[发明专利]一种可集成于铣床的刀具-工件摩擦系数测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种可集成于铣床的刀具‑工件摩擦系数测量装置及测量方法，解决了现有技术中测量装置接触区域压力不稳定的问题，具有提高摩擦系数测试结果精度的有益效果，具体方案如下：一种可集成于铣床的刀具‑工件摩擦系数测量装置，包括机架，机架设置可直线移动的横梁；用于夹持刀具材料的第一夹持机构，第一夹持机构与横梁连接，横梁带动第一夹持机构实现移动；用于夹持工件材料的第二夹持机构，设于第一夹持机构的下方，第二夹持机构夹持的工件材料能够与第一夹持机构夹持的刀具材料呈设定角度设置；测力仪，设于第二夹持机构下方，并通过机架支撑；计算终端，测力仪与计算终端连接，计算终端计算刀具‑工件摩擦系数。

技术领域

本发明涉及测量方法领域，尤其是一种可集成于铣床的刀具-工件摩擦系数测量装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

刀具-工件之间摩擦严重影响刀具寿命和工件加工表面质量，刀具-工件之间摩擦系数过大，切削热增加，加剧刀具-工件之间的扩散或者化学反应，引起刀具磨损，并使得工件的表面加工质量变差，因此，测试获得刀具-工件之间的摩擦系数具有重要意义。但铣削加工过程中刀具与工件-侧面的接触面积通常小于刀具-切屑的接触面积，此外加工过程的高温高压，使得铣削刀具-工件侧面摩擦难以在位测量。

现有对于刀具-工件摩擦的测试一般应用针盘式、销球挤压式等离线测量方法。

针盘式方法能够在不影响气体吸收和磨料粉尘沉积的情况下测量摩擦力，但为了达到高压，需要施加较高负载，因此需要坚固结构才可以保持这种高压。造成测试成本高，测试仪器尺寸大，使得该方法难以应用于刀具-工件接触摩擦的在位测量。

销球挤压式方法采用销钉球形的顶部与工件表面接触来施加载荷，并沿螺旋路径移动，但这种方式的运动使得销钉与工件接触区域非均匀，接触状态也受运动方向的影响，使得接触区域的压力不稳定，测得的摩擦系数不稳定，与真实的铣削加工条件存在较大差异。

综上所述，发明人发现现有的刀具-工件摩擦的测试方法不适用于刀具-工件接触摩擦测试，特别难以适用于铣床用刀具-工件的摩擦在位测量，而且测量过程中受测量原理误差的影响使得摩擦系数测试结果不够精确。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种可集成于铣床的刀具-工件摩擦系数测量装置，工件材料与刀具材料之间接触区域的压力稳定，可减小测量误差，使得测得的摩擦系数稳定性及测试精度得到提高。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种可集成于铣床的刀具-工件摩擦系数测量装置，包括：

机架，机架设置可直线移动的横梁；

用于夹持刀具材料的第一夹持机构，第一夹持机构与横梁连接，横梁带动第一夹持机构实现移动；

用于夹持工件材料的第二夹持机构，设于第一夹持机构的下方，第二夹持机构夹持的工件材料能够与第一夹持机构夹持的刀具材料呈设定角度设置，且工件材料能够与刀具材料实现接触；

测力仪，设于第二夹持机构下方，并通过机架支撑；

计算终端，测力仪与计算终端连接，计算终端根据测力仪测量工件材料轴向力和摩擦力，进而计算刀具-工件摩擦系数。

上述的测量装置，第一夹持机构不仅可有效夹持刀具材料，而且可通过刀具材料向工件材料提供稳定压力，保持工件材料和刀具材料接触区域的压力稳定；横梁可带动刀具材料实现直线运动，工件材料位置保持不动，可以减小塑性变形引发的测量误差，所得刀具-工件摩擦系数测试结果稳定，提高测试精度。