專利名稱：車銑加工三向切削力測量儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是測量儀，具體的是用于金屬切削加工對三向切削力測量的一種測
量器具。
背景技術：
車銑加工是一種近年來發展起來的一種新的金屬切削加工方法，其切削原理、切削參數對加工質量的影響也都在不斷地研究和探索階段。而切削力的大小及其變化是影響 加工質量致關重要的物理量。因此，對于車銑加工切削力的計算和測量是影響和推動車銑 理論研究的關鍵技術。在國內，對于車銑加工切削力的測量還沒有一個適當可行測量的方法和設備。尤 其對車銑加工所產生的切削力，能進行現場實際測量的儀器設備更是空白。

發明內容
本發明的目的是為了解決對于車銑加工切削力的測量還沒有一個適當可行測量 的方法和設備問題，而提供一種專門為測量車銑加工切削力的大小和方向的車銑加工三向 切削力測量儀。采用的技術方案是車銑加工三向切削力測量儀，由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括刀體、前 座、后座和控制單元；所述刀體的后端與前座通過螺紋固定連接，前座的后部設有第一凹 槽，后座與前座的對應部位同樣設有第二凹槽，前座與后座通過螺紋固定連接；第一凹槽和 第二凹槽形成一空間結構，空間結構中裝設三向壓電晶體傳感器，三向壓電晶體傳感器的 一側與前座的第一凹槽里面固定連接，前座后部的一側設有穿線孔，穿線孔的里端與空間 結構連通，穿線孔的外端與無線發射臺連通，無線發射臺上設置有無線通信發射模塊，通過 穿線孔里面的導線無線通信發射模塊與三向壓電晶體傳感器相連接；上述無線發射臺是前座一側的邊緣上設置一平臺。上述無線發射臺與無線通信發射模塊固定連接，外面采用環氧樹脂灌注。上述控制單元采用公知技術，即三向壓電晶體傳感器通過線路先后與自身具有的 信號放大器和數據采集模塊連接，通過導線與無線通信發射模塊連接；通過無線傳輸與控 制中心的無線通信接收模塊連接，通過導線無線通信接收模塊與PC機連接。本發明的工作原理由于車銑加工時刀具回轉，難以用有線數據傳輸方法，將采集到的數據傳遞到控 制中心。因此采用無線傳輸方式，將三向壓電晶體傳感器產生的電荷電壓信號，經放大，由 無線發射模塊將數據發射出去，再經無線接收模塊將數據傳輸到數據處理系統，經計算機 處理后還原成對應的切削力。本發明的特點1設計了特殊的車銑刀具，將刀具的刀柄即前后座作為三向壓電晶體傳感器的載體，將車銑切削力轉化成相應的電信號。2采用無限數據傳輸方式，解決了車銑加工過程傳統的簡單的有線傳輸技術難以 解決的數據傳輸問題。


圖1為本發明的結構示意圖。圖2為本發明的控制單元流程框圖。
具體實施例方式車銑加工三向切削力測量儀，由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括刀體1、前座8、后座5和控制單元；所述刀體1的后端與前座8通過螺紋固定連接，前座8的后部設 有第一凹槽7，后座5與前座8的對應部位同樣設有第二凹槽6，前座8與后座5通過螺紋 固定連接；第一凹槽7和第二凹槽6形成一空間結構，空間結構中裝設三向壓電晶體傳感器 4，三向壓電晶體傳感器4的一側與前座8的第一凹槽7里面固定連接，前座8后部的一側 設有穿線孔3，穿線孔3的里端與空間結構連通，穿線孔3的外端與無線發射臺9連通，無線 發射臺9是前座8 一側的邊緣上設置一平臺。無線發射臺9上設置有無線通信發射模塊2， 無線發射臺9與無線通信發射模塊2固定連接，外面采用環氧樹脂灌注。通過穿線孔3里 面的導線無線通信發射模塊2與三向壓電晶體傳感器4相連接；控制單元采用公知技術，即三向壓電晶體傳感器4通過線路先后與自身具有的信 號放大器和數據采集模塊連接，通過導線與無線通信發射模塊2連接；通過無線傳輸與控 制中心的無線通信接收模塊連接，通過導線無線通信接收模塊與PC機連接。電路工作由安 裝在后座5內獨立的電池電源提供。車銑加工時整個刀體1隨機床的主軸一同回轉產生切削力，切削力作用下時壓電 晶體產生相應的受力變形而產生了電壓信號，由放大器放大后經數據傳輸線纜傳輸到2. 4G 的無線數據發射模塊并由它實時地發射出來。發射出來的數據由2. 4G的無線數據接收模 塊接收后，經PC計算處理后得到所測量的三向切削力數據。
權利要求
車銑加工三向切削力測量儀，由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括刀體(1)、前座(8)、后座(5)和控制單元；其特征在于所述刀體(1)的后端與前座(8)通過螺紋固定連接，前座(8)的后部設有第一凹槽(7)，后座(5)與前座(8)的對應部位同樣設有第二凹槽(6)，前座(8)與后座(5)通過螺紋固定連接；第一凹槽(7)和第二凹槽(6)形成一空間結構，空間結構中裝設三向壓電晶體傳感器(4)，三向壓電晶體傳感器(4)的一側與前座(8)的第一凹槽(7)里面固定連接，前座(8)后部的一側設有穿線孔(3)，穿線孔(3)的里端與空間結構連通，穿線孔(3)的外端與無線發射臺(9)連通，無線發射臺(9)上設置有無線通信發射模塊(2)，通過穿線孔(3)里面的導線無線通信發射模塊(2)與三向壓電晶體傳感器(4)相連接。
2.根據權利要求1所述的車銑加工三向切削力測量儀，其特征在于上述無線發射臺(9)是前座(8)—側的邊緣上設置一平臺。
3.根據權利要求1所述的車銑加工三向切削力測量儀，其特征在于上述無線發射臺 (9)與無線通信發射模塊(2)固定連接，外面采用環氧樹脂灌注。
全文摘要
車銑加工三向切削力測量儀，刀體的后端與前座固定連接，前座的后部設有第一凹槽，后座與前座的對應部位設有第二凹槽，前座與后座固定連接；第一凹槽和第二凹槽形成一空間結構，空間結構中裝設三向壓電晶體傳感器，前座后部的一側設有穿線孔，穿線孔的里端與空間結構連通，穿線孔的外端與無線發射臺連通，無線發射臺上設置有無線通信發射模塊，無線通信發射模塊與三向壓電晶體傳感器相連接；本發明主要用于車銑切削機理的深入研究。對推動車銑加工技術的迅速發展和廣泛應用具有十分重要的意義。本發明結構簡單合理，數據的采集、傳輸、處理方法可行。
文檔編號B23Q17/09GK101804584SQ20101013664
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者劉玉香, 孫其山, 王凡, 王立爽 申請人:沈陽理工大學