[发明专利]一种具有内部插嵌式敏感结构的铣削力测量刀具系统

说明书

本发明提供了一种具有内部插嵌式敏感结构的铣削力测量刀具系统，属于铣削力测量的技术领域，包括面铣刀盘、刀夹和刀片；面铣刀盘为圆环形结构，设置有若干刀夹安装孔；刀夹穿过刀夹安装孔，安装有刀片；面铣刀盘的内壁上设置有测力盒安装槽和采集器安装槽，测力盒安装槽内设置有测力盒，采集器安装槽内安装有无线数据采集器；刀夹上设置有传力梁；测力盒包括棱形弹性边框、限位盖板，棱形弹性边框上插嵌设置有四块矩形弹性基片，测力盒通过双头螺柱分别与测力盒安装槽和传力梁螺纹连接；矩形弹性基片上设置有薄膜传感器；测力盒测得的信号由无线数据采集器采集并发射。本发明可以取得高精度的测力和铣削加工过程的实时监控。

技术领域

本发明属于铣削力测量的技术领域，具体公开了一种具有内部插嵌式敏感结构的铣削力测量刀具系统。

背景技术

现代制造技术的发展对铣削加工的可靠性、精度和加工效率等方面的要求越来越高，铣刀作为铣削过程的直接执行元件，不可避免地会发生刀具磨损和破坏等状况。刀具的磨损或破坏会严重影响到所加工零件的加工精度、表面质量。因而，要在铣削加工中对铣刀的状态进行监控，用以准确估计刀具寿命从而保证加工质量、实现连续自动化加工。其中，铣削力、振动信号是用于评判铣刀状态的两个极为重要的参数。

CN105436992A公开了一种嵌入薄膜传感器的三向铣削力测量刀具系统，包括铣刀头、拉钉、铣刀柄、第一沉头螺钉、测力仪盖板、预紧螺栓、圆柱头螺钉、薄膜传感器模块、固定块、第二沉头螺钉、刀垫、第三沉头螺钉、铣削刀片、内置电路、大六角螺钉、导线；其中，铣刀柄通过拉钉固定于铣刀头的上端；测力仪盖板的表面中央开设有上下贯通的圆形装配孔；圆形装配孔的孔壁上端设有圆环形凸起，且圆环形凸起通过第一沉头螺钉固定于铣刀柄的凸出轴肩上；圆形装配孔的孔壁中部开设有圆环形凹槽，且圆环形凹槽的下槽壁开设有上下贯通的穿线孔；薄膜传感器模块和固定块均通过预紧螺栓预紧固定于铣刀头的刀槽内；薄膜传感器模块的一侧紧靠铣刀头的刀槽内壁，另一侧紧靠固定块；固定块的上端通过圆柱头螺钉固定于铣刀头上；刀垫通过第二沉头螺钉固定于固定块上；铣削刀片通过第三沉头螺钉固定于刀垫上，且铣削刀片采用可转位铣削刀片；内置电路固定于测力仪盖板上的圆环形凹槽内；导线的首端与薄膜传感器模块的接线端连接，尾端穿过测力仪盖板上的穿线孔与内置电路的输入端连接；导线通过大六角螺钉与穿线孔固定。

该专利解决了现有铣削力测量系统结构稳定性差、测量精度低、测量实时性差的问题。但是上述专利中，薄膜传感器模块和固定块均通过预紧螺栓预紧固定于铣刀头的刀槽内；薄膜传感器模块的一侧紧靠铣刀头的刀槽内壁，另一侧紧靠固定块；固定块的上端通过圆柱头螺钉固定于铣刀头上；刀垫通过第二沉头螺钉固定于固定块上；铣削刀片通过第三沉头螺钉固定于刀垫上。存在以下问题：

1、薄膜传感器模块及导线暴露在外，工作时受切屑和切削液等外部因素影响，同时受震动、冲击影响，薄膜传感器模块及导线易破坏失效；

2、反复固定，定位误差大，安装误差大，加工困难，薄膜传感器模块拆装困难，不便于更换其他量程传感器或维修。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有内部插嵌式敏感结构的铣削力测量刀具系统，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：