切削负压跟随检测机构制造技术

本实用新型专利技术公开了切削负压跟随检测机构。现在还没有特别适用于检测切削时刀口负压的检测机构。本实用新型专利技术的加热器和温度传感器均置于密闭工作室内；温度传感器的信号输出端接控制器，加热器由控制器控制；细管竖直固定在密闭工作室中，包括多个U型管组；U型管组包括多个U型管和连接各相邻U型管的弯管；除第一排U型管组的头端和最后一排U型管组的尾端外，各U型管组的首尾顺序依次通过弯管连接；细管一端由塞子封闭，另一端与导气管一端连接；与塞子连接的那个U型管位于塞子下方的竖直管段上设有长度值刻度；与塞子连接的U型管内注有液体，液体与塞子之间为空气柱。本实用新型专利技术能跟随刀具运动实时测量切削时刀口的负压。随刀具运动实时测量切削时刀口的负压。随刀具运动实时测量切削时刀口的负压。

【技术实现步骤摘要】
切削负压跟随检测机构


[0001]本技术属于切削负压检测
，特别涉及跟随刀具运动进行在线测量刀口负压的切削负压跟随检测机构。

技术介绍

[0002]刀具切削过程会在刀口位置产生负压，刀口处的负压对切削质量会造成影响，且切削产生的压强传递着机械设备运转过程中的多种信息，能帮助人们更好掌握设备运行状态，及时进行改进、维护。因此，研究刀具切削时刀口处的负压具有重要意义。而测量切削时刀口产生的负压需要测头跟随刀具运动，现有的负压测量仪器还难以做到跟随刀具运动。可见，现在还没有特别适用于检测切削时刀口负压的检测机构。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本技术提供一种切削负压跟随检测机构。
[0004]本技术包括密闭工作室、加热器、温度传感器、细管和摄像机；所述的密闭工作室固定在机架上；所述的加热器和温度传感器均置于密闭工作室内，摄像机置于密闭工作室外；温度传感器的信号输出端接控制器，加热器由控制器控制；所述的细管竖直固定在密闭工作室中，包括多个U 型管组；所述的U型管组包括多个U型管和连接各相邻U型管的弯管；除第一排U型管组的头端和最后一排U型管组的尾端外，各U型管组的首尾顺序依次通过弯管连接；细管采用透明材质，第一排的开口由塞子封闭，最后一排的开口与导气管一端连接；导气管另一端伸出密闭工作室外；与塞子连接的那个U型管位于塞子下方的竖直管段上设有长度值刻度；细管与塞子连接的U型管内注有液体，且液体与塞子之间为空气柱。
[0005]优选地，所述的控制器连接有液晶屏。
[0006]优选地，所述的摄像机固定在机架上，并对准液体与空气柱的分界面。
[0007]优选地，所述的摄像机由固定在机架上的升降机构驱动。
[0008]更优选地，所述的升降机构采用电动缸、液压缸、直线模组或剪叉式升降平台。
[0009]本技术有益效果在于：
[0010]1.本技术只需在切削刀具的前刀面中间位置开设通孔，并将导气管伸出测量工作室外的一端与通孔尾端连接，便能跟随刀具运动实时进行切削时刀口负压的测量。
[0011]2.本技术的细管横截面积较小，空气柱变化明显，能保证测量精度。
[0012]3.本技术可实现快速测量，抗干扰能力强，可靠性高，结构简单，成本低。
附图说明
[0013]图1为本技术的结构立体图；
[0014]图2为本技术中细管的结构立体图；
[0015]图中：1
‑
切削刀具；2
‑
导气管；3
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密闭工作室；4
‑
温度传感器；5
‑
细管。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本技术实施例中的技术方案进行详细说明。
