一种硬态车削机床稳定性综合检测系统的制作方法

本发明属于切削技术领域，涉及一种切削力、切削温度、振动及噪声同步实时测量的综合检测系统，特别是一种硬态车削机床稳定性综合检测系统。

背景技术：

硬态车削技术是一种新型的以车代磨的加工工艺，实施硬态车削工艺时，切削力大、切削温度高、振动大、噪音大，这些因素对工件成形精度、表面质量、刀具的使用寿命等有着重要的影响，因此，实时准确地测量切削力、切削温度、切削振动和切削产生的噪声将对提高工件的加工质量、延长刀具使用寿命有重要意义。

目前测量切削力普遍采用压电式力传感器，其安装形式主要有：安装在刀架上或者安装在刀片与刀柄之间的。上述这两种切削力测量装置存在几个问题：一是容易受到系统振动的干扰；二是安装难度大，要对机床部件的结构进行改进。

目前对切削温度的测量方法有主要有热电偶法和光、热辐射法，使用热电偶法测量切削温度时需要在刀具的被测点处钻一个小孔，这不仅费时费力，还会影响热流的分布，使得测量不是太准确，光、热辐射法往往会受到传感器具体布置范围的限制，无法直接获得切削区域内部的温度。

目前对切削力、切削温度、切削振动以及切削产生的噪声同步进行测量并实时输出的装置系统还未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的提供一种在硬态车削中能够实时同步测量切削力、切削温度、切削振动及切削产生的噪声的综合检测系统。该系统应用范围广，结构简单，综合性强，操作简单。此装置可以用于车床或者车削加工中心。

为实现上述目的，本发明的一种硬态车削机床稳定性综合检测系统包括刀片、刀柄、垫板、贴片式压力传感器、薄膜铂电阻温度传感器、噪声探测器、振动检测仪、温度信号转换模块、力信号转换模块、计算机。所述垫板置于刀片和刀柄之间，垫板上分别开有放置压力传感器和温度传感器的凹槽，贴片式压力传感器和薄膜铂电阻温度传感器分别放置于对应的凹槽中，刀片放置在垫片上面并用压板锁紧，压力传感器和温度传感器通过信号转换模块将信号进行转换，最后信号传输到计算机上进行显示，振动检测仪和噪声探测器分别置于刀架的两侧，通过引导线将信号传输到计算机。所述刀架安装振动检测仪的一侧开有小孔，振动检测仪的探头伸入小孔进行测量。

上述凹槽的形状和深度分别由温度传感器和压力传感器决定，并与温度传感器、压力传感器形状，高度相同。

本发明的有效增益是：应用广泛，只需要把开有凹槽的垫板安装到相应的刀柄上就可以使用，安装方便，操作简单，可以综合测量切削力、切削温度、切削振动和噪声，并能实时进行监控。

附图说明

图1为所述测试系统的切削-传感组件的结构示意图。

图2为所述测试系统在刀尖位置的局部图。

图1标记说明：2刀柄，7工件。

图2标记说明：1压板，2刀柄，3刀片，4薄膜铂电阻温度传感器，5垫板，6贴片式压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1和图2所示，本发明的一种硬态车削机床稳定性综合检测系统，主要由1压板，2刀柄，3刀片，4薄膜铂电阻温度传感器，5垫板，6贴片式压力传感器组成。

如图2所示，刀具前端，刀片与刀柄之间放置有垫板，垫板上开有两个凹槽，两个凹槽的形状大小分别与4薄膜铂电阻温度传感器和6贴片式压力传感器相同，分别用来放置两个传感器，从而可以得到切削温度和切削力信号。放置好4薄膜铂电阻温度传感器和6贴片式压力传感器之后，将刀片通过1压板固定好即可。

如图1所示，温度传感器的得到的信号通过导线传输到温度信号转换模块，转换成计算机能识别的信号，再由导线传输到计算机，通过相应的软件显示实时的切削温度；力传感器得到的力信号通过导线传输到力信号转换模块，转换成计算机能识别的信号，再由导线传输到计算机，通过相应的软件显示实时的切削力；刀架上一侧连接振动检测仪，另一侧连接噪声探测器，连接振动检测仪的一侧刀架上需要开一个小孔，使振动检测仪的探头伸入小孔中进行测量。振动检测仪和噪声探测器得到的数字信号可直接传输到计算机。

使用本发明系统对硬态车削中的切削力、切削温度、切削振动以及切削中产生的噪声这些信号最终都传输到电脑，从而可以对切削力、切削温度、切削振动及噪声进行实时的检测，具有实时、快捷、综合等特点。