本发明涉及磨削加工，具体是一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具。
背景技术：
1、磨削加工广泛应用于金属及其他材料的粗、精加工，是非常重要的切削加工方式。然而在实际应用中，现有磨削加工技术由于磨削刀具的结构所限，存在如下问题：其一，在现有磨削加工技术中，由于磨削刀具无法实时监测工况参数，导致磨床的上位机无法根据工况参数实时调控加工工艺参数，由此导致加工质量较差。其二，在现有磨削加工技术中，磨削刀具仅仅利用磨削力来去除工件材料，此种去除方式不仅导致加工效率较低，而且导致磨削刀具使用寿命较短。基于此，有必要发明一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，以解决现有磨削加工技术加工质量较差、加工效率较低、磨削刀具使用寿命较短的问题。
技术实现思路
1、本发明为了解决现有磨削加工技术加工质量较差、加工效率较低、磨削刀具使用寿命较短的问题，提供了一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具。
2、本发明是采用如下技术方案实现的：
3、一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，包括超声纵扭变幅杆、纵扭压力调控装置、传感器安装盘a、桥式无线压阻传感器、传感器安装盘b、四个无线温度传感器、磨削盘、四根紧固螺栓；所述纵扭压力调控装置包括传动盘a、传动盘b、可压缩弹性环；
4、其中，超声纵扭变幅杆为空心结构；超声纵扭变幅杆的侧壁下部贯通开设有导液孔a；超声纵扭变幅杆的下端壁中央贯通开设有导液孔b；超声纵扭变幅杆的下外端面边缘开设有四个沿周向等距排列的盲螺孔；
5、传动盘a的上盘面与超声纵扭变幅杆的下外端面同轴对接；传动盘a的盘面中央贯通开设有导液孔c，且导液孔c与导液孔b正对；传动盘a的盘面边缘贯通开设有四个沿周向等距排列的紧固孔a，且四个紧固孔a与四个盲螺孔一一正对；
6、传动盘b同轴设置于传动盘a的下方，且传动盘b的上盘面与传动盘a的下盘面之间留有距离；传动盘b的盘面中央贯通开设有导液孔d，且导液孔d与导液孔c正对；传动盘b的盘面边缘贯通开设有四个沿周向等距排列的紧固孔b，且四个紧固孔b与四个紧固孔a一一正对；
7、可压缩弹性环同轴夹设于传动盘b的上盘面与传动盘a的下盘面之间；
8、传感器安装盘a的上盘面与传动盘b的下盘面同轴对接；传感器安装盘a的盘面中央开设有导液孔e，且导液孔e与导液孔d正对；传感器安装盘a的盘面边缘贯通开设有四个沿周向等距排列的紧固孔c，且四个紧固孔c与四个紧固孔b一一正对；传感器安装盘a的盘面贯通开设有四个沿周向等距排列的传感器安装孔a；传感器安装盘a的上盘面开设有四道沿周向等距排列的传感器安装凹槽；四道传感器安装凹槽和四个传感器安装孔a沿周向交错排列且连通为一体；
9、桥式无线压阻传感器的四个压阻块一一对应地嵌设于四个传感器安装孔a内；桥式无线压阻传感器的四根桥臂一一对应地嵌设于四道传感器安装凹槽内；
10、传感器安装盘b的上盘面与传感器安装盘a的下盘面同轴对接；传感器安装盘b的盘面中央贯通开设有导液孔f，且导液孔f与导液孔e正对；传感器安装盘b的盘面边缘贯通开设有四个沿周向等距排列的紧固孔d，且四个紧固孔d与四个紧固孔c一一正对；传感器安装盘b的盘面贯通开设有四个沿周向等距排列的传感器安装孔b；
11、四个无线温度传感器一一对应地嵌设于四个传感器安装孔b内；
12、磨削盘的上盘面与传感器安装盘b的下盘面同轴对接；磨削盘的盘面中央贯通开设有导液孔g，且导液孔g与导液孔f正对；磨削盘的盘面边缘贯通开设有四个沿周向等距排列的紧固孔e，且四个紧固孔e与四个紧固孔d一一正对；磨削盘的下盘面延伸设置有由多个磨削凸起构成的磨削凸起阵列；
13、四根紧固螺栓一一对应地同时贯穿四个紧固孔e、四个紧固孔d、四个紧固孔c、四个紧固孔b、四个紧固孔a，且四根紧固螺栓的尾端一一对应地旋拧于四个盲螺孔内。
14、工作时，超声纵扭变幅杆的上外端面与磨床的主轴下端面之间同轴固定有超声波换能器，超声波换能器的输入端连接有超声波发生器，导液孔a与磨床的磨削液供给系统连通，桥式无线压阻传感器和四个无线温度传感器均与磨床的上位机无线连接，磨削凸起阵列与工件表面接触。
15、具体工作过程如下：启动磨床，磨床的主轴进行旋转，由此驱动超声波换能器、超声纵扭变幅杆、纵扭压力调控装置、传感器安装盘a、桥式无线压阻传感器、传感器安装盘b、四个无线温度传感器、磨削盘、四根紧固螺栓一起进行旋转。同时，启动超声波发生器，超声波发生器将市电转换为超声频交变电流信号，并将超声频交变电流信号传输至超声波换能器，超声波换能器将超声频交变电流信号转换为纵向超声振动，纵向超声振动经超声纵扭变幅杆转换为纵扭复合超声振动，超声纵扭变幅杆由此驱动纵扭压力调控装置、传感器安装盘a、桥式无线压阻传感器、传感器安装盘b、四个无线温度传感器、磨削盘、四根紧固螺栓一起进行纵扭复合超声振动。此时，磨削凸起阵列和纵扭复合超声振动共同使得磨削盘的下盘面与工件表面之间存在介观尺度的空隙，达到了空化现象发生的条件。在磨削力与空化效应的协同作用下，工件材料被去除，由此实现磨削加工。
