[发明专利]刀具高速断续切削性能评价测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种刀具高速断续切削时的性能测试装置，属于刀具性能测试技术领域。

背景技术

断续切削是指在切削过程中，切削刃间断地与工件接触的切削。研究断续切削状态下的切削力、切削温度和刀具寿命等对优化刀具结构和合理选择加工具有凸棱、凹槽等断续切削特征工件时的切削参数具有重要实际应用意义。

目前的刀具断续切削性能测试多是通过在车床上切削沿圆周方向开有凹槽的圆柱形工件(如图1所示)或者装夹在凹槽内的条状工件块进行。高速切削是未来机械加工工艺研究的重要趋势，但是限于机床本身性能参数、圆柱工件直径无法做到足够大、夹具制作成本高昂等因素，传统的刀具断续切削性能评价测试装置难以实现高速乃至超高速下的断续切削测试。此外，刀具断续切削性能评价传统测试装置存在夹具笨重，制作成本较高，浪费材料，无法实现圆柱端面的断续切削等缺陷，而且刀具在不同断续程度下的切削性能评价测试需要制作多套夹具，不能在同一测试装置上实现不同断续程度下的切削性能评价。

发明内容

本发明针对目前断续切削测试装置难以实现高切削线速度下的切削测试、夹具笨重、制作成本高、无法进行圆柱端面的断续切削、不能在同一测试装置上实现不同断续程度下的切削性能评价等不足的现状，提供一种用于高切削线速度下的刀具断续切削性能评价测试装置。该测试装置可应用于数控车床和数控铣床，其中在数控铣床中可以借助铣床高主轴转速的优势实现刀具超高切削线速度断续切削性能测试。

本发明的刀具高速断续切削性能评价测试装置采用以下技术解决方案：

该刀具高速断续切削性能评价测试装置，包括回转盘体、刀杆、刀架、压电式测力计、红外测温仪、电荷放大器和计算机；刀杆安装在刀架上，压电式测力计和红外测温仪固定在刀架上，压电式测力计通过连接线与电荷放大器连接，电荷放大器与计算机中的数据采集卡连接；回转盘体上设有夹持部，回转盘体上在以其回转中心为圆心的同一个圆周上等间隔对称分布有偶数个工件块安装区位。

上述刀具高速断续切削性能评价测试装置应用在数控车床或数控铣床上，通过夹持部将回转工件块夹具安装在数控车床主轴或数控铣床主轴上，将刀架固定连接在数控车床的床身导轨上或数控铣床的工作台上，将待评价的可转位刀片安装在刀杆上，在回转盘体上的工件块安装区位上安装偶数个工件块，通过安装的工件块数量的改变，可满足刀具在不同断续程度下的切削性能评价测试。刀杆随刀架的运动实现进给运动，压电式测力计和红外测温仪随刀架同时移动，压电式测力计测得的电压信号通过连接线经电荷放大器传至数据采集卡，数据采集卡将电压信号转换成电子数据，在计算机上通过切削力测试软件显示出来。红外测温仪对准刀尖位置，实现切削区温度的在线测量。与传统的刀具断续切削性能评价测试装置相比，上述装置将圆柱形回转工件块夹具演变为回转盘体，加大了回转直径，提高了切削线速度，适用于刀具高速乃至超高速断续切削性能评价测试。

本发明可以进行圆周面及圆柱端面的断续切削，用于刀具断续切削性能的测试评价，能够实现不同断续程度下的刀具切削性能评价测试和测试过程中切削力、切削温度和待评价的可转位刀片寿命的在线测量，实现过程和方法简单、方便，回转盘体便于安装，可重复使用，避免了在不同切削线速度要求下更换不同夹具，节约了制作夹具的材料和费用，有效降低刀具性能测试成本，可快速更换工件及其数量，装夹安全可靠。

附图说明

图1是传统刀具断续切削性能评价测试中的工件块。

图2是本发明的刀具高速断续切削性能评价测试装置在数控车床上的应用示意图。

图3是本发明的刀具高速断续切削性能评价测试装置在数控铣床上的应用示意图。

图中：1、夹持部；2、回转盘体；3、锁紧螺钉；4、工件块；5；刀片；6、车刀杆；7、刀架；8、压电式测力计；9、红外测温仪；10、测力计连接线；11、电荷放大器；12、数据采集卡；13、计算机；14、铣床主轴。

具体实施方式