CN106290040A - 刀具刃口强度测试仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀具刃口强度测试仪器，包括：驱动机构；刀具夹具，其通过转轴与所述驱动机构连接，所述刀具夹具上设有刀具；力传感器，用于检测所述刀具受到的支反力；安装装置，其设于所述刀具夹具的下方，待测铁块设于所述安装装置上；加热装置，用于对待测铁块进行加热；温度传感器，用于检测待测铁块的温度；升降机构，其与所述安装装置连接，用于控制所述安装装置的升降；以及中央处理器；通过所述驱动机构驱动所述刀具的刃口在所述测试铁块上做圆周转动，测试铁块上形成圆形轨迹。本发明的刀具刃口强度测试仪器，考虑温度和冲击对刃口强度的影响。切削轨迹是圆形的能够体现在切削过程中刀尖各点的强度，综合全面的反应刃口的强度。

Description

刀具刃口强度测试仪器

技术领域

本发明涉及测试仪器机械设备领域，特别涉及一种刀具刃口强度测试仪器。

背景技术

刀具刃口强度不仅仅表征其刃口的锋利度，也表征了其刃口的抗冲击抗热变形和抗磨损的能力。即使锋利度高，若强度低，易造成崩刃。数控刀具磨损主要原因是加工时热-力耦合的作用，且刀具刃口强度为一个相对的概念。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀具刃口强度测试仪器，以更符合实际加工工况的检测数控刀具的刃口强度。

本发明的另一目的在于提供一种刀具刃口强度的检测方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种刀具刃口强度测试仪器，包括：驱动机构；刀具夹具，其通过转轴与所述驱动机构连接，所述刀具夹具上设有刀具；力传感器，其设于所述刀具夹具上，用于检测所述刀具受到的支反力；安装装置，其对应设于所述刀具夹具的下方，待测铁块设于所述安装装置上；加热装置，其设于所述安装装置上，用于对待测铁块进行加热；温度传感器，其设于所述安装装置上，用于检测待测铁块的温度；升降机构，其与所述安装装置连接，用于控制所述安装装置的升降；以及中央处理器，其与所述力传感器和所述升降机构数据连接；其中，通过所述驱动机构驱动所述刀具的刃口在所述测试铁块上做圆周转动，所述测试铁块上形成圆形轨迹。

优选地，上述技术方案中，所述安装装置上设有定位块。

优选地，上述技术方案中，所述安装装置上设有位移传感器，所述位移传感器与所述中央处理器数据连接，用于检测所述测试铁块和所述刀具之间的距离。

优选地，上述技术方案中，所述驱动机构包括电机和减速器，所述电机通过联轴器与所述减速器连接。

优选地，上述技术方案中，所述升降机构为液压升降台，所述安装装置设于所述液压升降台上。

一种刀具刃口强度的检测方法，所述刀具刃口检测方法包括如下步骤：

提供刀具刃口强度测试仪器，所述刀具刃口强度测试仪器包括驱动机构，刀具夹具，力传感器，安装装置，加热装置，温度传感器，升降机构，以及中央处理器；

(1)将安装有刀具的刀杆竖直安装在刀具夹具上，然后将待测铁块放入安装位置上，根据要求调节温度，模拟加工环节的温度要求，通过加热装置对待测铁块进行加热，温度传感器检测待测铁块温度，达到设定温度后停止加热；

(2)通过升降机构调节安装装置的高度，使刀具和待测铁块接触产生相互作用力，调节高度使得通过力传感器检测出来的刀具和铁块之间的相互作用力达到人工预设的切削力；

(3)开始工作时，通过驱动机构驱动刀具夹具转动，刀具夹具上的刀具绕转轴旋转一周，刀具刀尖在铁块处形成一个圆形轨迹，通过力传感器实时在线的力检测，然后反馈到中央处理器，中央处理器控制调节液压台高度，保持工作时，刀具和铁块接触之间的相互作用力达到人工预设的刀削力；

(4)工作完成后，降低安装装置的高度，取出铁块，通过影像测试机检测铁块痕迹的粗细。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明刀具刃口强度测试仪器，在使用时，将安装有刀具的刀杆竖直安装在刀具夹具上。然后将测试铁块放入安装位置，根据要求调节温度，模拟加工环节的温度要求。调节安装装置的高度，使刀具和铁块接触产生相互作用力。调节高度使得通过力传感器检测出来的刀具和铁块之间的相互作用力达到人工预设的切削力，如150N。开始工作，刀具绕轴旋转一周，刀具刀尖在铁块处形成一个圆形轨迹。因为可能存在磨损和崩刃，通过实时在线的力检测来调节液压台高度，保持工作时，刀具和铁块接触之间的力为150N。取出铁块。通过影像测试机检测铁块痕迹的粗细。前后粗细变化越小或本身痕迹较细，则证明刀具刃口强大越大。本发明的刀具刃口强度测试仪器，考虑温度与多角度刚性冲击耦合对刃口强度的影响。切削轨迹是圆形的能够体现在切削过程中刀尖各点的强度，因为刃口强度不仅体现在接触时的磨损，还有刚性冲击下的崩刃，其能综合全面的反应刃口的强度。

