一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測力裝置，尤其涉及一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在金屬切削加工中，車削加工是最常見的加工方法之一。車削力是反映車削過程的重要指標(biāo)，車削狀態(tài)的每個(gè)微小變化都能通過車削力的變化反映出來，車削力大小與刀具磨損、加工精度、車削溫度、功率消耗等有著密切關(guān)系，因此如何精確測量車削力對提高加工性能非常重要。
[0003 ]傳統(tǒng)的車削力測力儀主要有機(jī)械式、液壓式、電容式、電感式、壓電式、應(yīng)變式等類型。這些傳統(tǒng)的車削力測力儀有些只能測出一個(gè)方向的力，即將主切削力視為所測得的切削力，有些能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)方向力的測量，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且三個(gè)分力之間容易耦合導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。申請日為2013年10月10日、申請?zhí)枮?01310473529.0的發(fā)明專利申請公開了一種應(yīng)變式集成化三維車削力傳感器，它雖然能夠測出三個(gè)方向的車削分力，但是由于其主要結(jié)構(gòu)由兩個(gè)豎直八角半環(huán)和兩個(gè)水平八角半環(huán)組成，這些八角半環(huán)都是通過螺釘?shù)男问焦潭ㄔ诘扼w上，這樣的結(jié)構(gòu)降低了測力儀的剛度、并且螺釘固定半八角環(huán)的形式不能用于高頻振動(dòng)的場合，因此該結(jié)構(gòu)并不能準(zhǔn)確測量動(dòng)態(tài)切削力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、靜態(tài)精度高、動(dòng)態(tài)特性好的應(yīng)變式三維車削力的測量裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置，包括車刀安裝頭、連接環(huán)和用于與車床刀架固定連接的連接頭，車刀與所述的車刀安裝頭固定連接，所述的車刀安裝頭的外表面和所述的連接環(huán)的外表面均為正八面形，所述的車刀安裝頭與所述的連接頭分別固定連接在所述的連接環(huán)外表面兩個(gè)相正對的面上，所述的車刀安裝頭的軸向與所述的連接環(huán)的軸向相垂直，所述的車刀安裝頭的外表面兩個(gè)相正對且與水平面相垂直的面上分別粘貼有第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片、第三應(yīng)變片和第四應(yīng)變片，其中所述的第一應(yīng)變片和所述的第二應(yīng)變片粘貼在同一個(gè)面上，所述的第三應(yīng)變片和所述的第四應(yīng)變片粘貼在同一個(gè)面上，所述的第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片、第三應(yīng)變片和第四應(yīng)變片組成用于測量車刀所受進(jìn)給力的第一惠斯登電橋，所述的連接環(huán)外表面中的上水平面與其所正對的內(nèi)表面分別對應(yīng)粘貼有第五應(yīng)變片和第六應(yīng)變片，所述的連接環(huán)外表面的下水平面與其所正對的內(nèi)表面分別對應(yīng)粘貼有第八應(yīng)變片和第七應(yīng)變片，所述的第五應(yīng)變片、第六應(yīng)變片、第七應(yīng)變片和第八應(yīng)變片組成用于測量車刀所受背向力的第二惠斯登電橋，所述的連接環(huán)外表面中與所述的上水平面相鄰的兩個(gè)面上分別粘貼有第九應(yīng)變片和第十應(yīng)變片，所述的連接環(huán)外表面中與所述的下水平面相鄰的兩個(gè)面上分別粘貼有第十一應(yīng)變片和第十二應(yīng)變片，所述的第九應(yīng)變片、第十應(yīng)變片、第i^一應(yīng)變片和第十二應(yīng)變片組成用于測量車刀所受切削力的第三惠斯登電橋。
[0006]所述的車刀安裝頭的端部設(shè)置有用于插接車刀的車刀插槽，車刀插入所述的車刀插槽后通過螺栓與所述的車刀安裝頭固定連接。
