一种智能盘形等高齿螺旋锥齿轮铣齿刀制造技术

本发明专利技术涉及一种智能盘形等高齿螺旋锥齿轮铣齿刀，包括刀盘

【技术实现步骤摘要】
一种智能盘形等高齿螺旋锥齿轮铣齿刀


[0001]本专利技术涉及铣齿刀
，具体涉及一种智能盘形等高齿螺旋锥齿轮铣齿刀
。

技术介绍

[0002]螺旋锥齿轮铣齿过程的切削力是数控铣齿机设计的重要数据，同时也是研究铣齿过程切削力监测
、
机床振动监测
、
刀具磨损监测
、
铣齿切削参数优化等并最终实现铣齿过程智能化的基础
。
铣齿加工过程中的切削力可以分解为反作用于铣齿刀的轴向力
、
径向力与圆周切向力
。
[0003]在等高齿螺旋锥齿轮铣齿加工过程中，采用齿轮啮合原理进行展成加工，铣齿每进给加工一次切削的面积和形状均不同，所以切削力波动很大
。
在加工过程中，机床的额定功率要大于最大切削功率，即机床能提供的切削力要大于最大切削力，且大部分铣削过程的切削力远远小于机床提供的力，并非每一个铣齿过程都充分利用了切削效能，导致对数控铣齿机的效率造成了很大的浪费
。
而且铣齿刀在使用一定次数以后，刀齿会发生磨损
、
变形等情况，若此时未提前发现受损的刀齿，继续加工则会造成工件质量下降，从而导致加工效率降低
。
为了提高铣齿刀切削效率，需要对各个刀齿承受的切削力和应变变化情况进行深入研究，对切削力和应力进行检测和研究对于提高切削效率
、
切削精度
、
提高机床的刚度和稳定性以及监测刀具磨损具有重要的意义
。
[0004]切削力可以通过理论公式进行推导计算，也可以通过实验实际测量获得
。
目前国内外已经有很多关于锥齿轮切削力的理论计算公式的论述，对锥齿轮切削力的定性分析和估算发挥了很大的作用，但这些理论公式是建立在有限的加工条件和假设条件下的，没有考虑详尽铣齿加工过程中的复杂情况，当切削条件发生改变时就导致理论公式使用受限
。
现有的切削力测量的实验方法大体上可以分为三种：一种是采用电流传感器，监测电机电流，通过数字滤波处理后，间接获得切削力的大小；另一种是将测力装置直接安装在切削刀具或工件上，直接获得切削力；再一种是使用振动传感器测量机床振动，间接获得切削力
。
上述实验方法对切削力的优化提供了有效的基础数据，但这些方法用于锥齿轮切削力测量时存在较大的误差，而且不能获得某一瞬时单个刀齿的实际受力情况
。
因此，为了准确的分析锥齿轮切削过程的切削力，急需开发一种可以有效测量切削力的方案
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能盘形等高齿螺旋锥齿轮铣齿刀，具有有效测量等高齿螺旋锥齿轮切削过程中的对应刀齿承受的切削力，同时测量对应刀齿的应变值的优点
。
[0006]本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种智能盘形等高齿螺旋锥齿轮铣齿刀，包括刀盘
、
内刀齿
、
外刀齿
、
双轴应变片
、
压力应变片
、
压紧块和接线端子，所述刀盘上端面开设刀齿槽和螺栓孔，所述内刀齿和所述外刀齿上均安装了所述双轴应变片和所述压力应变片，所述内刀齿和所述外刀齿分别置于
相邻的刀齿槽内，通过所述压紧块压紧，所述压紧块通过紧定螺栓固定，所述刀盘中心开设安装孔，所述刀盘中下部开设矩形槽，所述矩形槽底面与所述内刀齿的底面
、
所述外刀齿的底面和所述压紧块的底面接触，所述刀盘下端面开设中心锥孔和键槽；
[0008]所述内刀齿的背刀面
、
左右两个侧面
、
前后两个侧面和底面设置有内刀齿上方形凹槽一和内刀齿上引线槽一，所述外刀齿的背刀面
、
左右两个侧面
、
前后两个侧面和底面设置有外刀齿上方形凹槽二和外刀齿上引线槽二，所述双轴应变片和所述压力应变片的引线通过所述内刀齿上引线槽一和所述外刀齿上引线槽二分别汇聚成内刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线一和外刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线二，所述内刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线一和外刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线二分别从矩形槽的底面向外引出；
[0009]所述刀盘侧圆周阵列设置有用于安装所述接线端子的方形槽体，所述接线端子通过螺栓安装在方形槽体内，所述内刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线一和外刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线二作为一组与相近的所述接线端子连接，所述接线端子与外接电线连接
