CN104634688B - 刀具切削以及磨削测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开的刀具切削以及磨削测试仪包括：刀具运动系统，包括水平驱动装置、旋转驱动装置以及刀具夹持件，水平驱动装置与刀具夹持件连接，旋转驱动装置与刀具夹持件连接；工件运动系统，包括竖直驱动装置、摆动驱动装置以及用于驱动工件回转的主轴装置，竖直驱动装置与摆动驱动装置连接且可驱动摆动驱动装置沿竖直方向移动，摆动驱动装置连接主轴装置以驱动主轴装置相对竖直驱动装置摆动；传感检测系统，包括各种传感器；电路控制系统，电路控制系统与刀具运动系统、工件运动系统以及传感检测系统连接以控制其启动和停止，电路控制系统具有人机交互界面以至少输入指令和输出检测结果。本发明测试效率高，测量精度好，且适用范围广。

Description

刀具切削以及磨削测试仪

技术领域

本发明属于机械加工中的材料测试领域，具体涉及一种刀具切削以及磨削测试仪。

背景技术

刀具是材料加工过程中的必要工具，其切削特性将直接影响刀具的使用寿命、材料的加工质量等，进而影响材料的最终服役性能，因此研究刀具的切削特性及其磨损状态十分重要。然而，目前的实验研究手段主要借助于成型的机床或是加工中心，具体来说是直接利用机床的机构特点和工作性能来自定义组装实验装置，而鲜有专门的刀具测试仪器。在实验设计阶段，一方面要根据机床性能考虑参数配置，当实验需要较大的主轴转速、较高的进给精度、较强的主轴功率时，会对机床本身的性能提出更高的要求；另一方面实验设备会受到机床结构及加工方式的限制，要综合考虑刀具和工件的安装是否合理，传感器是否会在实验调试及进行过程中遭到损坏。在实验实施阶段，往往还需额外加工辅助的实验设备，如刀具工装、工件工装、传感器工装等，用于将刀具、工件和传感器等固定在机床的工作台上，或是进行相互组装。除此之外，机床大多是面向生产的，因此还需协调实验周期与生产周期。综上所述，亟需设计一种专门用于刀具切削性能及磨损状态研究的装置或是仪器。

现阶段关于刀具的切削性能及磨损状态的研究方法有很多，主要是在现有机床的基础上自行设计实验装置，通过热电偶、测力仪、功率传感器、声发射传感器等设备在线检测机械加工过程中的温度、力、功率、声发射等物理信号，再通过电子显微镜离线观测刀具的磨损形态和磨损量，将这些物理量中的关键点相互对应或与实验参数相关联，从而进行机理分析、工艺优化等研究。此外，在磨削研究方面，由于砂轮是由磨粒组成这一特点，很多学者从单颗磨粒的角度入手来研究磨削机理，将砂轮的宏观特性看作是大量磨粒微观特性的集成，从而揭示磨削过程中的各种物理现象。但是单颗磨粒尺寸较小，观察与实验极为不便，因此目前的单颗磨粒切削实验或是划痕试验机仅能针对大粒度磨粒，并且实验速度远远低于实际的单颗磨粒切削速度，不能有效模拟磨削过程中磨粒与工件的相互作用。

基于目前常用的几种依托成型机床的自定义实验装置的组合形式，并综合考虑能够准确反映刀具-工件的切削特征的主要物理量，本发明提供一种刀具切削以及磨削测试仪，这里的刀具不仅包括普通车刀，还包括特制的单颗磨粒刀具以及砂轮，可用来研究以上三种刀具与不同工件的加工特性，为深入理解切削以及磨削机理提供专门的实验设备。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种测量精确、通用性好的刀具切削以及磨削测试仪。

