智能刀具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種刀具，具體的說，涉及了一種能夠?qū)Φ毒吖ぷ鲄?shù)進(jìn)行監(jiān)測的智能刀具。
【背景技術(shù)】
[0002]刀具作為機(jī)械切削加工過程中重要的工具，如何在切削加工過程中檢測刀具所處的狀態(tài)至關(guān)重要。刀具工作狀態(tài)包括刀具應(yīng)力、應(yīng)變、溫度分布、切削力、切削溫度、刀具切削振動、刀具磨損和破壞等，這些狀態(tài)直接影響刀具的壽命、加工效率、加工精度和加工表面質(zhì)量等。通過實時監(jiān)測刀具切削狀態(tài)可以實現(xiàn)刀具的在線故障識別和預(yù)警，提高加工過程的可靠性和加工效率，降低加工成本以及提高加工自適應(yīng)控制性能和數(shù)控系統(tǒng)的集成性會K。
[0003]目前現(xiàn)有的監(jiān)測方式大體分為兩種:一種在刀桿上增加傳感器，但是這種方法由于傳感器距離刀頭距離較遠(yuǎn)，因此測量的工作狀態(tài)有限，如壓力、溫度等都無法直接測量；一種是在刀頭內(nèi)嵌入傳感器，雖然傳感器的直接測試對象為刀頭，但傳感器的引入，對刀具本身的性能產(chǎn)生了影響，為加工帶來了不確定性。
[0004]為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、監(jiān)測方便和采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的智能刀具。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種智能刀具，包括刀桿和固定在所述刀桿上的刀墊，所述刀墊上安裝有刀片，所述刀墊上位于所述刀片下方設(shè)置有刀片狀態(tài)檢測傳感器，所述刀桿上設(shè)置有用于將所述刀片壓設(shè)在所述刀墊上的壓緊裝置。
[0007]基于上述，所述刀墊對應(yīng)所述刀片下方開設(shè)有安裝槽，所述刀片狀態(tài)檢測傳感器包括分別安裝在所述安裝槽內(nèi)的壓力傳感器、溫度傳感器、振動傳感器和聲音傳感器。
[0008]基于上述，它還包括電源和連接所述電源的處理器模塊，所述處理器模塊分別連接所述壓力傳感器、所述溫度傳感器、所述振動傳感器和所述聲音傳感器，所述處理器模塊連接有信號發(fā)射器用于發(fā)送采集到的刀片狀態(tài)信息。
[0009]基于上述，所述壓緊裝置包括一端固定在所述刀桿上的壓緊桿和調(diào)節(jié)螺栓，所述壓緊桿的中部開設(shè)有調(diào)節(jié)螺紋孔，所述調(diào)節(jié)螺栓擰設(shè)在所述調(diào)節(jié)螺紋孔內(nèi)，所述壓緊桿的另一端壓設(shè)在所述刀片上。
[0010]本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進(jìn)步，具體的說，本實用新型改變傳統(tǒng)的檢測方法，通過設(shè)置在所述刀片和所述刀墊之間的刀片狀態(tài)檢測傳感器，采集刀片的工作參數(shù);進(jìn)一步說所述刀墊設(shè)置有安裝槽，便于安裝所述刀片狀態(tài)檢測傳感器;其具有設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、監(jiān)測方便和采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0013]如圖1所示，一種智能刀具，它包括刀桿I和固定在所述刀桿I上的刀墊2，該智能刀具安裝在機(jī)床上，用于加工機(jī)械零件。所述刀桿I固定在機(jī)床上，所述刀墊2根據(jù)不同刀片的形狀進(jìn)行選擇，以此滿足各類刀片的安裝需求。所述刀墊2上安裝有刀片3，所述刀墊2上位于所述刀片3下方設(shè)置有刀片狀態(tài)檢測傳感器4，利用所述刀片狀態(tài)檢測傳感器4對刀片的工作參數(shù)進(jìn)行實時的采集，所述刀桿I上設(shè)置有用于將所述刀片3壓設(shè)在所述刀墊2上的壓緊裝置，以此對所述刀片3進(jìn)行固定。
[0014]本實施例中為了方便設(shè)置刀片狀態(tài)檢測傳感器，所述刀墊2對應(yīng)所述刀片3下方開設(shè)有安裝槽5，所述刀片狀態(tài)檢測傳感器包括分別安裝在所述安裝槽5內(nèi)的壓力傳感器、溫度傳感器、振動傳感器和聲音傳感器。以此完成對刀片壓力、溫度、振動和聲音參數(shù)的采集，由于采用壓緊裝置對刀片3進(jìn)行固定，故能夠?qū)?yīng)刀片受到的壓力和振動參數(shù)進(jìn)行采集。
[0015]所述安裝槽5的形狀根據(jù)安裝傳感器的類型進(jìn)行設(shè)置，保證所述安裝槽5呈上寬下窄的形狀，同時為了方便安裝將各類傳感器進(jìn)行封裝，以此將傳感器嵌入所述刀墊2。本實用新型將傳感器植入刀墊，與刀片直接接觸，但又不對刀片進(jìn)行改造，既能夠保證測量的精度，又避免了對刀片改造而引起的刀片性能的改變;所述刀片狀態(tài)檢測傳感器4采用嵌入是結(jié)構(gòu)，可重復(fù)循環(huán)使用，刀墊磨損后，拆下所述刀片狀態(tài)檢測傳感器進(jìn)行循環(huán)使用。
