一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置制造方法及图纸

一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置，在刀片和刀垫之间设有切削力测量单元，切削力测量单元的形状、尺寸与刀片、刀垫匹配，切削力测量单元为三明治结构，分别为上、下氧化铝绝缘层和中间器件层，中间器件层的内部集成有基于锰铜合金材料的敏感电阻，铜电极和引线电路的一端与基于锰铜合金材料的敏感电阻连通，另一端与切削力测量单元侧面的金属焊盘连通，从而使基于锰铜合金材料的敏感电阻与信号处理电路中的固定电阻连接构成惠斯通测量电桥，切削力测量单元采用MEMS技术进行加工，本发明专利技术具有兼容性好、通用性强、测量精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置
本专利技术涉及切削力测量
，特别涉及一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置。
技术介绍
切削力是影响机床加工精度、刀具寿命、切削效率等的重要因素，也是反映切削过程的可靠指标。通过切削力测量进行切削状态监测和控制，是实现高档数控机床智能化加工的关键方法之一，也能够为预报切削故障、研究切削机理、延长刀具寿命、优化切削工艺提供数据支持，对实现智能制造具有重要意义和实际价值。切削力传感器是进行切削力测量最常用的仪器，国内外学者研制了基于机械、电感、电容、振动、压电和应变等各种原理的切削力传感器，目前使用最广泛的是应变式切削力传感器和压电式切削力传感器。近两年，国内外学者开始进行新型切削力传感器的研究，通过将小型压电力传感器、表面声波应变传感器、合金薄膜电阻应变计等测量单元集成到常用数控车刀上进行切削力的测量。这类新型切削力传感器具有结构简单、使用方便的特点，可以直接在机床上安装使用而不影响机床原有加工性能。然而，在新型切削力传感器的研究中还存在以下问题亟待解决：(1)需要对原数控刀具结构进行进一步加工和改造，预留封装小型压电传感器等测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置，包括刀杆(9)，其特征在于：刀杆(9)的前端从上向下依次装有刀片(3)、切削力测量单元(5)、刀垫(4)，刀片(3)、切削力测量单元(5)、刀垫(4)通过压板(2)及刀片紧固螺钉(1)固定在刀杆(9)上，切削力测量单元(5)的信号输出端和信号处理电路(8)的信号输入端连接，信号处理电路(8)的信号输出端和信号采集设备(12)的信号输入端连接，信号采集设备(12)的信号输出端和数据存储和分析系统(13)的信号输入端连接；所述的切削力测量单元(5)的形状、尺寸与刀片(3)、刀垫(4)匹配，在切削力测量单元(5)的中间有一个圆柱状通孔(14)；切削力测量...

【技术特征摘要】
1.一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置，包括刀杆(9)，其特征在于：刀杆(9)的前端从上向下依次装有刀片(3)、切削力测量单元(5)、刀垫(4)，刀片(3)、切削力测量单元(5)、刀垫(4)通过压板(2)及刀片紧固螺钉(1)固定在刀杆(9)上，切削力测量单元(5)的信号输出端和信号处理电路(8)的信号输入端连接，信号处理电路(8)的信号输出端和信号采集设备(12)的信号输入端连接，信号采集设备(12)的信号输出端和数据存储和分析系统(13)的信号输入端连接；所述的切削力测量单元(5)的形状、尺寸与刀片(3)、刀垫(4)匹配，在切削力测量单元(5)的中间有一个圆柱状通孔(14)；切削力测量单元(5)为三明治结构，分别为上、下氧化铝绝缘层(15)和中间器件层(16)，中间器件层(16)的内部集成有基于锰铜合金材料的敏感电阻(17)，铜电极(18)以及引线电路(19)的一端与基于锰铜合金材料的敏感电阻(17)连通，另一端与切削力测量单元(5)侧面的金属焊盘(20)连通，从而使基于锰铜合金材料的敏感电阻(17)与信号处理电路(8)中的固定电阻连接构成惠斯通测量电桥。2.根据权利要求1所述的一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置，其特征在于：所述的刀杆(9)在靠近前端的四个侧面分别加工有带台阶的信号处理电路封装槽(6)，信号处理电路(8)安装在信号处理电路封装槽(6)内，其上层和下层分别为硅胶层(24)，通过真空蒸镀的方法在上层硅胶的表面制作一层金属铝膜(25)；电路封装盖板(7)以过盈配合的方式与信号处理电路封装槽(6)进行装配，将信号处理电路(8)与外界干扰隔离。3.根据权利要求1所述的一种基于锰铜合金微纳敏感单元的切削力测量装置，其特征在于：所述的刀杆(9)内部加工有导线通孔(10)，导线通孔(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵友，赵玉龙，葛晓慧，李莹雪，张琪，李村，刘明杰，赵云，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61