根据本发明实施例的刀具切削以及磨削测试仪包括：刀具运动系统，包括水平驱动装置、旋转驱动装置以及用于夹持刀具的刀具夹持件，所述水平驱动装置与所述刀具夹持件连接以驱动所述刀具夹持件沿水平方向移动，所述旋转驱动装置与所述刀具夹持件连接；工件运动系统，包括竖直驱动装置、摆动驱动装置以及用于驱动工件回转运动的主轴装置，所述竖直驱动装置与所述摆动驱动装置可枢转地连接并驱动所述摆动驱动装置沿竖直方向移动，所述摆动驱动装置与所述主轴装置连接以驱动所述主轴装置相对竖直驱动装置摆动以改变工件的切削深度；传感检测系统，包括用于检测刀具夹持件水平移动的第一直线位移传感器、用于检测主轴装置竖直移动的第二直线位移传感器、用于检测刀具温度的温度传感器、用于检测刀具与工件接触所产生的声发射信号的声发射传感器、用于检测刀具的受力状况的测力传感器以及用于检测工件以及刀具磨损状况的图像传感器；电路控制系统，所述电路控制系统与所述水平驱动装置以及竖直驱动装置连接以控制其启动和停止，所述电路控制系统与所述传感检测系统连接以控制所述传感检测系统的启动和停止，所述电路控制系统具有人机交互界面以至少输入指令和输出检测结果。

根据本发明实施例的刀具切削以及磨削测试仪测量精确、通用性好。

优选地，所述旋转驱动装置为第一电机，所述刀具夹持件为转盘，多个刀具沿所述刀具夹持件的周向设置，每个所述刀具包括刀具基体以及安装在所述刀具基体上的刀头或磨粒，所述第一电机的输出端与所述转盘连接以切换刀具。

优选地，所述传感检测系统还包括用于检测转盘转动角度的角度传感器。

优选地，所述旋转驱动装置为第二电机，所述刀具夹持件为法兰，所述刀具为砂轮，所述第二电机与所述法兰连接以驱动所述砂轮转动。

优选地，所述主轴装置包括：高速电主轴，所述高速电主轴包括第三电机以及主轴；液压驱动件，所述液压驱动件与所述主轴连接；工件夹持件，所述液压驱动件与所述工件夹持件连接以驱动所述工件夹持件夹紧或松开所述工件。

优选地，主轴装置还包括容纳壳，所述容纳壳包括：壳体，所述壳体与所述摆动驱动装置的输出端连接，所述壳体内限定出容纳所述工件的容纳腔，所述壳体的侧壁上具有供刀具伸入的工作窗口，所述壳体的一端形成安装口；盖体，所述盖体与所述壳体配合以封闭所述安装口，所述盖体具有用于与所述工件的第一端配合的夹紧定心装置；其中，所述主轴以及所述工件夹持件伸入所述壳体内以夹紧所述工件的第二端。

优选地，所述容纳腔内设有用于降低所述容纳腔内温度的散热装置。

优选地，所述容纳腔内具有用于降低主轴的转动摩擦的润滑装置。

优选地，所述摆动驱动装置包括：第四电机，所述第四电机与所述竖直驱动装置连接；蜗杆，所述蜗杆与所述第四电机的输出端连接；蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合且所述蜗轮与所述主轴装置连接以驱动所述工件摆动。

优选地，所述摆动驱动装置还包括显示所述主轴装置的摆动角度的角度测量件。

优选地，所述第四电机具有两个输出轴，其中一个输出轴形成为所述第四电机的输出端，另一输出轴上设有手动旋钮。

优选地，所述水平驱动装置以及所述竖直驱动装置均包括：直线驱动件；以及至少一个导轨滑台组件，每个导轨滑台组件包括相对地面固定的导轨以及可滑动地设在所述导轨上的滑台，多个所述滑台与所述直线驱动件的输出端连接；其中，所述水平驱动装置的导轨的导向方向沿水平方向，所述竖直驱动装置的导轨的导向方向沿竖直方向。

优选地，所述导轨滑台组件的个数为偶数个且对称分布在所述直线驱动件的两侧。

优选地，所述直线驱动件包括：第五电机；滚珠丝杠组件，其具有螺杆以及螺母，所述螺母可转动地套设在所述螺杆外，所述第五电机的输出端与所述螺杆连接，所述滑台与所述螺母连接。