16、在上述过程中，来自磨削液供给系统的磨削液依次经导液孔a、导液孔b、导液孔c、导液孔d、导液孔e、导液孔f、导液孔g流动至工件表面。桥式无线压阻传感器实时监测磨削压力，并将监测结果实时发送至磨床的上位机。四个无线温度传感器实时监测磨削温度，并将监测结果实时发送至磨床的上位机。磨床的上位机一方面根据磨削压力实时调控纵扭复合超声振动的振幅，另一方面根据磨削温度实时调控磨削液的流速。可压缩弹性环能够自动调控纵扭复合超声振动引起的微米级纵向位移，由此防止磨削凸起阵列与工件表面硬接触，从而避免磨削盘寿命损失、降低工件表面质量损伤的可能性。
17、基于上述过程，与现有磨削加工技术相比，本发明所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具通过采用全新结构，具备了如下优点：其一，本发明通过设置桥式无线压阻传感器和四个无线温度传感器，实现了对工况参数（磨削压力、磨削温度）进行实时监测，由此使得磨床的上位机能够根据工况参数实时调控加工工艺参数（纵扭复合超声振动的振幅、磨削液的流速），从而有效提高了加工质量。其二，本发明通过在磨削盘上设置磨削凸起阵列，并驱动磨削盘进行纵扭复合超声振动，实现了利用磨削力与空化效应的协同作用来去除工件材料，此种去除方式不仅有效提高了加工效率，而且有效延长了磨削刀具的使用寿命。
18、本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有磨削加工技术加工质量较差、加工效率较低、磨削刀具使用寿命较短的问题，适用于磨削加工。
1.一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：包括超声纵扭变幅杆（1）、纵扭压力调控装置、传感器安装盘a（5）、桥式无线压阻传感器、传感器安装盘b（7）、四个无线温度传感器（8）、磨削盘（9）、四根紧固螺栓（10）；所述纵扭压力调控装置包括传动盘a（2）、传动盘b（3）、可压缩弹性环（4）；
2.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：还包括密封垫圈a（11）、密封垫圈b（12）、密封垫圈c（13）、密封垫圈d（14）；导液孔b（1.2）为头部朝下的沉头孔；导液孔c（2.1）为头部朝上的沉头孔；导液孔d（3.1）为头部朝下的沉头孔；导液孔e（5.1）为双沉头孔；导液孔f（7.1）为双沉头孔；导液孔g（9.1）为头部朝上的沉头孔；密封垫圈a（11）同时嵌设于导液孔b（1.2）和导液孔c（2.1）内；密封垫圈b（12）同时嵌设于导液孔d（3.1）和导液孔e（5.1）内；密封垫圈c（13）同时嵌设于导液孔e（5.1）和导液孔f（7.1）内；密封垫圈d（14）同时嵌设于导液孔f（7.1）和导液孔g（9.1）内。
3.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：超声纵扭变幅杆（1）的侧壁上部贯通开设有四个沿周向等距排列的竖向条孔（1.4）；超声纵扭变幅杆（1）的侧壁下部贯通开设有六个沿周向等距排列的斜向条孔（1.5）。
4.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：导液孔a（1.1）的数目为两个，且两个导液孔a（1.1）相互正对。
5.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：可压缩弹性环（4）的径向截面呈v形。
6.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：四个传感器安装孔a（5.3）均为方孔；四道传感器安装凹槽（5.4）的截面均呈方形。
7.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：桥式无线压阻传感器的四个压阻块（6.1）均为石墨烯压阻块。
8.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：四个传感器安装孔b（7.3）均为头部朝上的沉头孔。
9.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：导液孔g（9.1）的下端孔口设有倒角；四个紧固孔e（9.2）均为头部朝下的沉头孔。
10.根据权利要求1所述的一种具有工况监测功能的过盈式超声纵扭自调控磨削刀具，其特征在于：四根紧固螺栓（10）均为内六角螺栓。