本发明专利技术公开了一种三向切削力测量装置，旨在克服现有切削力测量装置在各个方向之间相互干扰和贴片位置不精确的问题。三向切削力测量装置包括八角环刀架（1）、车刀（2）、Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）、X轴位移传感器（5）与刀杆（7）。车刀（2）利用螺钉固定在刀杆（7）左端的刀槽内，刀杆（7）右端固定在八角环刀架（1）的矩形凹槽内，Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）与X轴位移传感器（5）由上至下地依次固定在八角环刀架（1）上的Z传感器通孔、Y传感器通孔与X传感器通孔内。Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）与X轴位移传感器（5）的回转轴线平行。并同处八角环刀架（1）的对称面M内。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种三向切削力测量装置，旨在克服现有切削力测量装置在各个方向之间相互干扰和贴片位置不精确的问题。三向切削力测量装置包括八角环刀架（1）、车刀（2）、Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）、X轴位移传感器（5）与刀杆（7）。车刀（2）利用螺钉固定在刀杆（7）左端的刀槽内，刀杆（7）右端固定在八角环刀架（1）的矩形凹槽内，Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）与X轴位移传感器（5）由上至下地依次固定在八角环刀架（1）上的Z传感器通孔、Y传感器通孔与X传感器通孔内。Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）与X轴位移传感器（5）的回转轴线平行。并同处八角环刀架（1）的对称面M内。【专利说明】三向切削力测量装置
本专利技术涉及一种车削加工过程中切削力测量装置，更具体地说，它涉及一种三个独立方向的三向切削力测量装置。
技术介绍
在切削加工中，切削力是一个非常重要的参数。切削力信号含有丰富的刀具磨损信息，它反映刀具的磨损情况最为直接，与刀具磨损的相关性好，信号处理的实时性强，因此可利用它作为特征量来实时在线监测刀具的磨损情况。切削力还是设计和合理使用机床、刀具、夹具的重要依据。目前，用于测量车削力最常见的装置是八角环电阻应变片式测力仪，其结构简单、制造容易、成本低廉，可以进行多个方向上分力的测量，所以得到了广泛的应用。八角环电阻应变片式测力仪根据单个八角环受力变形规律制作而成，同时对其进行了简化，做成双层八角环结构，但由于单个八角环和实际测力仪上的耳环的变形规律有一定的差异，所以八角环上的理论贴片位置并不一定就是测力仪耳环上的对应位置，测力仪的测量精度就不高，被测的各个分力之间的相互影响较大。另外电阻应变片的一致性很难保证，应变片的粘贴固定也相当繁琐，成功率和一致性很难保证，同时存在零点漂移问题、蠕变问题、现行修正和标定问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有切削力测量装置在各个方向之间相互干扰和贴片位置不精确的问题，提供了一种三向切削力测量装置。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的:所述的三向切削力测量装置包括八角环刀架、车刀、Z轴位移传感器、Y轴位移传感器、X轴位移传感器与刀杆。车刀利用螺钉固定在刀杆左端的刀槽内，刀杆右端固定在八角环刀架上的凹槽内，Z轴位移传感器、Y轴位移传感器与X轴位移传感器由上至下地依次固定在八角环刀架上的三个传感器通孔内。技术方案中所述的八角环刀架为一个多棱柱式等横截面的左右对称的空心壳体件，八角环刀架的前半部分为前端，八角环刀架的后半部分为固定端，前端与固定端连成一体，八角环刀架即前端与固定端的左右端设置有对称地圆柱形通孔，两圆柱形通孔由一个长方体形通孔连通，两圆柱形通孔的左右侧壁上设置有和两圆柱形通孔连通的矩形通孔，前端的前端面上设置有安装刀杆的凹槽，固定端的前端面上由上至下地设置有三个安装Z轴位移传感器、Y轴位移传感器与X轴位移传感器的传感器通孔即Z传感器通孔、Y传感器通孔与X传感器通孔。技术方案中所述的矩形凹槽位于八角环刀架的前端的几何中心处。技术方案中所述的Z传感器通孔、Y传感器通孔与X传感器通孔的回转轴线相互平行，并同处于八角环刀架的左右对称面M上，Y传感器通孔的回转轴线处于八角环刀架的中性层即中性面N内。技术方案中所述的Z轴位移传感器、Y轴位移传感器与X轴位移传感器的回转轴线相互平行，并同处于八角环刀架的左右对称面M内，对称面M为八角环刀架几何对称面即YOZ平面；Y轴位移传感器的回转轴线位于八角环刀架的中性面N内，中性面N平行于XOY面，且经过八角环刀架的中性层。