一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法及系统技术方案

本发明专利技术属于载荷分布测量技术领域，公开了一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法及系统，设置有支撑底座，两侧的支撑底座上通过通过四颗底座固定螺栓固定有支撑平台。支撑平台的中间通过两颗工字型铁块固定螺栓固定有工字型铁块，工字型铁块前面两侧焊接有两个感应片，在工字型铁块侧面焊接有信号输出口，信号输出口与两个感应片连接。支撑平台通过四颗支撑平台固定螺栓固定有测试平台，测试平台的中间开有切削凹槽，四颗支撑平台固定螺栓上套有阻尼弹簧。该刀刃切削力载荷分布的测量装置将物体所受到挤压变形转换为不同的电信号，从而间接的计算出刀刃载荷的大小及分布，该方法装置简单，操作简便，能够较为精确地计算刀刃的分布载荷。

Measuring method and system for cutting edge load distribution of dry cutting cutter

The invention belongs to the technical field of load distribution measurement, and discloses a method and system for measuring the load distribution of cutting edge of dry cutting gear cutter. A supporting base is provided, and a supporting platform is fixed on both sides of the supporting base by fixing bolts through four bases. In the middle of the supporting platform, I-shaped iron blocks are fixed by two I-shaped iron blocks fixed bolts. Two inductive plates are welded on the front and two inductive plates on the front of the I-shaped iron blocks, and a signal output port is welded on the side of the I-shaped iron blocks. The signal output port is connected with two inductive plates. The test platform is fixed by four fixed bolts of the supporting platform. A cutting groove is arranged in the middle of the test platform, and a damping spring is arranged on the four fixed bolts of the supporting platform. The measuring device of cutting force load distribution on the cutting edge converts the extrusion deformation of the object into different electrical signals, thus indirectly calculating the size and distribution of the cutting edge load.

