CN115945966A - 一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铣削加工中的铣削力测量技术，具体是一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统。本发明解决了现有铣削力测量技术测量精度低、适用范围受限的问题。一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，包括连接方块、铣刀刀柄、连接销、连接圆盘、夹头、筒夹、四根连接方梁、四根径向弹性梁、四个定位平键A、四个圆形法兰盘、四组定位螺钉A、四个装配平键A、四个装配螺钉A、四根竖向弹性梁、四个定位平键B、四个方形法兰盘、四对定位螺钉B、四对定位销、四个装配平键B、四个装配螺钉B、四个抱箍A、四个抱箍B、四个抱箍C、四个抱箍D。本发明适用于各种场合（例如实验室、生产现场等）下的铣削加工。

Description

一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统

技术领域

本发明涉及铣削加工中的铣削力测量技术，具体是一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统。

背景技术

在铣削加工过程中，铣削力直接影响着工艺系统的变形、刀具磨损、功率消耗以及切削热的产生。因此，铣削力的测量对研究铣削机理和指导实际铣削加工具有十分重要的意义。在现有技术条件下，铣削力的测量主要是采用应变式测力仪或压电式测力仪来实现的。然而，这两种测力仪由于自身结构所限，存在如下问题：其一，应变式测力仪存在的问题是：由于电阻应变片粘贴工艺的局限性，一方面导致其测量精度低，另一方面导致其不适合在高温环境下使用，由此导致其适用范围受限。其二，压电式测力仪存在的问题是：由于压电晶体单向性不够，导致其测量三向力时存在相互干涉、测量静态力时具有滞后性，由此导致其测量精度低。其三，应变式测力仪和压电式测力仪共同存在的问题是：体积较大，由此导致适用范围受限。基于此，有必要发明一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，以解决现有铣削力测量技术测量精度低、适用范围受限的问题。

发明内容

本发明为了解决现有铣削力测量技术测量精度低、适用范围受限的问题，提供了一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，包括连接方块、铣刀刀柄、连接销、连接圆盘、夹头、筒夹、四根连接方梁、四根径向弹性梁、四个定位平键A、四个圆形法兰盘、四组定位螺钉A、四个装配平键A、四个装配螺钉A、四根竖向弹性梁、四个定位平键B、四个方形法兰盘、四对定位螺钉B、四对定位销、四个装配平键B、四个装配螺钉B、四个抱箍A、四个抱箍B、四个抱箍C、四个抱箍D；

其中，连接方块的顶面与底面之间贯通开设有中心圆孔A；中心圆孔A的孔壁上部与连接方块的两个相对外侧面上部之间贯通开设有两个相互正对的连接销孔A；连接方块的四个外侧面中部各开设有一个连接圆槽；每个连接圆槽的槽底中部与中心圆孔A的孔壁中部之间均贯通开设有一个定位圆孔；每个定位圆孔均为台阶孔，且每个定位圆孔的孔壁均开设有一个槽口朝下的定位豁槽A；每个连接圆槽的槽底边缘均开设有三个沿周向等距排列的定位盲螺孔A，且三个定位盲螺孔A为一组；

铣刀刀柄的下端面延伸设置有中心凸环；中心凸环的侧壁贯通开设有两个相互正对的连接销孔B；中心凸环嵌设于中心圆孔A内，且两个连接销孔B与两个连接销孔A一一对接；

连接销同时贯穿两个连接销孔A和两个连接销孔B；

连接圆盘的上端面与下端面之间贯通开设有中心圆孔B；连接圆盘的外侧面为上粗下细的三级台阶面，且三级台阶面的最下段设有外螺纹；连接圆盘的上端面边缘开设有四个沿周向等距排列的连接方槽；每个连接方槽的槽底中部均开设有一个定位圆槽；每个定位圆槽均为台阶槽，且每个定位圆槽的槽壁均开设有一个槽口朝外的定位豁槽B；每个连接方槽的槽底边缘均开设有一对呈对角排列的定位盲螺孔B和一对呈对角排列的定位销槽；

夹头嵌设于中心圆孔B内；

筒夹的内侧面设有内螺纹，且内螺纹与外螺纹旋拧配合；

每根连接方梁均为直角形结构，且每根连接方梁均包括径向梁段和竖向梁段；

每根连接方梁的径向梁段的内端面均开设有一个装配圆槽A；每个装配圆槽A的槽壁均开设有一个槽口朝下的装配豁槽A；每个装配圆槽A的槽壁与对应连接方梁的径向梁段的底面之间均贯通开设有一个装配沉孔A；