技术方案中所述的Z轴位移传感器位于中性面N的上方，X轴位移传感器位于中性面N的下方。技术方案中所述的车刀的刀尖位于八角环刀架的左右对称面M内，即车刀的刀尖位于YOZ平面内。与现有技术相比本专利技术的有益效果是:1.本专利技术所述的三向切削力测量装置不同于以往的测量装置，本专利技术是提出了一种利用电容式位移传感器测量切削力的装置，避免了因电阻应变片贴片位置不精确产生的误差及维间干扰，提高了测量精度，实现了维间解耦；2.本专利技术所述的三向切削力测量装置结构简单，使用方便。【专利附图】【附图说明】下面结合附图对本专利技术作进一步的说明:图1为车削加工过程中刀尖受力的轴测投影图；图2为本专利技术所述的三向切削力测量装置结构组成的轴测投影图；图3为本专利技术所述的三向切削力测量装置中所采用的八角环刀架结构的轴测投影图；图4为本专利技术所述的三向切削力测量装置中所采用的八角环刀架结构的俯视图；图中:1.八角环刀架，2.车刀，3.Z轴位移传感器，4.Y轴位移传感器，5.X轴位移传感器，6.前端,7.刀杆,8.固定端。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作详细的描述:本专利技术针对目前切削力测量装置在各个方向之间相互干扰和贴片位置不精确的问题，提出了一种机械结构简单、测量精度高的三向切削力测量装置，利用三个非接触的电容式位移传感器即Z轴位移传感器3、Y轴位移传感器4与X轴位移传感器5测量八角环刀架I在Ζ、Υ、Χ三个方向上的变形，进而较精确计算三向切削力的大小。该三向切削力测量装置结构简单，调试方便，同时该三向切削力测量装置采用非接触测量方式，很大程度上降低了三个方向上切削力之间的相互干扰，提高了三向切削力测量装置的各向精度。参阅图2，本专利技术所述的一种三向切削力测量装置包括有八角环刀架1、车刀2、Z轴位移传感器3、Y轴位移传感器4、X轴位移传感器5、刀杆7。所述的八角环刀架I为一个多(12)棱柱式等横截面的左右对称的空心壳体件。八角环刀架I的前半部分为前端6,八角环刀架I的后半部分为固定端8,前端6与固定端8连成一体，八角环刀架I的左、右两端即前端6与固定端8的左、右端设置有左右对称的圆柱形通孔，两圆柱形通孔之间由一个长方体形通孔连通，两圆柱形通孔的左右侧壁(即左端圆柱形通孔的左侧壁与右端圆柱形通孔的右侧壁)上设置有和两圆柱形通孔(即左端圆柱形通孔与右端圆柱形通孔)连通的两矩形通孔(左端矩形通孔与右端矩形通孔)，前端6的前端面上设置有安装刀杆7的矩形凹槽，矩形凹槽的左右对称面与八角环刀架I左右对称面共面，车刀2的刀尖位于矩形凹槽与八角环刀架I的左右对称面内，固定端8的前端面上由上至下地设置有三个安装Z轴位移传感器3、Y轴位移传感器4与X轴位移传感器5的传感器通孔即Z传感器通孔、Y传感器通孔与X传感器通孔。Z传感器通孔、Y传感器通孔与X传感器通孔的回转轴线相互平行，并同处于八角环刀架I的左右对称面M内，左右对称面M平行于YOZ坐标面；Y传感器通孔的回转轴线处于八角环刀架I的中性层即中性面N内，中性面N平行于XOY坐标面。所述的刀杆7的一端设置有用于安装车刀的刀槽，杆7可以为单独的零件，也可以与八角环刀架I做成一体。所述的Z轴位移传感器3、Υ轴位移传感器4、Χ轴位移传感器5均为非接触的电容式传感器，均采用型号为ZCS1100的传感器，所述非接触的电容式位移传感器是指传感器与被测量目标为非接触的，在本专利技术中具体指Z轴位移传感器3、Y轴位移传感器4、X轴位移传感器5与刀架I的前端6为非接触的，并通过测量前端6与后端8之间的位移变化来获得测量数据。Z轴位移传感器3、Y轴位移传感器4、X轴位移本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三向切削力测量装置，其特征在于，所述的三向切削力测量装置包括八角环刀架（1）、车刀（2）、Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）、X轴位移传感器（5）与刀杆（7）；车刀（2）利用螺钉固定在刀杆（7）左端的刀槽内，刀杆（7）右端固定在八角环刀架（1）上的凹槽内，Z轴位移传感器（3）、Y轴位移传感器（4）与X轴位移传感器（5）由上至下地依次固定在八角环刀架（1）上的三个传感器通孔内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：呼烨，徐明旭，徐学正，张富，朱晓翠，刘建春，李贺，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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