[0016]為了方便采集數(shù)據(jù)的上傳，該智能刀具還包括電源和連接所述電源的處理器模塊，所述處理器模塊分別連接所述壓力傳感器、所述溫度傳感器、所述振動傳感器和所述聲音傳感器，所述處理器模塊連接有信號發(fā)射器用于發(fā)送采集到的刀片狀態(tài)信息，以此進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的上傳;本實施例中為了方便設(shè)置和安裝，所述電源和所述處理器模塊安裝在所述安裝槽5內(nèi)，以此使得采集到的數(shù)據(jù)及時傳輸。
[0017]本實施例中，所述壓緊裝置包括一端固定在所述刀桿I上的壓緊桿6和調(diào)節(jié)螺栓7，所述壓緊桿6的中部開設(shè)有調(diào)節(jié)螺紋孔，所述調(diào)節(jié)螺栓7擰設(shè)在所述調(diào)節(jié)螺紋孔內(nèi)，所述壓緊桿6的另一端壓設(shè)在所述刀片3上，通過調(diào)整所述調(diào)節(jié)螺栓7完成刀片3的固定，便于進(jìn)行壓力的監(jiān)測。
[0018]具體監(jiān)測時，壓力傳感器的作用:壓力傳感器主要有兩個功能，其一是確定所述刀片3是否夾緊，利用扭矩扳手調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)螺栓7對刀片3進(jìn)行夾緊，此時壓力壓力傳感器會檢測到壓力信息，經(jīng)過多次試驗和校核，可以確定夾緊標(biāo)準(zhǔn)，便于安裝，再次安裝同類刀片時可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，只要達(dá)到確定數(shù)值即為夾緊，小于該數(shù)值則表示未夾緊，大于該數(shù)值則表示過緊。其二，在生產(chǎn)過程中，隨著切削的不斷進(jìn)行，刀片會不斷磨損，則磨削的阻力增大，刀片所受的壓力也增大，通過壓力傳感器測定的壓力增大的數(shù)值可以用來判斷刀片的磨損程度并判斷是否報廢。
[0019]溫度傳感器的作用:由于所述溫度傳感器與所述刀片3直接接觸，可直接檢測刀片3的溫度，切削速度越高，則所述刀片3溫度越高，另外，刀片磨損越嚴(yán)重，則刀片溫度越高；因此可以根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度反應(yīng)刀片3目前的使用狀態(tài)。并經(jīng)過數(shù)據(jù)積累優(yōu)化切削工藝，如針對某一型號的刀片，某一溫度可以發(fā)揮該刀具的切削效率。
[0020]振動傳感器的作用:可以檢測加工過程中的刀片3的振動，特別適用于長時間批量加工，可以后期對所監(jiān)控的振動信號曲線作對比，若發(fā)現(xiàn)曲線異常則說明加工過程中有異常振動出現(xiàn)，便于檢查加工工件表面精度。
[0021]聲音傳感器的作用:可以檢測加工過程中的聲音，通過聲音判斷加工狀態(tài)是否存在異常。
[0022]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制;盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種智能刀具，包括刀桿和固定在所述刀桿上的刀墊，其特征在于:所述刀墊上安裝有刀片，所述刀墊上位于所述刀片下方設(shè)置有刀片狀態(tài)檢測傳感器，所述刀桿上設(shè)置有用于將所述刀片壓設(shè)在所述刀墊上的壓緊裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能刀具，其特征在于:所述刀墊對應(yīng)所述刀片下方開設(shè)有安裝槽，所述刀片狀態(tài)檢測傳感器包括分別安裝在所述安裝槽內(nèi)的壓力傳感器、溫度傳感器、振動傳感器和聲音傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能刀具，其特征在于:它還包括電源和連接所述電源的處理器模塊，所述處理器模塊分別連接所述壓力傳感器、所述溫度傳感器、所述振動傳感器和所述聲音傳感器，所述處理器模塊連接有信號發(fā)射器用于發(fā)送采集到的刀片狀態(tài)信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的智能刀具，其特征在于:所述壓緊裝置包括一端固定在所述刀桿上的壓緊桿和調(diào)節(jié)螺栓，所述壓緊桿的中部開設(shè)有調(diào)節(jié)螺紋孔，所述調(diào)節(jié)螺栓擰設(shè)在所述調(diào)節(jié)螺紋孔內(nèi)，所述壓緊桿的另一端壓設(shè)在所述刀片上。
【專利摘要】本實用新型提供了一種智能刀具，它包括刀桿和固定在所述刀桿上的刀墊，所述刀墊上安裝有刀片，所述刀墊上位于所述刀片下方設(shè)置有刀片狀態(tài)檢測傳感器，所述刀桿上設(shè)置有用于將所述刀片壓設(shè)在所述刀墊上的壓緊裝置。該智能刀具利用刀墊上的傳感器對刀具進(jìn)行工作參數(shù)的監(jiān)測；其具有設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、監(jiān)測方便和采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的優(yōu)點。
【IPC分類】B23Q17/09, B23B27/00
【公開號】CN205362716
【申請?zhí)枴緾N201521102643
【發(fā)明人】李丙文, 馬寧
【申請人】富耐克超硬材料股份有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月24日