附图说明

图1是根据本发明实施例的刀具切削以及磨削测试仪的组成结构示意图。

图2是根据本发明实施例的工件处于恒定切削深度条件下的示意图。

图3是根据本发明实施例的工件处于变切削深度条件下的示意图。

附图标记：

刀具切削以及磨削测试仪100，刀具200，工件300，

刀具运动系统10，

水平驱动装置11，旋转驱动装置12，刀具夹持件13，

工件运动系统20，竖直驱动装置21，

摆动驱动装置22，第四电机221，蜗杆222，蜗轮223，角度测量件224，

主轴装置23，第三电机231，主轴232，液压驱动件233，工件夹持件234，容纳壳235，壳体235a，盖体235b，夹紧定心装置236，

散热装置24，润滑装置25，

传感检测系统30，第一直线位移传感器31，第二直线位移传感器32，温度传感器33，声发射传感器34，图像传感器35，测力传感器36，角度传感器37，

电路控制系统40，人机交互界面41，

直线驱动件1，第五电机1a，滚珠丝杠组件1b，导轨滑台组件2，导轨2a，滑台2b。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1-3描述本发明实施例的刀具切削以及磨削测试仪100。

如图1所示，根据本发明实施例的刀具切削以及磨削测试仪100包括：刀具运动系统10、工件运动系统20、传感检测系统30、电路控制系统40。

其中，刀具运动系统10包括水平驱动装置11、旋转驱动装置12以及用于夹持刀具200的刀具夹持件13，水平驱动装置11与刀具夹持件13连接以驱动刀具夹持件13沿水平方向移动，旋转驱动装置12与刀具夹持件13连接。刀具200可以是车刀、磨粒或砂轮。

工件运动系统20包括竖直驱动装置21、摆动驱动装置22以及用于驱动工件300回转运动的主轴装置23，竖直驱动装置21与主轴装置23可枢转地连接且可驱动主轴装置23沿竖直方向移动，摆动驱动装置22与主轴装置23连接以驱动主轴装置23相对竖直驱动装置21摆动以改变工件300的切削深度。

传感检测系统30包括用于检测刀具夹持件13移动的第一直线位移传感器31、用于检测主轴装置23移动的第二直线位移传感器32、用于检测刀具200温度的温度传感器33、用于检测刀具200与工件300接触所产生的声音的声发射传感器34、用于检测刀具200的受力状况的测力传感器36以及用于检测工件300以及刀具磨损状况的图像传感器35。

电路控制系统40与水平驱动装置11以及竖直驱动装置21连接以控制其启动和停止，电路控制系统40与传感检测系统30连接以控制传感检测系统30的启动和停止，电路控制系统40具有人机交互界面41以至少输入指令和输出检测结果。其中电路控制系统40还可以检测刀具运动系统10以及工件运动系统20以及传感检测系统30的故障。

根据本发明实施例的刀具切削以及磨削测试仪，利用刀具运动系统10控制刀具200沿水平方向运动进行对刀以及使刀具200处于指定切削深度等，利用工件运动系统20控制工件300沿竖直方向的进给，利用第一直线位移传感器31实时检测刀具200对刀以及切削的精准性，利用第二直线位移传感器32实时检测工件300沿进给方向运动的精确性；利用温度传感器33、声发射传感器34、测力传感器36、图像传感器35等检测加工过程中刀具200以及工件300的状况；利用电路控制系统40控制水平驱动装置11、竖直驱动装置21以及传感检测系统30的运动。

综上，首先，该刀具切削以及磨削测试仪100能够有效模拟普通刀具200、单颗磨粒刀具200、砂轮与工件300表面的相互作用过程，为研究刀具切削及磨损机理、磨粒磨削及磨损机理、工艺参数优化提供了硬件支持；其次，该测试仪还可以实现恒定切削深度以及变切削深度的切削或磨削测试；再次，该测试仪不仅可以进行不同速度条件下的刀具切削测试，又可进行不同速比条件下的砂轮磨削测试，摆脱了刀具或砂轮的常规测试需要依赖大型机床甚至加工中心的限制，解决了研发实验周期与产品生产周期较难协调的问题。此外，本发明实施例的刀具切削以及磨削测试仪体积精巧，机构紧凑。