每根连接方梁的竖向梁段的下端面均开设有一个装配圆槽B；每个装配圆槽B的槽壁均开设有一个槽口朝外的装配豁槽B；每个装配圆槽B的槽壁与对应连接方梁的竖向梁段的外侧面之间均贯通开设有一个装配沉孔B；

每根径向弹性梁均包括截面呈圆形的内侧梁段、截面呈圆形的外侧梁段、截面呈方形的中间梁段；

每根径向弹性梁的内侧梁段的侧面均一方面开设有一个槽口朝上的定位键槽A，另一方面延伸设置有一个定位凸环A；

每根径向弹性梁的外侧梁段的侧面均开设有一个槽口朝上的装配键槽A和一个孔口朝下的装配盲螺孔A；

每根径向弹性梁的中间梁段的顶、底面均各开设有一个安装方槽A，且两个安装方槽A为一对；每个安装方槽A均为台阶槽；每个安装方槽A的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器A；四对薄膜应变传感器A通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路A；

每根径向弹性梁的中间梁段的两个侧面均各开设有一个安装方槽B，且两个安装方槽B为一对；每个安装方槽B均为台阶槽；每个安装方槽B的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器B；四对薄膜应变传感器B通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路B；

四根径向弹性梁的内侧梁段一一对应地嵌设于四个定位圆孔的细段内，且四个定位键槽A与四个定位豁槽A一一对接，四个定位凸环A一一对应地嵌设于四个定位圆孔的粗段内；

四根径向弹性梁的外侧梁段一一对应地嵌设于四个装配圆槽A内，且四个装配键槽A与四个装配豁槽A一一对接，四个装配盲螺孔A与四个装配沉孔A一一对接；

四个定位平键A一一对应地同时嵌设于四个定位豁槽A和四个定位键槽A内；

每个圆形法兰盘的端面均贯通开设有一个法兰孔A和三个沿周向等距排列的定位沉孔A，且三个定位沉孔A为一组；

四个圆形法兰盘通过四个法兰孔A一一对应地固定装配于四根径向弹性梁的内侧梁段的侧面；四个圆形法兰盘一一对应地嵌设于四个连接圆槽内，且四组定位沉孔A与四组定位盲螺孔A一一对接；

每组定位螺钉A均包括三个定位螺钉A；

四组定位螺钉A一一对应地贯穿四组定位沉孔A，且四组定位螺钉A的尾端一一对应地旋拧于四组定位盲螺孔A内；

四个装配平键A一一对应地同时嵌设于四个装配豁槽A和四个装配键槽A内；

四个装配螺钉A一一对应地贯穿四个装配沉孔A，且四个装配螺钉A的尾端一一对应地旋拧于四个装配盲螺孔A内；

每根竖向弹性梁均包括截面呈圆形的下侧梁段、截面呈圆形的上侧梁段、截面呈方形的中间梁段；

每根竖向弹性梁的下侧梁段的侧面均一方面开设有一个槽口朝内的定位键槽B，另一方面延伸设置有一个定位凸环B；

每根竖向弹性梁的上侧梁段的侧面均开设有一个槽口朝内的装配键槽B和一个孔口朝外的装配盲螺孔B；

每根竖向弹性梁的中间梁段的内、外侧面均各开设有一个安装方槽C，且两个安装方槽C为一对；每个安装方槽C均为台阶槽；每个安装方槽C的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器C；四对薄膜应变传感器C通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路C；

四根竖向弹性梁的下侧梁段一一对应地嵌设于四个定位圆槽的细段内，且四个定位键槽B与四个定位豁槽B一一对接，四个定位凸环B一一对应地嵌设于四个定位圆槽的粗段内；

四根竖向弹性梁的上侧梁段一一对应地嵌设于四个装配圆槽B内，且四个装配键槽B与四个装配豁槽B一一对接，四个装配盲螺孔B与四个装配沉孔B一一对接；

四个定位平键B一一对应地同时嵌设于四个定位豁槽B和四个定位键槽B内；

每个方形法兰盘的端面均贯通开设有一个法兰孔B、一对呈对角排列的定位沉孔B、一对呈对角排列的定位销孔；

四个方形法兰盘通过四个法兰孔B一一对应地固定装配于四根竖向弹性梁的下侧梁段的侧面；四个方形法兰盘一一对应地嵌设于四个连接方槽内，且四对定位沉孔B与四对定位盲螺孔B一一对接，四对定位销孔与四对定位销槽一一对接；

