一种应变式三维车削力的测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测力装置，尤其涉及一种应变式三维车削力的测量装置。
【背景技术】
[0002]在金属切削加工中，车削加工是最常见的加工方法之一。车削力是反映车削过程的重要指标，车削状态的每个微小变化都能通过车削力的变化反映出来，车削力大小与刀具磨损、加工精度、车削温度、功率消耗等有着密切关系，因此如何精确测量车削力对提高加工性能非常重要。
[0003 ]传统的车削力测力仪主要有机械式、液压式、电容式、电感式、压电式、应变式等类型。这些传统的车削力测力仪有些只能测出一个方向的力，即将主切削力视为所测得的切削力，有些能够实现三个方向力的测量，但是结构复杂并且三个分力之间容易耦合导致测量不准确。申请日为2013年10月10日、申请号为201310473529.0的发明专利申请公开了一种应变式集成化三维车削力传感器，它虽然能够测出三个方向的车削分力，但是由于其主要结构由两个竖直八角半环和两个水平八角半环组成，这些八角半环都是通过螺钉的形式固定在刀体上，这样的结构降低了测力仪的刚度、并且螺钉固定半八角环的形式不能用于高频振动的场合，因此该结构并不能准确测量动态切削力。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、静态精度高、动态特性好的应变式三维车削力的测量装置。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种应变式三维车削力的测量装置，包括车刀安装头、连接环和用于与车床刀架固定连接的连接头，车刀与所述的车刀安装头固定连接，所述的车刀安装头的外表面和所述的连接环的外表面均为正八面形，所述的车刀安装头与所述的连接头分别固定连接在所述的连接环外表面两个相正对的面上，所述的车刀安装头的轴向与所述的连接环的轴向相垂直，所述的车刀安装头的外表面两个相正对且与水平面相垂直的面上分别粘贴有第一应变片、第二应变片、第三应变片和第四应变片，其中所述的第一应变片和所述的第二应变片粘贴在同一个面上，所述的第三应变片和所述的第四应变片粘贴在同一个面上，所述的第一应变片、第二应变片、第三应变片和第四应变片组成用于测量车刀所受进给力的第一惠斯登电桥，所述的连接环外表面中的上水平面与其所正对的内表面分别对应粘贴有第五应变片和第六应变片，所述的连接环外表面的下水平面与其所正对的内表面分别对应粘贴有第八应变片和第七应变片，所述的第五应变片、第六应变片、第七应变片和第八应变片组成用于测量车刀所受背向力的第二惠斯登电桥，所述的连接环外表面中与所述的上水平面相邻的两个面上分别粘贴有第九应变片和第十应变片，所述的连接环外表面中与所述的下水平面相邻的两个面上分别粘贴有第十一应变片和第十二应变片，所述的第九应变片、第十应变片、第i^一应变片和第十二应变片组成用于测量车刀所受切削力的第三惠斯登电桥。
[0006]所述的车刀安装头的端部设置有用于插接车刀的车刀插槽，车刀插入所述的车刀插槽后通过螺栓与所述的车刀安装头固定连接。
[0007]所述的第一惠斯登电桥中所述的第一应变片和所述的第二应变片置于对臂，所述的第三应变片和所述的第四应变片置于对臂，所述的第二惠斯登电桥中所述的第五应变片和所述的第七应变片置于对臂，所述的第六应变片和所述的第八应变片置于对臂，所述的第三惠斯登电桥中所述的第九应变片和所述的第十二应变片置于对臂，所述的第十应变片与所述的第十一应变片置于对臂。
[0008]所述的车刀安装头与所述的连接头一体焊接或一体注塑在所述的连接环外表面上。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的优点是通过该测量装置来测量车刀所受的三维车削力，其测量静态精度高、动态特性好，能够很好地实现对静、动态力的测量，且整个装置结构简单、成本低。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型在车床刀架上的安装示意图；
[0011]图2为本实用新型的结构不意图；
[0012]图3为本实用新型的车刀安装头的端部示意图；
[0013]图4为本实用新型的连接环的端面示意图；