[0007]所述的第一惠斯登電橋中所述的第一應(yīng)變片和所述的第二應(yīng)變片置于對臂，所述的第三應(yīng)變片和所述的第四應(yīng)變片置于對臂，所述的第二惠斯登電橋中所述的第五應(yīng)變片和所述的第七應(yīng)變片置于對臂，所述的第六應(yīng)變片和所述的第八應(yīng)變片置于對臂，所述的第三惠斯登電橋中所述的第九應(yīng)變片和所述的第十二應(yīng)變片置于對臂，所述的第十應(yīng)變片與所述的第十一應(yīng)變片置于對臂。
[0008]所述的車刀安裝頭與所述的連接頭一體焊接或一體注塑在所述的連接環(huán)外表面上。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過該測量裝置來測量車刀所受的三維車削力，其測量靜態(tài)精度高、動(dòng)態(tài)特性好，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對靜、動(dòng)態(tài)力的測量，且整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型在車床刀架上的安裝示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的車刀安裝頭的端部示意圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型的連接環(huán)的端面示意圖；
[0014]圖5為三組惠斯登電橋的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]如圖所示，一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置，包括車刀安裝頭1、連接環(huán)2和用于與車床刀架100固定連接的連接頭3，車刀安裝頭I的端部設(shè)置有用于插接車刀200的車刀插槽11，車刀200插入車刀插槽11后通過螺栓與車刀安裝頭I固定連接，車刀安裝頭I的外表面和連接環(huán)2的外表面均為正八面形，車刀安裝頭I與連接頭3分別一體焊接或一體注塑在連接環(huán)2外表面兩個(gè)相正對的面上，車刀安裝頭I的軸向與連接環(huán)2的軸向相垂直，車刀安裝頭I的外表面兩個(gè)相正對且與水平面相垂直的面上分別粘貼有第一應(yīng)變片R1、第二應(yīng)變片R2、第三應(yīng)變片R3和第四應(yīng)變片R4，其中第一應(yīng)變片Rl和第二應(yīng)變片R2粘貼在同一個(gè)面上，第三應(yīng)變片R3和第四應(yīng)變片R4粘貼在同一個(gè)面上，第一應(yīng)變片Rl、第二應(yīng)變片R2、第三應(yīng)變片R3和第四應(yīng)變片R4組成用于測量車刀200所受進(jìn)給力Ff的第一惠斯登電橋，如圖5(a)所示，且在第一惠斯登電橋中第一應(yīng)變片Rl和第二應(yīng)變片R2置于對臂，第三應(yīng)變片R3和第四應(yīng)變片R置于對臂，連接環(huán)2外表面中的上水平面與其所正對的內(nèi)表面分別對應(yīng)粘貼有第五應(yīng)變片R5和第六應(yīng)變片R6，連接環(huán)2外表面的下水平面與其所正對的內(nèi)表面分別對應(yīng)粘貼有第八應(yīng)變片R8和第七應(yīng)變片R7，第五應(yīng)變片R5、第六應(yīng)變片R6、第七應(yīng)變片R7和第八應(yīng)變片R8組成用于測量車刀200所受背向力Fp的第二惠斯登電橋，如圖5(b)所示，且在第二惠斯登電橋中第五應(yīng)變片R5和第七應(yīng)變片R7置于對臂，第六應(yīng)變片R6和第八應(yīng)變片R8置于對臂，連接環(huán)2外表面中與上水平面相鄰的兩個(gè)面上分別粘貼有第九應(yīng)變片R9和第十應(yīng)變片R10，連接環(huán)2外表面中與下水平面相鄰的兩個(gè)面上分別粘貼有第十一應(yīng)變片Rll和第十二應(yīng)變片R12，第九應(yīng)變片R9、第十應(yīng)變片R10、第^^一應(yīng)變片Rll和第十二應(yīng)變片R12組成用于測量車刀200所受切削力Fe的第三惠斯登電橋，如圖5(c)所示，且在第三惠斯登電橋中第九應(yīng)變片R9和第十二應(yīng)變片R12置于對臂，第十應(yīng)變片RlO與第^^一應(yīng)變片Rll置于對臂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