四对定位螺钉B一一对应地贯穿四对定位沉孔B，且四对定位螺钉B的尾端一一对应地旋拧于四对定位盲螺孔B内；

四对定位销一一对应地同时贯穿四对定位销槽和四对定位销孔；

四个装配平键B一一对应地同时嵌设于四个装配豁槽B和四个装配键槽B内；

四个装配螺钉B一一对应地贯穿四个装配沉孔B，且四个装配螺钉B的尾端一一对应地旋拧于四个装配盲螺孔B内；

四个抱箍A一一对应地箍设于四根径向弹性梁的中间梁段，且四个抱箍A一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器A的内端和四对薄膜应变传感器B的内端；

四个抱箍B一一对应地箍设于四根径向弹性梁的中间梁段，且四个抱箍B一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器A的外端和四对薄膜应变传感器B的外端；

四个抱箍C一一对应地箍设于每根竖向弹性梁的中间梁段，且四个抱箍C一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器C的下端；

四个抱箍D一一对应地箍设于每根竖向弹性梁的中间梁段，且四个抱箍D一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器C的上端。

工作时，夹头上安装有铣刀刀片；惠斯通电桥电路A的输出端、惠斯通电桥电路B的输出端、惠斯通电桥电路C的输出端均与信号处理模块的输入端连接；信号处理模块的输出端与PC机的输入端连接。在进行铣削加工时，铣刀刀片的刀尖处受到铣削力。具体工作过程如下：一、铣削力的轴向分力依次经铣刀刀片、夹头、连接圆盘、四根竖向弹性梁、四根连接方梁传递至四根径向弹性梁，使得四根径向弹性梁产生较大的应力，由此使得四根径向弹性梁发生形变，从而使得四对薄膜应变传感器A发生形变。此时，由于四对薄膜应变传感器A的输出信号不一致，使得惠斯通电桥电路A处于非平衡状态，惠斯通电桥电路A由此输出电压信号，该电压信号经信号处理模块进行处理后传输至PC机，PC机根据接收到的电压信号即可实时获取铣削加工中的铣削力的轴向分力信息。二、铣削力的切向分力依次经铣刀刀片、夹头、连接圆盘、四根竖向弹性梁、四根连接方梁传递至四根径向弹性梁，使得四根径向弹性梁产生较大的应力，由此使得四根径向弹性梁发生形变，从而使得四对薄膜应变传感器B发生形变。此时，由于四对薄膜应变传感器B的输出信号不一致，使得惠斯通电桥电路B处于非平衡状态，惠斯通电桥电路B由此输出电压信号，该电压信号经信号处理模块进行处理后传输至PC机，PC机根据接收到的电压信号即可实时获取铣削加工中的铣削力的切向分力信息。三、铣削力的径向分力依次经铣刀刀片、夹头、连接圆盘传递至四根竖向弹性梁，使得四根竖向弹性梁产生较大的应力，由此使得四根竖向弹性梁发生形变，从而使得四对薄膜应变传感器C发生形变。此时，由于四对薄膜应变传感器C的输出信号不一致，使得惠斯通电桥电路C处于非平衡状态，惠斯通电桥电路C由此输出电压信号，该电压信号经信号处理模块进行处理后传输至PC机，PC机根据接收到的电压信号即可实时获取铣削加工中的铣削力的径向分力信息。

基于上述过程，与现有铣削力测量技术相比，本发明所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统通过采用全新结构，实现了集铣削加工功能和铣削力测量功能于一体，由此具备了如下优点：其一，与应变式测力仪相比，本发明不再受电阻应变片粘贴工艺的局限性影响，因此其测量精度更高，且适合在高温环境下使用，由此使得适用范围不再受限。其二，与压电式测力仪相比，本发明不再受压电晶体单向性不够的影响，因此其测量三向力时不存在相互干涉、测量静态力时不具有滞后性，由此使得测量精度更高。其三，与应变式测力仪和压电式测力仪相比，本发明的体积更小，因此其适用范围不再受限。

本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有铣削力测量技术测量精度低、适用范围受限的问题，适用于各种场合（例如实验室、生产现场等）下的铣削加工。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的半剖结构示意图。