【技术实现步骤摘要】
一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法及系统
本专利技术属于载荷测量
，尤其涉及一种一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法及系统。
技术介绍
载荷试验是器械工具在生产研制中不可缺少的一个重要环节，载荷试验其目的是用来验证设计的产品是否满足实际的工作需要。试验人员要根据实际的生产需求来准确的测量工具表面或者内部载荷是怎样分布的，从而可以使设计者合理的设计产品。目前，刀刃在生产出来之后缺少刀刃的载荷测量试验，使得设计者无法得到刀刃在实际的生产应用中真实的受力情况及载荷分布，使得后期的产品设计改良缺少准确的数据。综上所述，现有技术存在的问题是：刀刃缺少相关的切削载荷试验，无法为后期的产品改良提供良好的数据支持。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量装置。本专利技术是这样实现的，一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量装置，该刀刃切削刃载荷分布的测量装置两侧设置有支撑底座，两侧的支撑底座上通过通过四颗底座固定螺栓固定有支撑平台。支撑平台的中间通过两颗工字型铁块固定螺栓固定有工字型铁块，工字型铁块前面两侧焊接有两个感应片，在工字型铁块侧面焊接有信号输出口，信号输出口与两个感应片连接。支撑平台通过四颗支撑平台固定螺栓固定有测试平台，测试平台的中间开有切削凹槽，四颗支撑平台固定螺栓上套有阻尼弹簧。本专利技术的另一目的在于提供一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法，所述干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法包括：在测试平台上用刀刃在平台表面和切削凹槽内做切削模拟动作，测试平台受到压力而发生挤压变形，带动下面固定的工字型铁块做出相同的挤压变形，工字型铁块上的感应片因工字型铁块左右两侧的挤压变形程度不一样而产生不同的电信号，通过信号输出口输出，传送到上位机上，通过信号模拟计算，可算出刀刃切削载荷的分布情况；所述上位机接收的挤压变形时频重叠信号的表达式如下：y(t)＝x1(t)+x2(t)+…xp(t)+n(t)；其中xi(t)表示第i个分量挤压变形信号，p为分量挤压变形信号个数，n(t)表示高斯噪声挤压变形信号，y(t)表示接收的时频重叠挤压变形信号，其三阶累积量的表达式如下：C3y(τ1,τ2)＝E[y(t)y(t+τ1)y(t+τ2)]；其中，τ1，τ2为两个不同时延；由三阶累积量的性质，高斯噪声的三阶累积量恒等于零，上式表示为：令即C3y(τ1,τ2)＝C3x(τ1,τ2)；对C3y(τ1,τ2)进行二次傅里叶变换可得到时频重叠挤压变形信号的双谱B3y(ω1,ω2)：B3y(ω1,ω2)＝B3x(ω1,ω2)＝X(ω1)X(ω2)X*(ω1+ω2)；其中，ω1，ω2为两个不同频率；所述上位机时频重叠MASK的挤压变形信号模型表示为：其中，N为时频重叠挤压变形信号的信号分量个数，n(t)是加性高斯白噪声，si(t)为时频重叠信号的信号分量，其表示为式中Ai表示挤压变形信号分量的幅度，ai(m)表示信号分量的码元符号，p(t)表示成型滤波函数，Ti表示挤压变形信号分量的码元周期，fci表示挤压变形信号分量的载波频率，表示挤压变形信号分量的相位；MASK信号的循环双谱的对角切片谱表示为：其中，y(t)表示MASK信号，α是y(t)的循环频率，fc表示挤压变形信号的载波频率，T是挤压变形信号的码元周期，k为整数，Ca,3表示随机序列a的三阶累积量，δ()是冲激函数，P(f)是成型脉冲函数，表达式为：对循环双谱的对角切片谱取f＝0截面得到：对于MASK信号，其循环双谱的对角切片谱的f＝0截面，在处存在峰值，并携有挤压变形信号的载频信息；由于循环双谱的对角切片谱满足线性叠加性，则时频重叠MASK信号循环双谱的对角切片谱的表达式为：其中，是常数，与第i个挤压变形信号分量的调制方式有关，Ti是第i个挤压变形信号分量的码元周期。进一步，所述刀刃切削载荷的分布值转换方法包括：Y表示转换后的结果；M1变送器输出为满量程时模/数转换器的转换值；M0输出为零点时模/数转换器的转换值；Mout某一次采样时模/数转换器的转换值；S1测量参数的上限；S0测量参数的下限。进一步，所述上位机通过信号模拟计算出刀刃切削载荷的分布情况包括：所承受的载荷：P0＝T0/(k0·d0)(3)单位时间内、单位面积上分别从前刀面和后刀面流入刀刃的热流密度分别为：本专利技术的优点及积极效果为：该刀刃切削刃载荷分布的测量装置将物体所受到挤压变形转换为不同的电信号，从而间接的计算出刀刃载荷的大小及分布，该方法装置简单，操作简便，能够较为精确地计算刀刃的分布载荷。附图说明图1是本专利技术实施例提供的刀刃切削刃载荷分布的测量装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的刀刃切削刃载荷分布的测量装置的爆炸结构示意图；图中：1、支撑底座；2、支撑平台；3、阻尼弹簧；4、测试平台；5、切削凹槽；6、工字型铁块；7、信号输出口；8、感应片；9、底座固定螺栓；10、支撑平台固定螺栓；11、工字型铁块固定螺栓。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。下面结合附图对本专利技术的结构作详细的描述。如图1和图2所示，本专利技术实施例提供的刀刃切削刃载荷分布的测量装置两侧设置有支撑底座1，两侧的支撑底座1上通过通过四颗底座固定螺栓9固定有支撑平2台。支撑平台2的中间通过两颗工字型铁块固定螺栓11固定有工字型铁块6，工字型铁块6前面两侧焊接有两个感应片8，在工字型铁块6侧面焊接有信号输出口7，信号输出口7与两个感应片8连接。支撑平台2通过四颗支撑平台固定螺栓10固定有测试平台4，测试平台4的中间开有切削凹槽5，四颗支撑平台固定螺栓10上套有阻尼弹簧3。本专利技术的工作原理是：在测试平台4上用刀刃在平台表面和切削凹槽5内做切削模拟动作，测试平台4受到压力而发生挤压变形，带动下面固定的工字型铁块6做出相同的挤压变形，工字型铁块6上的感应片8因工字型铁块6左右两侧的挤压变形程度不一样而产生不同的电信号，通过信号输出口7输出，传送到上位机上，通过信号模拟计算，可算出刀刃切削载荷的分布情况。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法，其特征在于，所述干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法包括：在测试平台上用刀刃在平台表面和切削凹槽内做切削模拟动作，测试平台受到压力而发生挤压变形，带动下面固定的工字型铁块做出相同的挤压变形，工字型铁块上的感应片因工字型铁块左右两侧的挤压变形程度不一样而产生不同的电信号，通过信号输出口输出，传送到上位机上，通过信号模拟计算，可算出刀刃切削载荷的分布情况；所述上位机接收的挤压变形时频重叠信号的表达式如下：y(t)＝x1(t)+x2(t)+…xp(t)+n(t)；其中xi(t)表示第i个分量挤压变形信号，p为分量挤压变形信号个数，n(t)表示高斯噪声挤压变形信号，y(t)表示接收的时频重叠挤压变形信号，其三阶累积量的表达式如下：C3y(τ1,τ2)＝E[y(t)y(t+τ1)y(t+τ2)]；其中，τ1，τ2为两个不同时延；由三阶累积量的性质，高斯噪声的三阶累积量恒等于零，上式表示为：

