cè)通過錐面與子刀柄5相配合，套筒2外層頂部與母刀柄I相接處，內(nèi)層高于外層的部分和內(nèi)層頂部與母刀柄I之間都留有狹小間隙，套筒2的底部為外層和內(nèi)層相連接的部分。套筒2與安裝于其中的應(yīng)變環(huán)3組成了測(cè)量切削力的模塊。應(yīng)變環(huán)3通過粘貼的方式安裝于套筒2內(nèi)層與外層之間。刀具切削時(shí)，切削力導(dǎo)致套筒2內(nèi)層微量形變，與外層之間的間隙減小，從而造成應(yīng)變環(huán)3在受力方向上的微量形變，以此得出切削力的方向和大小。
[0018]參閱圖3，所述應(yīng)變環(huán)3上均勻分布著8個(gè)圓弧通孔，通孔之間留有寬度較小的應(yīng)變梁，8個(gè)應(yīng)變片6粘貼于8個(gè)應(yīng)變梁上，刀具切削時(shí)切削力導(dǎo)致套筒2內(nèi)層微量形變，與外層之間的間隙減小，從而造成應(yīng)變環(huán)3的微量形變。應(yīng)變環(huán)3的受力集中在應(yīng)變梁上，應(yīng)變梁的形變通過應(yīng)變片6轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，應(yīng)變片6所測(cè)數(shù)據(jù)通過有線的方式，經(jīng)過套筒2內(nèi)層與母刀柄I的間隙，通過母刀柄I內(nèi)孔傳輸至機(jī)床主軸上的處理模塊。
[0019]所述子刀柄5為熱縮刀柄，子刀柄5尾部通過錐面與套筒2相配合，子刀柄5前端熱縮部分有多種內(nèi)孔直徑，以便于安裝不同尺寸大小的銑刀、鉆頭等。
[0020]壓帽4通過其內(nèi)側(cè)的內(nèi)螺紋與套筒2外層的外螺紋相連接。壓帽4的孔略小于子刀柄5的法蘭盤，壓帽4壓緊子刀柄5的法蘭盤，保證子刀柄5與套筒2內(nèi)層內(nèi)側(cè)的錐面配合。
[0021]組合式切削力測(cè)量刀柄的工作原理:
刀具安裝于子刀柄5中，在切削加工過程中，刀具與工件接觸，去除部分工件材料。由于切削力的作用刀具會(huì)在不同時(shí)刻不同方向上對(duì)子刀柄5產(chǎn)生壓力，壓力傳遞至套筒2內(nèi)層，從而套筒2內(nèi)層產(chǎn)生微量形變，靠近外層，內(nèi)層與外層之間的間隙減小，位于套筒2內(nèi)層與外層之間應(yīng)變環(huán)3由于間隙的減小而受到壓力產(chǎn)生微量形變，形變主要集中在應(yīng)變環(huán)3上的應(yīng)變梁上。8個(gè)均勻分布在圓周上的應(yīng)變梁可以感知各個(gè)方向上的力，粘貼于應(yīng)變梁上的應(yīng)變片6由于應(yīng)變梁的形變而產(chǎn)生電信號(hào)，所測(cè)得的數(shù)據(jù)通過有線的方式，經(jīng)過套筒2內(nèi)層與母刀柄I的間隙，通過母刀柄I內(nèi)孔傳輸至機(jī)床主軸上的處理模塊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合式切削力測(cè)量刀柄，其特征在于，包括母刀柄(I)、套筒(2)、應(yīng)變環(huán)(3)、壓帽(4)、子刀柄(5)、應(yīng)變片(6)，所述應(yīng)變環(huán)(3)位于套筒(2)中間，且應(yīng)變環(huán)(3)上貼有應(yīng)變片(6)，所述套筒(2)通過螺紋與母刀柄(I)相連接，所述子刀柄(5)和套筒(2)通過錐面相配合，所述壓帽(4)將子刀柄(5)緊壓于套筒(2)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式切削力測(cè)量刀柄，其特征在于，所述母刀柄(I)尾部與機(jī)床主軸相連接，母刀柄(I)前端內(nèi)側(cè)呈三階階梯形，且第一階上有內(nèi)螺紋。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式切削力測(cè)量刀柄，其特征在于，所述套筒(2)為雙層結(jié)構(gòu)，外層與母刀柄(I)相接連，內(nèi)層與子刀柄(5)相接觸，兩層中間裝有應(yīng)變環(huán)(3);套筒(2)外層低于內(nèi)層，外層外側(cè)通過螺紋與母刀柄(I)相連接，內(nèi)層內(nèi)側(cè)通過錐面與子刀柄(5)相配合，套筒(2)外層頂部與母刀柄(I)相接處，內(nèi)層高于外層的部分和內(nèi)層頂部與母刀柄(I)之間都留有狹小間隙，套筒(2)的底部為外層和內(nèi)層相連接的部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式切削力測(cè)量刀柄，其特征在于，所述應(yīng)變環(huán)(3)上均勻分布著8個(gè)圓弧通孔，通孔之間留有寬度較小的應(yīng)變梁，8個(gè)應(yīng)變片(6)粘貼于8個(gè)應(yīng)變梁上，應(yīng)變片(6)所測(cè)數(shù)據(jù)通過有線的方式，經(jīng)過套筒(2)內(nèi)層與母刀柄(I)的間隙，通過母刀柄(I)內(nèi)孔傳輸至機(jī)床主軸上的處理模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式切削力測(cè)量刀柄，其特征在于，所述子刀柄(5)為熱縮刀柄，子刀柄(5)尾部通過錐面與套筒(2)相配合，子刀柄(5)前端熱縮部分有多種內(nèi)孔直徑，以便與各種鉆頭、銑刀相配合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式切削力測(cè)量刀柄，其特征在于，所述壓帽(4)通過其內(nèi)側(cè)的內(nèi)螺紋與套筒(2)外層的外螺紋相連接，壓帽(4)的孔略小于子刀柄(5)的法蘭盤，壓帽(4)壓緊子刀柄(5)的法蘭盤，保證子刀柄(5)與套筒(2)內(nèi)層內(nèi)側(cè)的錐面配合。
【文檔編號(hào)】B23B29/00GK105965046SQ201610199558
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月4日
【發(fā)明人】王永國, 王佳偉, 楊興科, 劉昊
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)