图3是本发明中连接方块的立体结构示意图。

图4是本发明中铣刀刀柄的立体结构示意图。

图5是本发明中连接圆盘的立体结构示意图。

图6是本发明中连接方梁的立体结构示意图。

图7是本发明中径向弹性梁、薄膜应变传感器A、薄膜应变传感器B的立体结构示意图。

图8是本发明中径向弹性梁的立体结构示意图。

图9是本发明中圆形法兰盘的立体结构示意图。

图10是本发明中竖向弹性梁、薄膜应变传感器C的立体结构示意图。

图11是本发明中竖向弹性梁的立体结构示意图。

图12是本发明中方形法兰盘的立体结构示意图。

图13是本发明中抱箍A的立体结构示意图。

图14是本发明中抱箍B的立体结构示意图。

图15是本发明中抱箍C的立体结构示意图。

图16是本发明中抱箍D的立体结构示意图。

图17是本发明中薄膜应变传感器A的立体结构示意图。

图18是本发明中薄膜应变传感器B的立体结构示意图。

图19是本发明中薄膜应变传感器C的立体结构示意图。

图中：1-连接方块，1.1-中心圆孔A，1.2-连接销孔A，1.3-连接圆槽，1.4-定位圆孔，1.5-定位豁槽A，1.6-定位盲螺孔A，2-铣刀刀柄，2.1-中心凸环，2.2-连接销孔B，3-连接销，4-连接圆盘，4.1-中心圆孔B，4.2-外螺纹，4.3-连接方槽，4.4-定位圆槽，4.5-定位豁槽B，4.6-定位盲螺孔B，4.7-定位销槽，5-夹头，6-筒夹，7-连接方梁，7.1-装配圆槽A，7.2-装配豁槽A，7.3-装配沉孔A，7.4-装配圆槽B，7.5-装配豁槽B，7.6-装配沉孔B，8-径向弹性梁，8.1-定位键槽A，8.2-定位凸环A，8.3-装配键槽A，8.4-装配盲螺孔A，8.5-安装方槽A，8.6-安装方槽B，9-定位平键A，10-圆形法兰盘，10.1-法兰孔A，10.2-定位沉孔A，11-定位螺钉A，12-装配平键A，13-装配螺钉A，14-竖向弹性梁，14.1-定位键槽B，14.2-定位凸环B，14.3-装配键槽B，14.4-装配盲螺孔B，14.5-安装方槽C，15-定位平键B，16-方形法兰盘，16.1-法兰孔B，16.2-定位沉孔B，16.3-定位销孔，17-定位螺钉B，18-定位销，19-装配平键B，20-装配螺钉B，21-抱箍A，22-抱箍B，23-抱箍C，24-抱箍D，25.1-方形基底A，25.2-过渡膜层A，25.3-绝缘膜层A，25.4-薄膜电极A，25.5-薄膜电阻栅A，25.6-应变缝隙A，26.1-方形基底B，26.2-过渡膜层B，26.3-绝缘膜层B，26.4-薄膜电极B，26.5-薄膜电阻栅B，26.6-应变缝隙B，27.1-方形基底C，27.2-过渡膜层C，27.3-绝缘膜层C，27.4-薄膜电极C，27.5-薄膜电阻栅C，27.6-应变缝隙C。

具体实施方式

一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，包括连接方块1、铣刀刀柄2、连接销3、连接圆盘4、夹头5、筒夹6、四根连接方梁7、四根径向弹性梁8、四个定位平键A9、四个圆形法兰盘10、四组定位螺钉A11、四个装配平键A12、四个装配螺钉A13、四根竖向弹性梁14、四个定位平键B15、四个方形法兰盘16、四对定位螺钉B17、四对定位销18、四个装配平键B19、四个装配螺钉B20、四个抱箍A21、四个抱箍B22、四个抱箍C23、四个抱箍D24；

其中，连接方块1的顶面与底面之间贯通开设有中心圆孔A1.1；中心圆孔A1.1的孔壁上部与连接方块1的两个相对外侧面上部之间贯通开设有两个相互正对的连接销孔A1.2；连接方块1的四个外侧面中部各开设有一个连接圆槽1.3；每个连接圆槽1.3的槽底中部与中心圆孔A1.1的孔壁中部之间均贯通开设有一个定位圆孔1.4；每个定位圆孔1.4均为台阶孔，且每个定位圆孔1.4的孔壁均开设有一个槽口朝下的定位豁槽A1.5；每个连接圆槽1.3的槽底边缘均开设有三个沿周向等距排列的定位盲螺孔A1.6，且三个定位盲螺孔A1.6为一组；