置，其特征在于包括車刀安裝頭、連接環(huán)和用于與車床刀架固定連接的連接頭，車刀與所述的車刀安裝頭固定連接，所述的車刀安裝頭的外表面和所述的連接環(huán)的外表面均為正八面形，所述的車刀安裝頭與所述的連接頭分別固定連接在所述的連接環(huán)外表面兩個(gè)相正對的面上，所述的車刀安裝頭的軸向與所述的連接環(huán)的軸向相垂直，所述的車刀安裝頭的外表面兩個(gè)相正對且與水平面相垂直的面上分別粘貼有第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片、第三應(yīng)變片和第四應(yīng)變片，其中所述的第一應(yīng)變片和所述的第二應(yīng)變片粘貼在同一個(gè)面上，所述的第三應(yīng)變片和所述的第四應(yīng)變片粘貼在同一個(gè)面上，所述的第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片、第三應(yīng)變片和第四應(yīng)變片組成用于測量車刀所受進(jìn)給力的第一惠斯登電橋，所述的連接環(huán)外表面中的上水平面與其所正對的內(nèi)表面分別對應(yīng)粘貼有第五應(yīng)變片和第六應(yīng)變片，所述的連接環(huán)外表面的下水平面與其所正對的內(nèi)表面分別對應(yīng)粘貼有第八應(yīng)變片和第七應(yīng)變片，所述的第五應(yīng)變片、第六應(yīng)變片、第七應(yīng)變片和第八應(yīng)變片組成用于測量車刀所受背向力的第二惠斯登電橋，所述的連接環(huán)外表面中與所述的上水平面相鄰的兩個(gè)面上分別粘貼有第九應(yīng)變片和第十應(yīng)變片，所述的連接環(huán)外表面中與所述的下水平面相鄰的兩個(gè)面上分別粘貼有第十一應(yīng)變片和第十二應(yīng)變片，所述的第九應(yīng)變片、第十應(yīng)變片、第十一應(yīng)變片和第十二應(yīng)變片組成用于測量車刀所受切削力的第三惠斯登電橋。2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置，其特征在于所述的車刀安裝頭的端部設(shè)置有用于插接車刀的車刀插槽，車刀插入所述的車刀插槽后通過螺栓與所述的車刀安裝頭固定連接。3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置，其特征在于所述的第一惠斯登電橋中所述的第一應(yīng)變片和所述的第二應(yīng)變片置于對臂，所述的第三應(yīng)變片和所述的第四應(yīng)變片置于對臂，所述的第二惠斯登電橋中所述的第五應(yīng)變片和所述的第七應(yīng)變片置于對臂，所述的第六應(yīng)變片和所述的第八應(yīng)變片置于對臂，所述的第三惠斯登電橋中所述的第九應(yīng)變片和所述的第十二應(yīng)變片置于對臂，所述的第十應(yīng)變片與所述的第十一應(yīng)變片置于對臂。4.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置，其特征在于所述的車刀安裝頭與所述的連接頭一體焊接或一體注塑在所述的連接環(huán)外表面上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)變式三維車削力的測量裝置，特點(diǎn)是包括車刀安裝頭、連接環(huán)和用于與車床刀架固定連接的連接頭，車刀安裝頭的外表面和連接環(huán)的外表面均為正八面形，車刀安裝頭與連接頭分別固定連接在連接環(huán)外表面兩個(gè)相正對的面上，車刀安裝頭的軸向與連接環(huán)的軸向相垂直；優(yōu)點(diǎn)是通過該測量裝置來測量車刀所受的三維車削力，其測量靜態(tài)精度高、動(dòng)態(tài)特性好，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對靜、動(dòng)態(tài)力的測量，且整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
【IPC分類】B23Q17/09
【公開號】CN205201202
【申請?zhí)枴緾N201520955227
【發(fā)明人】邱輝, 李國平, 李劍鋒, 呂雪軍
【申請人】寧波大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月26日