其中，该刀具切削以及磨削测试仪100通过综合查看图像传感器35和测力传感器36的信号可实现更为准确的对刀操作；通过温度传感器33可获得切削区或磨削区中刀具以及工件表面的温度信号，用以分析工件烧伤、工艺参数与温度的关系、温度对刀具寿命的影响等；通过声发射传感器34可获得切削或磨削过程中刀具与工件相互作用所产生的声信号，用以分析刀具失效或砂轮磨损与工件表面完整性之间的关系等；通过图像传感器35可在线观测加工前后刀具的形貌变化及磨损量以及工件表面的划痕，进而可以计算材料去除率、磨削比等，以便于了解刀具与工件之间的作用机理；通过测力传感器36可获得刀具在切加工过程中的力信号数据，用以计算功率、力比等。

具体地，直线位移传感器的固定端安装在测试仪的机架上，移动端与刀具夹持件13接触，测力传感器36安装在第三电机231上，在安装过程中要确保第三电机231固定紧密，这样测力传感器36测得的信号才能更准确地反映刀具或砂轮的受力情况。

在一优选实施例中，旋转驱动装置12为第一电机，刀具夹持件13为转盘，多个刀具200沿刀具夹持件13的周向设置，每个刀具200包括刀具基体以及安装在刀具基体上的刀头或磨粒，第一电机的输出端与转盘连接以切换刀具200。由此，通过旋转驱动装置12驱动转盘的转动，进而带动沿转盘周向分布的刀头或磨粒转动，实现了刀具200的自动切换。转盘上可全部是各种车刀刀头，也可全部是各种种类、大小的磨粒，也可部分是车刀刀头，部分是磨粒。该测试仪可研究多种车刀的切削状况以及多种磨粒的磨削状况，使用范围更广，具有更好的通用性。

有利地，传感检测系统30还包括用于检测转盘转动角度的角度传感器37。这样，通过设置在转盘上的角度传感器37可以检测转盘的转动角度，从而能够检测出自动换刀时刀具200的定位是否精准，提高了测试仪的测试精度。角位移传感器则保证每次换刀后刀具轴线始终与工件300径向方向重合，为准确对刀做好准备。

在一些实施例中，旋转驱动装置12为第二电机，刀具夹持件13为法兰，刀具200为砂轮，第二电机与法兰连接以驱动砂轮转动。由此，第二电机带动法兰转动，从而使砂轮能够在指定的转动速度下旋转，砂轮的转动速度可根据需要调节，便于磨削原理的研究。

需要说明的是，第一电机和第二电机可以是同一个电机，将转盘安装到电机上完成车刀或是磨粒的测试后可将转盘取下，之后将法兰安装到电机上就可进行砂轮的磨削性能测试。

如图1所示，在另一些实施例中，主轴装置23包括：高速电主轴、液压驱动件233、工件夹持件234。高速电主轴包括第三电机231以及主轴232，主轴232与液压驱动件233连接，液压驱动件233与工件夹持件234连接以驱动工件夹持件234夹紧或松开工件300。具体地，工件夹持件234的顶端可设置突出轴，工件300为回转件且具有沿轴向的定位孔，定位孔嵌套在凸出轴上。由此，第三电机231驱动主轴232旋转进而驱动工件300沿自身轴线回转运动，液压驱动件233带动工件夹持件234自动夹紧或松开工件300，实现了工件300的自动夹紧。

在一优选实施例中，结合图2看，主轴装置23还包括容纳壳235，容纳壳235包括：壳体235a、盖体235b。具体而言，壳体235a与摆动驱动装置22的输出端连接，壳体235a内限定出容纳工件300的容纳腔，壳体235a的侧壁上具有供刀具200伸入的工作窗口，壳体235a的一端形成安装口；盖体235b与壳体235a配合以封闭安装口，盖体235b具有用于与工件300的第一端配合的夹紧定心装置236；其中，主轴232以及工件夹持件234伸入壳体235a内以夹紧工件300的第二端。