铣刀刀柄2的下端面延伸设置有中心凸环2.1；中心凸环2.1的侧壁贯通开设有两个相互正对的连接销孔B2.2；中心凸环2.1嵌设于中心圆孔A1.1内，且两个连接销孔B2.2与两个连接销孔A1.2一一对接；

连接销3同时贯穿两个连接销孔A1.2和两个连接销孔B2.2；

连接圆盘4的上端面与下端面之间贯通开设有中心圆孔B4.1；连接圆盘4的外侧面为上粗下细的三级台阶面，且三级台阶面的最下段设有外螺纹4.2；连接圆盘4的上端面边缘开设有四个沿周向等距排列的连接方槽4.3；每个连接方槽4.3的槽底中部均开设有一个定位圆槽4.4；每个定位圆槽4.4均为台阶槽，且每个定位圆槽4.4的槽壁均开设有一个槽口朝外的定位豁槽B4.5；每个连接方槽4.3的槽底边缘均开设有一对呈对角排列的定位盲螺孔B4.6和一对呈对角排列的定位销槽4.7；

夹头5嵌设于中心圆孔B4.1内；

筒夹6的内侧面设有内螺纹，且内螺纹与外螺纹4.2旋拧配合；

每根连接方梁7均为直角形结构，且每根连接方梁7均包括径向梁段和竖向梁段；

每根连接方梁7的径向梁段的内端面均开设有一个装配圆槽A7.1；每个装配圆槽A7.1的槽壁均开设有一个槽口朝下的装配豁槽A7.2；每个装配圆槽A7.1的槽壁与对应连接方梁7的径向梁段的底面之间均贯通开设有一个装配沉孔A7.3；

每根连接方梁7的竖向梁段的下端面均开设有一个装配圆槽B7.4；每个装配圆槽B7.4的槽壁均开设有一个槽口朝外的装配豁槽B7.5；每个装配圆槽B7.4的槽壁与对应连接方梁7的竖向梁段的外侧面之间均贯通开设有一个装配沉孔B7.6；

每根径向弹性梁8均包括截面呈圆形的内侧梁段、截面呈圆形的外侧梁段、截面呈方形的中间梁段；

每根径向弹性梁8的内侧梁段的侧面均一方面开设有一个槽口朝上的定位键槽A8.1，另一方面延伸设置有一个定位凸环A8.2；

每根径向弹性梁8的外侧梁段的侧面均开设有一个槽口朝上的装配键槽A8.3和一个孔口朝下的装配盲螺孔A8.4；

每根径向弹性梁8的中间梁段的顶、底面均各开设有一个安装方槽A8.5，且两个安装方槽A8.5为一对；每个安装方槽A8.5均为台阶槽；每个安装方槽A8.5的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器A；四对薄膜应变传感器A通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路A；

每根径向弹性梁8的中间梁段的两个侧面均各开设有一个安装方槽B8.6，且两个安装方槽B8.6为一对；每个安装方槽B8.6均为台阶槽；每个安装方槽B8.6的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器B；四对薄膜应变传感器B通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路B；

四根径向弹性梁8的内侧梁段一一对应地嵌设于四个定位圆孔1.4的细段内，且四个定位键槽A8.1与四个定位豁槽A1.5一一对接，四个定位凸环A8.2一一对应地嵌设于四个定位圆孔1.4的粗段内；

四根径向弹性梁8的外侧梁段一一对应地嵌设于四个装配圆槽A7.1内，且四个装配键槽A8.3与四个装配豁槽A7.2一一对接，四个装配盲螺孔A8.4与四个装配沉孔A7.3一一对接；

四个定位平键A9一一对应地同时嵌设于四个定位豁槽A1.5和四个定位键槽A8.1内；

每个圆形法兰盘10的端面均贯通开设有一个法兰孔A10.1和三个沿周向等距排列的定位沉孔A10.2，且三个定位沉孔A10.2为一组；

四个圆形法兰盘10通过四个法兰孔A10.1一一对应地固定装配于四根径向弹性梁8的内侧梁段的侧面；四个圆形法兰盘10一一对应地嵌设于四个连接圆槽1.3内，且四组定位沉孔A10.2与四组定位盲螺孔A1.6一一对接；

