刀具应力温度检测装置及其制备方法制造方法及图纸

本申请提供了刀具应力温度检测装置及其制备方法，装置包括声表面波器件以及多层关键膜层，声表面波器件包括基底、压电薄膜以及叉指电极；多层关键膜层包括绝缘层以及隔热层，所述绝缘层包括上层绝缘层和下层绝缘层，所述下层绝缘层、所述压电薄膜、所述叉指电极、所述上层绝缘层以及所述隔热层自所述基底上方依次逐层沉积设置。本申请通过多个关键膜层对声表面波器件提供有效的保护并对外界环境起到一定的隔绝作用，具有倾斜c轴取向的压电薄膜在电信号的激励下可以产生两种模式，从而实现对刀具温度和应力的在线监测，结构简单，适配于各种数控机床上的刀具的在线检测。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及微电子，具体涉及一种刀具应力温度检测装置及其制备方法。

技术介绍

1、数控加工机床因加工效率高且工序集中等特点，已成为制造业中的主要加工设备。其中刀具是机床的直接执行件，加工过程中与工件和切屑直接接触，受到剧烈的摩擦和冲击，极易产生磨损，影响机床性能和加工质量。据统计，因刀具磨损造成机床停机时间占全部停机时间的20％，而有效的监测系统能提高加工效率，降低生产成本。因此，实现刀具的在线监测并建立完善的刀具数据管理系统具有重要的意义。

2、目前已有的刀具磨损检测大致可以分为直接检测法和间接检测法两种方式，其中直接检测法通过检测刀具几何尺寸或表面纹理是否发生变化判断刀具当前状态，通常需要停机，无法实现在线检测；而间接检测法则是利用在切削加工过程中与刀具磨损相关的变量参数来间接获取刀具磨损状态，无需在设备停机或者切削过程间隔中监测，但不能获得具体的刀具磨损量，易受传感器信号受加工工况、环境噪声和机床固有噪声的影响，较难保证检测结果的准确性。

3、现有针对刀具的检测大多处于离线检测及停机在线检测阶段，基于车间生产状况、刀具速度等因素本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种刀具应力温度检测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述压电薄膜为AlN压电薄膜、Sc掺杂AlN压电薄膜、PZT压电薄膜或ZnO压电薄膜。

3.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述叉指电极材料为Mo、Pt、Au或Al。

4.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述绝缘层为Cr2O3、Al2O3或AlN。

5.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述多层关键膜层还包括表面耐磨防护层，所述表面耐磨防护层沉积于所述隔热层上方。

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【技术特征摘要】

1.一种刀具应力温度检测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述压电薄膜为aln压电薄膜、sc掺杂aln压电薄膜、pzt压电薄膜或zno压电薄膜。

3.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述叉指电极材料为mo、pt、au或al。

4.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述绝缘层为cr2o3、al2o3或aln。

5.如权利要求1所述的刀具应力温度检测装置，其特征在于，所述多层关键膜层还包括表面耐磨防护层，所述表面耐磨防护层沉积于所述隔热层上方。

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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡耀，郑宇鹏，孙成亮，刘炎，林炳辉，许秉乾，李海洋，任玉奇，马新洋，杨兵，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：