具体地，如图2所示，盖体235b下方有夹紧定心装置236，该夹紧定心装置236可以是顶尖，当关闭盖体235b后，位于工件300两端的夹紧定心装置236以及工件夹持件234将工件300沿轴向固定并夹紧。由此，打开盖体235b就可以将工件300从壳体235a内取出以对容纳腔内部进行清洁维护；夹紧定心装置236以及工件夹持件234能够降低工件300在转动过程中的跳动和振动，保证加工的精确性。此外，主轴232被垂直安装在工作容腔的底面上，避免发生常规的“电机-带传动机构-工件模式”在工件旋转过程中的受力不均和周期性颤振等问题。

进一步地，如图1所示，容纳腔内设有用于降低容纳腔内温度的散热装置24。具体地，散热装置24可以为风扇。优选地，容纳腔内具有用于降低主轴232的转动摩擦的润滑装置25。具体地，润滑装置25可以是设置在容纳腔内的喷油嘴以及油槽等等。

参照图1，在一实施例中，摆动驱动装置22包括：第四电机221、蜗杆222、蜗轮223。第四电机221与竖直驱动装置21连接，蜗杆222与第四电机221的输出端连接，蜗轮223与蜗杆222啮合且蜗轮223与主轴装置23连接以驱动工件300摆动。具体而言，蜗轮223与主轴装置23的容纳壳235固定连接，且容纳壳235上设有回转轴承，该回转轴承的外圈嵌套在回转轴承上，该回转轴承的内圈与竖直驱动装置21连接。由此，蜗轮223蜗杆222传动的自锁性使主轴装置23相对竖直驱动装置21的旋转角度不会因为工作容腔自身重力的作用而发生回转；同时摆动驱动装置22使主轴装置23向刀具200发生偏转，从而使切削深度沿工件300轴线方向变化。

需要说明的是，摆动驱动装置22在水平驱动装置11的移动方向以及竖直驱动装置21的移动方向所在的平面内，以保证刀具200对工件300的加工连续性。

优选地，结合图1看，摆动驱动装置22还包括显示主轴装置23的摆动角度的角度测量件224。具体地，角度测量件224包括表盘以及指针，指针与蜗轮223连接且随蜗轮223转动而转动，通过指针所指的刻度变化即可直接读出工件300的摆动角度。

具体地，第四电机221具有两个输出轴，其中一个输出轴形成为第四电机221的输出端，另一输出轴上设有手动旋钮。这样，可以通过手动驱动和电动驱动两种方式中的任一种驱动其中一侧输出轴转动，便于操作。

如图1所示，在一实施例中，水平驱动装置11以及竖直驱动装置21均包括直线驱动件1以及至少一个导轨滑台组件2，每个导轨滑台组件2包括相对地面固定的导轨2a以及可滑动地设在导轨2a上的滑台2b，多个滑台2b与直线驱动件1的输出端连接；其中，水平驱动装置11的导轨2a的导向方向沿水平方向，竖直驱动装置21的导轨2a的导向方向沿竖直方向。具体而言，水平驱动装置11的滑台2b与刀具夹持件13连接，竖直驱动装置21的滑台2b与主轴装置23连接。由此，通过直线驱动件1驱动滑台2b沿导轨2a的移动，从而实现工件300沿竖直方向运动以进给，以及刀具200沿水平方向运动以对到并达到指定切削深度。

优选地，导轨滑台组件2的个数为偶数个且对称分布在直线驱动件1的两侧。具体地，水平驱动装置11的导轨滑台组件2的数量为两个，两个导轨滑台组件2分别设置在其直线驱动件1的两侧，直线驱动件1同步驱动两个滑台2b移动，两个滑台2b均与刀具夹持件13连接。就竖直驱动装置21而言，竖直驱动装置21的导轨滑台组件2的数量为四个，四个导轨滑台组件2两两对称地分布在其直线驱动件1的两侧，直线驱动件1同步驱动四个滑台2b的移动，其中两个滑台2b与主轴装置23连接，另两个滑台2b与摆动驱动装置22连接，由此带动主轴装置23与摆动驱动装置22沿竖直方向移动。