每组定位螺钉A11均包括三个定位螺钉A11；

四组定位螺钉A11一一对应地贯穿四组定位沉孔A10.2，且四组定位螺钉A11的尾端一一对应地旋拧于四组定位盲螺孔A1.6内；

四个装配平键A12一一对应地同时嵌设于四个装配豁槽A7.2和四个装配键槽A8.3内；

四个装配螺钉A13一一对应地贯穿四个装配沉孔A7.3，且四个装配螺钉A13的尾端一一对应地旋拧于四个装配盲螺孔A8.4内；

每根竖向弹性梁14均包括截面呈圆形的下侧梁段、截面呈圆形的上侧梁段、截面呈方形的中间梁段；

每根竖向弹性梁14的下侧梁段的侧面均一方面开设有一个槽口朝内的定位键槽B14.1，另一方面延伸设置有一个定位凸环B14.2；

每根竖向弹性梁14的上侧梁段的侧面均开设有一个槽口朝内的装配键槽B14.3和一个孔口朝外的装配盲螺孔B14.4；

每根竖向弹性梁14的中间梁段的内、外侧面均各开设有一个安装方槽C14.5，且两个安装方槽C14.5为一对；每个安装方槽C14.5均为台阶槽；每个安装方槽C14.5的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器C；四对薄膜应变传感器C通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路C；

四根竖向弹性梁14的下侧梁段一一对应地嵌设于四个定位圆槽4.4的细段内，且四个定位键槽B14.1与四个定位豁槽B4.5一一对接，四个定位凸环B14.2一一对应地嵌设于四个定位圆槽4.4的粗段内；

四根竖向弹性梁14的上侧梁段一一对应地嵌设于四个装配圆槽B7.4内，且四个装配键槽B14.3与四个装配豁槽B7.5一一对接，四个装配盲螺孔B14.4与四个装配沉孔B7.6一一对接；

四个定位平键B15一一对应地同时嵌设于四个定位豁槽B4.5和四个定位键槽B14.1内；

每个方形法兰盘16的端面均贯通开设有一个法兰孔B16.1、一对呈对角排列的定位沉孔B16.2、一对呈对角排列的定位销孔16.3；

四个方形法兰盘16通过四个法兰孔B16.1一一对应地固定装配于四根竖向弹性梁14的下侧梁段的侧面；四个方形法兰盘16一一对应地嵌设于四个连接方槽4.3内，且四对定位沉孔B16.2与四对定位盲螺孔B4.6一一对接，四对定位销孔16.3与四对定位销槽4.7一一对接；

四对定位螺钉B17一一对应地贯穿四对定位沉孔B16.2，且四对定位螺钉B17的尾端一一对应地旋拧于四对定位盲螺孔B4.6内；

四对定位销18一一对应地同时贯穿四对定位销槽4.7和四对定位销孔16.3；

四个装配平键B19一一对应地同时嵌设于四个装配豁槽B7.5和四个装配键槽B14.3内；

四个装配螺钉B20一一对应地贯穿四个装配沉孔B7.6，且四个装配螺钉B20的尾端一一对应地旋拧于四个装配盲螺孔B14.4内；

四个抱箍A21一一对应地箍设于四根径向弹性梁8的中间梁段，且四个抱箍A21一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器A的内端和四对薄膜应变传感器B的内端；

四个抱箍B22一一对应地箍设于四根径向弹性梁8的中间梁段，且四个抱箍B22一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器A的外端和四对薄膜应变传感器B的外端；

四个抱箍C23一一对应地箍设于每根竖向弹性梁14的中间梁段，且四个抱箍C23一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器C的下端；

四个抱箍D24一一对应地箍设于每根竖向弹性梁14的中间梁段，且四个抱箍D24一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器C的上端。

每个薄膜应变传感器A均包括方形基底A25.1、沉积于方形基底A25.1上的过渡膜层A25.2、沉积于过渡膜层A25.2上的绝缘膜层A25.3、沉积于绝缘膜层A25.3上的薄膜电极A25.4和薄膜电阻栅A25.5；方形基底A25.1、过渡膜层A25.2、绝缘膜层A25.3上共同刻蚀有两道相互平行的应变缝隙A25.6，且两道应变缝隙A25.6均与薄膜电阻栅A25.5相互交叉。