【技术特征摘要】
1.一种干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法，其特征在于，所述干切剐齿刀切削刃载荷分布的测量方法包括：在测试平台上用刀刃在平台表面和切削凹槽内做切削模拟动作，测试平台受到压力而发生挤压变形，带动下面固定的工字型铁块做出相同的挤压变形，工字型铁块上的感应片因工字型铁块左右两侧的挤压变形程度不一样而产生不同的电信号，通过信号输出口输出，传送到上位机上，通过信号模拟计算，可算出刀刃切削载荷的分布情况；所述上位机接收的挤压变形时频重叠信号的表达式如下：y(t)＝x1(t)+x2(t)+…xp(t)+n(t)；其中xi(t)表示第i个分量挤压变形信号，p为分量挤压变形信号个数，n(t)表示高斯噪声挤压变形信号，y(t)表示接收的时频重叠挤压变形信号，其三阶累积量的表达式如下：C3y(τ1,τ2)＝E[y(t)y(t+τ1)y(t+τ2)]；其中，τ1，τ2为两个不同时延；由三阶累积量的性质，高斯噪声的三阶累积量恒等于零，上式表示为：令即C3y(τ1,τ2)＝C3x(τ1,τ2)；对C3y(τ1,τ2)进行二次傅里叶变换可得到时频重叠挤压变形信号的双谱B3y(ω1,ω2)：B3y(ω1,ω2)＝B3x(ω1,ω2)＝X(ω1)X(ω2)X*(ω1+ω2)；其中，ω1，ω2为两个不同频率；所述上位机时频重叠MASK的挤压变形信号模型表示为：其中，N为时频重叠挤压变形信号的信号分量个数，n(t)是加性高斯白噪声，si(t)为时频重叠信号的信号分量，其表示为式中Ai表示挤压变形信号分量的幅度，ai(m)表示信号分量的码元符号，p(t)表示成型滤波函数，Ti表示挤压变形信号分量的码元周期，fci表示挤压变形信号分量的载波频率，表示挤压变形信号分量的相位；MASK信号的循环双谱的对角切片谱表示为：其中，y(t)表示MASK信号，α是y(t)的循环频率，fc表示挤压变形信号的载波频率，T是挤压变形信号的码元周期，k为整数，Ca,3表示随机序列a的三阶累积量，δ()是冲激函数，P(f)是成型脉冲函...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓强，王利华，张春友，
申请(专利权)人：内蒙古民族大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15