。
[0010]而且，所述刀齿槽内用于配合所述内刀齿和所述外刀齿的槽体和用于配合所述压紧块的槽体有一定倾斜角度，所述压紧块是具有对应倾斜角度的平行四边形体，所述内刀齿和所述外刀齿与对应的所述压紧块的配合面会留有未接触面，用于所述内刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线一和外刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线二的引出
。
[0011]而且，所述双轴应变片为若干个，包括内刀齿背刀面上的双轴应变片一和外刀齿背刀面上的双轴应变片二，分别安装在所述内刀齿和所述外刀齿的背刀面上
。
[0012]而且，所述压力应变片为若干个，包括内刀齿左右两个侧面的压力应变片一
、
内刀齿前后两个侧面的压力应变片二
、
内刀齿底面的压力应变片三
、
外刀齿左右两个侧面的压力应变片四
、
外刀齿前后两个侧面的压力应变片五和外刀齿底面的压力应变片六，分别安装在所述内刀齿和所述外刀齿的左右两个侧面
、
前后两个侧面和底面上
。
[0013]而且，所述压力应变片的两侧均设置有硅胶片
。
[0014]而且，所述内刀齿和所述外刀齿的背刀面上分别安装有方形薄钢片
。
[0015]本专利技术的优点和积极效果是：
[0016]1、
本专利技术通过在刀齿背刀面的方形凹槽内安装双轴应变片，可以测量切削时对应刀齿承受的应力值，以便提前监测刀齿的变形程度，选择更换或者修复磨损的刀齿，避免刀齿磨损过度而造成加工质量降低
。
[0017]2、
本专利技术通过在刀齿的左右两个侧面
、
前后两个侧面和底面的方形凹槽内分别安装压力应变片，实现了切削时实时测量对应刀齿各自承受的轴向力
、
径向力和圆周切向力，便于对切削参数进行实时调整，大大降低了加工时间，提高切削效率；且可以为后续利用机器学习技术预测和优化铣齿加工过程中的切削力提供原始样本数据
。
[0018]3、
本专利技术的铣齿刀具有结构设计合理紧凑
、
能够避免切削时切屑等污染双轴应变片
、
压力应变片和电气接头，检测精度高；不仅适用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种智能盘形等高齿螺旋锥齿轮铣齿刀，其特征在于：包括刀盘
(1)、
内刀齿
(2)、
外刀齿
(3)、
双轴应变片
(4)、
压力应变片
(5)、
压紧块
(6)
和接线端子
(7)
，所述刀盘
(1)
上端面开设刀齿槽
(12)
和螺栓孔
(15)
，所述内刀齿
(2)
和所述外刀齿
(3)
上均安装了所述双轴应变片
(4)
和所述压力应变片
(5)
，所述内刀齿
(2)
和所述外刀齿
(3)
分别置于相邻的刀齿槽
(12)
内，通过所述压紧块
(6)
压紧，所述压紧块
(6)
通过紧定螺栓
(61)
固定，所述刀盘
(1)
中心开设安装孔
(11)
，所述刀盘
(1)
中下部开设矩形槽
(16)
，所述矩形槽
(16)
底面与所述内刀齿
(2)
的底面
、
所述外刀齿
(3)
的底面和所述压紧块
(6)
的底面接触，所述刀盘
(1)
下端面开设中心锥孔
(13)
和键槽
(14)
；所述内刀齿
(2)
的背刀面
、
左右两个侧面
、
前后两个侧面和底面设置有内刀齿上方形凹槽一
(21)
和内刀齿上引线槽一
(22)
，所述外刀齿
(3)
的背刀面
、
左右两个侧面
、
前后两个侧面和底面设置有外刀齿上方形凹槽二
(31)
和外刀齿上引线槽二
(32)
，所述双轴应变片
(4)
和所述压力应变片
(5)
的引线通过所述内刀齿上引线槽一
(22)
和所述外刀齿上引线槽二
(32)
分别汇聚成内刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线一
(23)
和外刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线二
(33)
，所述内刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线一
(23)
和外刀齿上一个双轴应变片和五个压力应变片引出的引线二
(33)
分别从矩形槽
(16)
的底面向外引出；所述刀盘
(1)
侧圆周阵列设置有用于安装所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福聪，王康，张大卫，阎兵，戚厚军，邢侃，张宏杰，曹泽，宁健豪，马帅昭，邹璐洋，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：