每个薄膜应变传感器B均包括方形基底B26.1、沉积于方形基底B26.1上的过渡膜层B26.2、沉积于过渡膜层B26.2上的绝缘膜层B26.3、沉积于绝缘膜层B26.3上的薄膜电极B26.4和薄膜电阻栅B26.5；方形基底B26.1、过渡膜层B26.2、绝缘膜层B26.3上共同刻蚀有两道相互平行的应变缝隙B26.6，且两道应变缝隙B26.6均与薄膜电阻栅B26.5相互交叉。

每个薄膜应变传感器C均包括方形基底C27.1、沉积于方形基底C27.1上的过渡膜层C27.2、沉积于过渡膜层C27.2上的绝缘膜层C27.3、沉积于绝缘膜层C27.3上的薄膜电极C27.4和薄膜电阻栅C27.5；方形基底C27.1、过渡膜层C27.2、绝缘膜层C27.3上共同刻蚀有两道相互平行的应变缝隙C27.6，且两道应变缝隙C27.6均与薄膜电阻栅C27.5相互交叉。

每个抱箍A21的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

每个抱箍B22的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

每个抱箍C23的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

每个抱箍D24的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：包括连接方块（1）、铣刀刀柄（2）、连接销（3）、连接圆盘（4）、夹头（5）、筒夹（6）、四根连接方梁（7）、四根径向弹性梁（8）、四个定位平键A（9）、四个圆形法兰盘（10）、四组定位螺钉A（11）、四个装配平键A（12）、四个装配螺钉A（13）、四根竖向弹性梁（14）、四个定位平键B（15）、四个方形法兰盘（16）、四对定位螺钉B（17）、四对定位销（18）、四个装配平键B（19）、四个装配螺钉B（20）、四个抱箍A（21）、四个抱箍B（22）、四个抱箍C（23）、四个抱箍D（24）；

其中，连接方块（1）的顶面与底面之间贯通开设有中心圆孔A（1.1）；中心圆孔A（1.1）的孔壁上部与连接方块（1）的两个相对外侧面上部之间贯通开设有两个相互正对的连接销孔A（1.2）；连接方块（1）的四个外侧面中部各开设有一个连接圆槽（1.3）；每个连接圆槽（1.3）的槽底中部与中心圆孔A（1.1）的孔壁中部之间均贯通开设有一个定位圆孔（1.4）；每个定位圆孔（1.4）均为台阶孔，且每个定位圆孔（1.4）的孔壁均开设有一个槽口朝下的定位豁槽A（1.5）；每个连接圆槽（1.3）的槽底边缘均开设有三个沿周向等距排列的定位盲螺孔A（1.6），且三个定位盲螺孔A（1.6）为一组；

铣刀刀柄（2）的下端面延伸设置有中心凸环（2.1）；中心凸环（2.1）的侧壁贯通开设有两个相互正对的连接销孔B（2.2）；中心凸环（2.1）嵌设于中心圆孔A（1.1）内，且两个连接销孔B（2.2）与两个连接销孔A（1.2）一一对接；

连接销（3）同时贯穿两个连接销孔A（1.2）和两个连接销孔B（2.2）；

连接圆盘（4）的上端面与下端面之间贯通开设有中心圆孔B（4.1）；连接圆盘（4）的外侧面为上粗下细的三级台阶面，且三级台阶面的最下段设有外螺纹（4.2）；连接圆盘（4）的上端面边缘开设有四个沿周向等距排列的连接方槽（4.3）；每个连接方槽（4.3）的槽底中部均开设有一个定位圆槽（4.4）；每个定位圆槽（4.4）均为台阶槽，且每个定位圆槽（4.4）的槽壁均开设有一个槽口朝外的定位豁槽B（4.5）；每个连接方槽（4.3）的槽底边缘均开设有一对呈对角排列的定位盲螺孔B（4.6）和一对呈对角排列的定位销槽（4.7）；

夹头（5）嵌设于中心圆孔B（4.1）内；

筒夹（6）的内侧面设有内螺纹，且内螺纹与外螺纹（4.2）旋拧配合；

每根连接方梁（7）均为直角形结构，且每根连接方梁（7）均包括径向梁段和竖向梁段；

每根连接方梁（7）的径向梁段的内端面均开设有一个装配圆槽A（7.1）；每个装配圆槽A（7.1）的槽壁均开设有一个槽口朝下的装配豁槽A（7.2）；每个装配圆槽A（7.1）的槽壁与对应连接方梁（7）的径向梁段的底面之间均贯通开设有一个装配沉孔A（7.3）；

