一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪，包括刀柄，刀柄上固定有机电装置，机电装置包括电池，薄膜应变计，信号处理电路和信号发射装置，电池分别与薄膜应变计，信号处理电路和信号发射装置电连接。电池负责供应能源，薄膜应变计负责感知因切削力而产生的刀柄表面应变信号，信号处理电路对薄膜应变计测量的信号进行采集、放大处理，信号发射装置将信号处理电路处理的信息传输到信号接收装置，并上传至上位机进行数据分析。上传至上位机进行数据分析。上传至上位机进行数据分析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪


[0001]本专利技术属于切削力测量装置
，具体涉及一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪。

技术介绍

[0002]机械切削加工过程中，切削力是一项重要参数，通过监测切削力的大小与方向，可以用于刀具磨损和加工零件质量的预测与评估，同时也能指导加工参数的调整，对实现智能化生产制造具有重大意义。
[0003]切削力在刀具与工件的切削啮合点处产生，根据牛顿第三定律，切削力可以在工件端或刀具端测量。以铣削加工来说，可以采用工作台式测力仪测量工件端切削力，但因其存在装夹复杂、加工工件尺寸受限等缺陷而不能广泛适用于生产加工中；相反地，采用测量刀具端切削力的方式，可以很好地解决以上问题。
[0004]采用刀具端测量切削力的方式，常用的方法是通过感知刀具端机械变形进行间接测量切削力。例如在铣削加工中，可以通过感知刀柄的机械变形以测量切削力；其中常用的感知元件以电阻式应变传感器为主，又称电阻应变计，其工作原理为：当外界力/力矩引起被测件机械变形后，传感器内部敏感材料的几何形状也相应发生一定改变，导致敏感材料的电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪，其特征在于：包括刀柄，刀柄上固定有机电装置，机电装置包括电池，薄膜应变计，信号处理电路和信号发射装置，电池分别与薄膜应变计，信号处理电路和信号发射装置电连接；电池负责供应能源，薄膜应变计负责感知因切削力而产生的刀柄表面应变信号，信号处理电路对薄膜应变计测量的信号进行采集、放大处理，信号发射装置将信号处理电路处理的信息传输到信号接收装置，并上传至上位机进行数据分析。2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪，其特征在于：所述薄膜应变计的安装方法包括以下步骤：S1、对刀柄进行薄壁化处理；S2、在刀柄柱形表面加工出薄膜应变计放置区域；S3、在步骤S2中得到的区域内进行平面切割及抛光处理；S4、在步骤S3进行切割处理后的放置区域上安装薄膜应变计；S5、步骤S4中安装的薄膜应变计将刀柄所受的切削力信号进行分解并上传至上位机进行数据分析。3.根据权利要求2所述的一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪，其特征在于：所述步骤S2中薄膜应变计放置区域的数量为四个且相隔90
°
分布在刀柄的外表面。4.根据权利要求1所述的一种基于薄膜应变计的铣削力测量仪，其特征在于：所述步骤S5中将切削力可分解为沿轴向的力F
z
、指向刀具中心的力F
x
及沿刀具切向的力F
y
，以刀具中心点作为力分析对象，F
z
、F
x
和F
y
可分解为刀柄上的轴向力F
z
、弯矩M
x
、M
y
和扭矩T，单独的轴向力使刀柄表面产生拉伸、压缩的应变效果，在刀柄轴向的同一高度上，其表面周向上的主应变沿轴向方向，大小保持一致；单独的弯矩使刀柄表面也产生拉伸、压缩的应变效果，在刀柄轴向的同一高度上，其表面周向上的主应变沿轴向方向且呈正弦变化，相距180
°
的两处应变，大小相等、方向相反；单独...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁杰雄，胡翀，赖俊杰，吴宇舟，段莹瑞，王伟，王林江，林震，王啸东，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：