附图说明

图1是根据本发明的刀具刃口强度测试仪器的结构示意图。

图2是根据本发明的刀具刃口强度测试仪器中安装装置的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-机架，2-工作台，3-驱动机构，4-刀具夹具，5-安装装置；6-升降机构。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图2所示，根据本发明具体实施方式的一种刀具刃口强度测试仪器，包括机架1和工作台2，工作台2设于机架1上，驱动机构3设于机架1上，刀具夹具4与驱动机构3连接，刀具夹具4上安装有刀具。待检测铁块设于安装装置5上，安装装置5设于工作台2上，工作台2与升降机构6连接，通过升降机构6驱动工作台2上下移动。通过驱动机构3驱动刀具的刃口在测试铁块上做圆周转动，测试铁块上形成圆形轨迹。

驱动机构3包括电机31和减速器32，电机31通过联轴器33与减速器32连接。减速器32与转轴34连接，带动转轴34进行回转运动。转轴34末端安装有刀具夹具4，刀具夹具4上的两个定位螺钉将安装有刀具，刀具的刀杆固定在刀具夹具4上，刀具夹具上能安装各型号的刀具，刀片安装于刀具上。力传感器7设于刀具夹具4上，用于检测刀具受到的支反力，并设定支反力为加工时的切削力。安装装置5对应设于刀具夹具4的下方，安装装置5设于工作台2上，安装装置5上设有圆形凹面，将待测铁块设于安装装置5的圆形凹面上。优选地，安装装置5的圆形凹面上设有定位块51。加热装置8设于安装装置5上，用于对待测铁块进行加热。温度传感器9设于安装装置5上，用于检测待测铁块的温度。升降机构6为液压升降台，安装装置5设于液压升降台上，液压升降台6用于控制安装装置5的升降。力传感器7和液压升降台6与中央处理器数据连接。

优选地，安装装置5上设有位移传感器(图未示)，位移传感器与中央处理器数据连接，用于检测测试铁块和刀具之间的距离。

利用上述刀具刃口强度测试仪器进行刀具刃口的测试方法包括如下步骤：

(1)将安装有刀具的刀杆竖直安装在刀具夹具4上。然后将待测铁块放入安装位置5上，根据要求调节温度，模拟加工环节的温度要求，通过加热装置8对待测铁块进行加热，温度传感器9检测待测铁块温度，达到设定温度后停止加热。

(2)调节液压升降台6高度，使刀具和待测铁块接触产生相互作用力，调节高度使得通过力传感器7检测出来的刀具和铁块之间的相互作用力达到人工预设的切削力如150N。

(3)开始工作时，通过驱动机构驱动刀具夹具转动，刀具夹具上的刀具绕转轴旋转一周，刀具绕轴旋转一周360度(2分钟)，刀具刀尖在铁块处形成一个圆形轨迹。通过力传感器7实时在线的力检测，然后反馈到中央处理器，中央处理器控制调节液压台高度，保持工作时，刀具和铁块接触之间的力为150N。

(4)工作完成后，降低工作台的高度，取出铁块。通过影像测试机检测铁块痕迹的粗细。前后粗细变化越小，则证明刀具刃口强度越大。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种刀具刃口强度测试仪器，其特征在于，包括：

驱动机构；

刀具夹具，其通过转轴与所述驱动机构连接，所述刀具夹具上设有刀具；

力传感器，其设于所述刀具夹具上，用于检测所述刀具受到的支反力；

安装装置，其对应设于所述刀具夹具的下方，待测铁块设于所述安装装置上；

加热装置，其设于所述安装装置上，用于对待测铁块进行加热；

温度传感器，其设于所述安装装置上，用于检测待测铁块的温度；

升降机构，其与所述安装装置连接，用于控制所述安装装置的升降；以及

中央处理器，其与所述力传感器和所述升降机构数据连接；其中，通过所述驱动机构驱动所述刀具的刃口在所述测试铁块上做圆周转动，所述测试铁块上形成圆形轨迹。

2.根据权利要求1所述的刀具刃口强度测试仪器，其特征在于，所述安装装置上设有定位块。

3.根据权利要求1所述的刀具刃口强度测试仪器，其特征在于，所述安装装置上设有位移传感器，所述位移传感器与所述中央处理器数据连接，用于检测所述测试铁块和所述刀具之间的距离。

4.根据权利要求1所述的刀具刃口强度测试仪器，其特征在于，所述驱动机构包括电机和减速器，所述电机通过联轴器与所述减速器连接。

5.根据权利要求1所述的刀具刃口强度测试仪器，其特征在于，所述升降机构为液压升降台，所述安装装置设于所述液压升降台上。

6.一种刀具刃口强度的检测方法，其特征在于，所述刀具刃口检测方法包括如下步骤：

提供刀具刃口强度测试仪器，所述刀具刃口强度测试仪器包括驱动机构，刀具夹具，力传感器，安装装置，加热装置，温度传感器，升降机构，以及中央处理器；

(1)将安装有刀具的刀杆竖直安装在刀具夹具上，然后将待测铁块放入安装位置上，根据要求调节温度，模拟加工环节的温度要求，通过加热装置对待测铁块进行加热，温度传感器检测待测铁块温度，达到设定温度后停止加热；

(2)通过升降机构调节安装装置的高度，使刀具和待测铁块接触产生相互作用力，调节高度使得通过力传感器检测出来的刀具和铁块之间的相互作用力达到人工预设的切削力；

(3)开始工作时，通过驱动机构驱动刀具夹具转动，刀具夹具上的刀具绕转轴旋转一周，刀具刀尖在铁块处形成一个圆形轨迹，通过力传感器实时在线的力检测，然后反馈到中央处理器，中央处理器控制调节液压台高度，保持工作时，刀具和铁块接触之间的相互作用力达到人工预设的切削力；

(4)工作完成后，降低安装装置的高度，取出铁块，通过影像测试机检测铁块痕迹的粗细。