本领域普通技术人员可以理解，各个滑台2b上可分别设置相应的连接支架与摆动驱动装置22、主轴装置23以及刀具夹持件13连接。

可选择地，直线驱动件1包括：第五电机1a以及滚珠丝杠组件1b，滚珠丝杠组件1b具有螺杆以及螺母，螺母可转动地套设在螺杆外，第五电机1a的输出端与螺杆连接，滑台2b与螺母连接。由此，第五电机1a与滚珠丝杠组件1b连接实现了螺母的直线运动，进而带动滑台2b沿导轨2a做直线运动。本领域普通技术人员可以理解，直线驱动件1还可以采用直线电机或其它直线驱动装置。

下面参照本发明的一具体实施例描述刀具200切削以及磨削测试仪100的测试过程。

在图1所示的具体实施例中，本发明的测试过程为：

S1、将选定的工件300按照容纳腔的尺寸要求预先加工成中间带有定位孔的回转件，并对工件300先粗车，再精磨，以保证工件300的外圆周面的粗糙度不超过2μm。这样，在普通刀具200切削、单颗磨粒刀具200切削或砂轮磨削后可观测到工件300表面的划痕，便于计算材料去除率及其他参数。

S2、工件300准备完成后，打开容纳壳235的盖体235b，将工件300夹持在工件夹持件234上，工件夹持件234通过液压驱动件233驱动并被安装在位于容纳腔底面的主轴232上；关闭盖体235b，工件300的一端被盖体235b内部的夹紧定心装置236固定，另一端被工件夹持件234固定，同时保证工件300、工件夹持件234和主轴232的轴线重合，以降低工件在旋转过程中的圆度跳动。

其中，如果对工件300转速要求较高时，还需调试工件300以及工件夹持件234整体的动平衡。

S3、在恒定切削深度条件下，通过电路控制系统40的人机交互平台来控制第五电机1a运动并带动水平驱动装置11中的滑台2b水平移动，使刀具200通过容纳壳235的工作窗口靠近工件300，当在图像传感器35中观察到刀具200与工件300发生接触并在测力传感器36中检测到一个较大的峰值时，对刀工作完成，停止第五电机1a。

在变切削深度条件下，既可协同控制水平驱动装置11的滑台2b和竖直驱动装置21的滑台2b的运动来实现刀具200与工件300相对位置的改变，从而使切削深度发生改变，又可通过调节摆动驱动装置22来改变工件300与刀具200的切削角度。以调节摆动驱动装置22为例，通过人机交互平台控制第四电机221工作，进而控制蜗轮223带动容纳壳235以及工件300摆动至指定位置。如图2、3所示，工件300倾斜角度为α，工件300被刀具200所切削的轴向高度为h，则切削深度变化量Ad＝h·tanα。

S4、在人机交互平台中输入工件300的切削深度或磨削深度，通过人机交互平台控制第五电机1a运动并带动水平驱动装置11运动，查看直线位移传感器中刀具200的移动位移，当达到设定数值后停止第五电机1a。

S5、通过人机交互平台开启第三电机231以使工件300按照转速要求旋转，开启竖直驱动装置21的第五电机1a，容纳壳235与工件300随滑台2b一起竖直运动，刀具200按照设定的切削深度与工件300发生相互作用，由此实现了工件300的加工。

S6、测试完成后，可在电路控制系统40的人机交互界面41中查看传感检测系统30中各个传感器所记录的各种信号，以计算功率、力比、刀具200磨损、材料去除率或磨削比等参量，用于进一步分析刀具200的切削性能及磨损状态，以及不同工件300的可加工性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，包括：