[0014]图5为三组惠斯登电桥的连接示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0016]如图所示，一种应变式三维车削力的测量装置，包括车刀安装头1、连接环2和用于与车床刀架100固定连接的连接头3，车刀安装头I的端部设置有用于插接车刀200的车刀插槽11，车刀200插入车刀插槽11后通过螺栓与车刀安装头I固定连接，车刀安装头I的外表面和连接环2的外表面均为正八面形，车刀安装头I与连接头3分别一体焊接或一体注塑在连接环2外表面两个相正对的面上，车刀安装头I的轴向与连接环2的轴向相垂直，车刀安装头I的外表面两个相正对且与水平面相垂直的面上分别粘贴有第一应变片R1、第二应变片R2、第三应变片R3和第四应变片R4，其中第一应变片Rl和第二应变片R2粘贴在同一个面上，第三应变片R3和第四应变片R4粘贴在同一个面上，第一应变片Rl、第二应变片R2、第三应变片R3和第四应变片R4组成用于测量车刀200所受进给力Ff的第一惠斯登电桥，如图5(a)所示，且在第一惠斯登电桥中第一应变片Rl和第二应变片R2置于对臂，第三应变片R3和第四应变片R置于对臂，连接环2外表面中的上水平面与其所正对的内表面分别对应粘贴有第五应变片R5和第六应变片R6，连接环2外表面的下水平面与其所正对的内表面分别对应粘贴有第八应变片R8和第七应变片R7，第五应变片R5、第六应变片R6、第七应变片R7和第八应变片R8组成用于测量车刀200所受背向力Fp的第二惠斯登电桥，如图5(b)所示，且在第二惠斯登电桥中第五应变片R5和第七应变片R7置于对臂，第六应变片R6和第八应变片R8置于对臂，连接环2外表面中与上水平面相邻的两个面上分别粘贴有第九应变片R9和第十应变片R10，连接环2外表面中与下水平面相邻的两个面上分别粘贴有第十一应变片Rll和第十二应变片R12，第九应变片R9、第十应变片R10、第^^一应变片Rll和第十二应变片R12组成用于测量车刀200所受切削力Fe的第三惠斯登电桥，如图5(c)所示，且在第三惠斯登电桥中第九应变片R9和第十二应变片R12置于对臂，第十应变片RlO与第^^一应变片Rll置于对臂。
【主权项】
1.一种应变式三维车削力的测量装置，其特征在于包括车刀安装头、连接环和用于与车床刀架固定连接的连接头，车刀与所述的车刀安装头固定连接，所述的车刀安装头的外表面和所述的连接环的外表面均为正八面形，所述的车刀安装头与所述的连接头分别固定连接在所述的连接环外表面两个相正对的面上，所述的车刀安装头的轴向与所述的连接环的轴向相垂直，所述的车刀安装头的外表面两个相正对且与水平面相垂直的面上分别粘贴有第一应变片、第二应变片、第三应变片和第四应变片，其中所述的第一应变片和所述的第二应变片粘贴在同一个面上，所述的第三应变片和所述的第四应变片粘贴在同一个面上，所述的第一应变片、第二应变片、第三应变片和第四应变片组成用于测量车刀所受进给力的第一惠斯登电桥，所述的连接环外表面中的上水平面与其所正对的内表面分别对应粘贴有第五应变片和第六应变片，所述的连接环外表面的下水平面与其所正对的内表面分别对应粘贴有第八应变片和第七应变片，所述的第五应变片、第六应变片、第七应变片和第八应变片组成用于测量车刀所受背向力的第二惠斯登电桥，所述的连接环外表面中与所述的上水平面相邻的两个面上分别粘贴有第九应变片和第十应变片，所述的连接环外表面中与所述的下水平面相邻的两个面上分别粘贴有第十一应变片和第十二应变片，所述的第九应变片、第十应变片、第十一应变片和第十二应变片组成用于测量车刀所受切削力的第三惠斯登电桥。2.如权利要求1所述的一种应变式三维车削力的测量装置，其特征在于所述的车刀安装头的端部设置有用于插接车刀的车刀插槽，车刀插入所述的车刀插槽后通过螺栓与所述的车刀安装头固定连接。3.如权利要求1所述的一种应变式三维车削力的测量装置，其特征在于所述的第一惠斯登电桥中所述的第一应变片和所述的第二应变片置于对臂，所述的第三应变片和所述的第四应变片置于对臂，所述的第二惠斯登电桥中所述的第五应变片和所述的第七应变片置于对臂，所述的第六应变片和所述的第八应变片置于对臂，所述的第三惠斯登电桥中所述的第九应变片和所述的第十二应变片置于对臂，所述的第十应变片与所述的第十一应变片置于对臂。4.如权利要求1所述的一种应变式三维车削力的测量装置，其特征在于所述的车刀安装头与所述的连接头一体焊接或一体注塑在所述的连接环外表面上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种应变式三维车削力的测量装置，特点是包括车刀安装头、连接环和用于与车床刀架固定连接的连接头，车刀安装头的外表面和连接环的外表面均为正八面形，车刀安装头与连接头分别固定连接在连接环外表面两个相正对的面上，车刀安装头的轴向与连接环的轴向相垂直；优点是通过该测量装置来测量车刀所受的三维车削力，其测量静态精度高、动态特性好，能够很好地实现对静、动态力的测量，且整个装置结构简单、成本低。
【IPC分类】B23Q17/09
【公开号】CN205201202
【申请号】CN201520955227
【发明人】邱辉, 李国平, 李剑锋, 吕雪军
【申请人】宁波大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月26日