[0017]如图1和2所示，切削负压跟随检测机构，包括密闭工作室3、加热器、温度传感器4、细管5和摄像机；密闭工作室3固定在机架上；加热器和温度传感器4均置于密闭工作室3内，摄像机置于密闭工作室3外；温度传感器的信号输出端接控制器，加热器由控制器控制；控制器可同时对温度信号进行测量，控制器可以根据现场情况，自动启动加热器，对密闭工作室3内的环境实际温度进行自动调节，将密闭工作室3内的温度稳定在很小的范围内，从而有效避免了外界温度变化对检测精度的影响；细管5 竖直固定在密闭工作室中，包括多个U型管组；U型管组包括多个U型管和连接各相邻U型管的弯管；除第一排U型管组的头端和最后一排U型管组的尾端外，各U型管组的首尾顺序依次通过弯管连接；细管采用透明材质，第一排的开口由塞子封闭，最后一排的开口与导气管2一端连接；导气管另一端伸出密闭工作室外；与塞子连接的那个U型管位于塞子下方的竖直管段上设有长度值刻度；细管与塞子连接的U型管内注有液体，且液体与塞子之间为空气柱。细管的作用是通过其中封闭的空气柱的长度变化量来计算切削时产生的压强变化量。细管的布置方式，可以在极小的空间内做得尽可能长，使得负压尽可能对细管内压力产生稳定的影响，从而提高检测的精度。
[0018]作为一个优选实施例，控制器连接有液晶屏，用于显示温度，以及通过按键设置温度。
[0019]作为一个优选实施例，摄像机固定在机架上，并对准液体与空气柱的分界面。
[0020]作为一个优选实施例，摄像机由固定在机架上的升降机构驱动升降。
[0021]作为一个更优选实施例，升降机构采用电动缸、液压缸、直线模组或剪叉式升降平台等。
[0022]该切削负压跟随检测机构，工作原理如下：
[0023]在切削刀具1的前刀面中间位置开设通孔，将切削刀具装配到机床上，并将本技术的导气管伸出密闭工作室外的一端与前刀面中间位置的通孔尾端连通；然后，开启摄像机记录液体与塞子之间的空气柱初始图像并传给上位机；接着，启动机床，使切削刀具对工件进行切削工作，摄像机记录液体与塞子之间的空气柱实时图像并传给上位机，则上位机计算得到切削刀具1刀口产生的负压并显示。
[0024]其中，上位机计算切削刀具1刀口产生的负压过程如下：
[0025]上位机根据摄像机传来的液体与塞子之间的空气柱初始图像以及实时图像算出空气柱长度初始值L0和当前值L1，得到液体与塞子之间的空气柱长度变化量：
[0026]ΔL＝L1‑
L0；
[0027]则切削刀具1刀口产生的负压：
[0028]Δp＝P0+2ρgΔL
‑
P0L0/(L0+ΔL)
[0029]其中，P0为液体与塞子之间的空气柱压强初始值，为一个标准大气压；ρ为液体的密度，g为重力加速度；
[0030]其中，负压Δp的计算式经过常规推导就能得到，具体由下列两个式子联立得到：
[0031]P0L0＝P1(L0+ΔL)
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(1)
[0032](P0‑
Δp)+2ρgΔL＝P1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0033]式(1)由公式P0V0＝P1V1(根据玻意耳定律建立)推导得到，V0为液体与塞子之间的
空气柱体积初始值，V1为液体与塞子之间的空气柱体积当前值，P1为液体与塞子之间的空气柱当前压强，推导过程如下：将细管的横截面积S代入公式P0V0＝P1V1，则得P0SL0＝P1SL1，化简后得 P0L0＝P1L1＝P1(L0+ΔL)。
[0034]式(2)是根据刀口产生负压后液体两端的气体压强差等于液体两端高度差形成的液体压强差而建立的。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.切削负压跟随检测机构，其特征在于：包括密闭工作室、加热器、温度传感器、细管和摄像机；所述的密闭工作室固定在机架上；所述的加热器和温度传感器均置于密闭工作室内，摄像机置于密闭工作室外；温度传感器的信号输出端接控制器，加热器由控制器控制；所述的细管竖直固定在密闭工作室中，包括多个U型管组；所述的U型管组包括多个U型管和连接各相邻U型管的弯管；除第一排U型管组的头端和最后一排U型管组的尾端外，各U型管组的首尾顺序依次通过弯管连接；细管采用透明材质，第一排的开口由塞子封闭，最后一排的开口与导气管一端连接；导气管另一端伸出密闭工作室外；与塞子...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建峰，袁选成，钱仁寅，何利华，
申请(专利权)人：杭州职业技术学院，
类型：新型
国别省市：