刀具运动系统，包括水平驱动装置、旋转驱动装置以及用于夹持刀具的刀具夹持件，所述水平驱动装置与所述刀具夹持件连接以驱动所述刀具夹持件沿水平方向移动，所述旋转驱动装置与所述刀具夹持件连接；

工件运动系统，包括竖直驱动装置、摆动驱动装置以及用于驱动工件回转运动的主轴装置，所述竖直驱动装置与所述摆动驱动装置可枢转地连接且可驱动所述摆动驱动装置沿竖直方向移动，所述摆动驱动装置与所述主轴装置连接以驱动所述主轴装置相对竖直驱动装置摆动以改变工件的切削深度；

传感检测系统，包括用于检测刀具夹持件水平移动的第一直线位移传感器、用于检测主轴装置竖直移动的第二直线位移传感器、用于检测刀具及工件在切削区或是磨削区温度的温度传感器、用于检测刀具与工件接触所产生的声发射信号的声发射传感器、用于检测刀具的受力状况的测力传感器以及用于检测工件以及刀具磨损状况的图像传感器；

电路控制系统，所述电路控制系统与所述水平驱动装置以及竖直驱动装置连接以控制其启动和停止，所述电路控制系统与所述传感检测系统连接以控制所述传感检测系统的启动和停止，所述电路控制系统具有人机交互界面以至少输入指令和输出检测结果；

其中，所述主轴装置还包括容纳壳，所述容纳壳包括：

壳体，所述壳体与所述摆动驱动装置的输出端连接，所述壳体内限定出容纳所述工件的容纳腔，所述壳体的侧壁上具有供刀具伸入的工作窗口，所述壳体的一端形成安装口；

盖体，所述盖体与所述壳体配合以封闭所述安装口，所述盖体具有用于与所述工件的第一端配合的夹紧定心装置；

所述主轴以及所述工件夹持件伸入所述壳体内以夹紧所述工件的第二端。

2.根据权利要求1所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述旋转驱动装置为第一电机，所述刀具夹持件为转盘，多个刀具沿所述刀具夹持件成周向设置，每个所述刀具包括刀具基体以及安装在所述刀具基体上的刀头或磨粒，所述第一电机的输出端与所述转盘连接以切换刀具。

3.根据权利要求2所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述传感检测系统还包括用于检测转盘转动角度的角度传感器。

4.根据权利要求1所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述旋转驱动装置为第二电机，所述刀具夹持件为法兰，所述刀具为砂轮，所述第二电机与所述法兰连接以驱动所述砂轮转动。

5.根据权利要求1所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述主轴装置包括：

高速电主轴，所述高速电主轴包括第三电机以及主轴；

液压驱动件，所述液压驱动件与所述主轴连接；

工件夹持件，所述液压驱动件与所述工件夹持件连接以驱动所述工件夹持件夹紧或松开所述工件。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述摆动驱动装置包括：

第四电机，所述第四电机与所述竖直驱动装置连接；

蜗杆，所述蜗杆与所述第四电机的输出端连接；

蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合且所述蜗轮与所述主轴装置连接以驱动所述工件摆动；

角度测量件，所述角度测量件显示所述主轴装置的摆动角度。

7.根据权利要求1所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述水平驱动装置以及所述竖直驱动装置均包括：

直线驱动件；以及

至少一个导轨滑台组件，每个导轨滑台组件包括相对地面固定的导轨以及可滑动地设在所述导轨上的滑台，多个所述滑台与所述直线驱动件的输出端连接；

其中，所述水平驱动装置的导轨的导向方向沿水平方向，所述竖直驱动装置的导轨的导向方向沿竖直方向。

8.根据权利要求7所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述导轨滑台组件的个数为偶数个且对称分布在所述直线驱动件的两侧。

9.根据权利要求7所述的刀具切削以及磨削测试仪，其特征在于，所述直线驱动件包括：

第五电机；

滚珠丝杠组件，其具有螺杆以及螺母，所述螺母可转动地套设在所述螺杆外，所述第五电机的输出端与所述螺杆连接，所述滑台与所述螺母连接。