每根连接方梁（7）的竖向梁段的下端面均开设有一个装配圆槽B（7.4）；每个装配圆槽B（7.4）的槽壁均开设有一个槽口朝外的装配豁槽B（7.5）；每个装配圆槽B（7.4）的槽壁与对应连接方梁（7）的竖向梁段的外侧面之间均贯通开设有一个装配沉孔B（7.6）；

每根径向弹性梁（8）均包括截面呈圆形的内侧梁段、截面呈圆形的外侧梁段、截面呈方形的中间梁段；

每根径向弹性梁（8）的内侧梁段的侧面均一方面开设有一个槽口朝上的定位键槽A（8.1），另一方面延伸设置有一个定位凸环A（8.2）；

每根径向弹性梁（8）的外侧梁段的侧面均开设有一个槽口朝上的装配键槽A（8.3）和一个孔口朝下的装配盲螺孔A（8.4）；

每根径向弹性梁（8）的中间梁段的顶、底面均各开设有一个安装方槽A（8.5），且两个安装方槽A（8.5）为一对；每个安装方槽A（8.5）均为台阶槽；每个安装方槽A（8.5）的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器A；四对薄膜应变传感器A通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路A；

每根径向弹性梁（8）的中间梁段的两个侧面均各开设有一个安装方槽B（8.6），且两个安装方槽B（8.6）为一对；每个安装方槽B（8.6）均为台阶槽；每个安装方槽B（8.6）的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器B；四对薄膜应变传感器B通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路B；

四根径向弹性梁（8）的内侧梁段一一对应地嵌设于四个定位圆孔（1.4）的细段内，且四个定位键槽A（8.1）与四个定位豁槽A（1.5）一一对接，四个定位凸环A（8.2）一一对应地嵌设于四个定位圆孔（1.4）的粗段内；

四根径向弹性梁（8）的外侧梁段一一对应地嵌设于四个装配圆槽A（7.1）内，且四个装配键槽A（8.3）与四个装配豁槽A（7.2）一一对接，四个装配盲螺孔A（8.4）与四个装配沉孔A（7.3）一一对接；

四个定位平键A（9）一一对应地同时嵌设于四个定位豁槽A（1.5）和四个定位键槽A（8.1）内；

每个圆形法兰盘（10）的端面均贯通开设有一个法兰孔A（10.1）和三个沿周向等距排列的定位沉孔A（10.2），且三个定位沉孔A（10.2）为一组；

四个圆形法兰盘（10）通过四个法兰孔A（10.1）一一对应地固定装配于四根径向弹性梁（8）的内侧梁段的侧面；四个圆形法兰盘（10）一一对应地嵌设于四个连接圆槽（1.3）内，且四组定位沉孔A（10.2）与四组定位盲螺孔A（1.6）一一对接；

每组定位螺钉A（11）均包括三个定位螺钉A（11）；

四组定位螺钉A（11）一一对应地贯穿四组定位沉孔A（10.2），且四组定位螺钉A（11）的尾端一一对应地旋拧于四组定位盲螺孔A（1.6）内；

四个装配平键A（12）一一对应地同时嵌设于四个装配豁槽A（7.2）和四个装配键槽A（8.3）内；

四个装配螺钉A（13）一一对应地贯穿四个装配沉孔A（7.3），且四个装配螺钉A（13）的尾端一一对应地旋拧于四个装配盲螺孔A（8.4）内；

每根竖向弹性梁（14）均包括截面呈圆形的下侧梁段、截面呈圆形的上侧梁段、截面呈方形的中间梁段；

每根竖向弹性梁（14）的下侧梁段的侧面均一方面开设有一个槽口朝内的定位键槽B（14.1），另一方面延伸设置有一个定位凸环B（14.2）；

每根竖向弹性梁（14）的上侧梁段的侧面均开设有一个槽口朝内的装配键槽B（14.3）和一个孔口朝外的装配盲螺孔B（14.4）；

每根竖向弹性梁（14）的中间梁段的内、外侧面均各开设有一个安装方槽C（14.5），且两个安装方槽C（14.5）为一对；每个安装方槽C（14.5）均为台阶槽；每个安装方槽C（14.5）的粗段内均嵌设有一个薄膜应变传感器C；四对薄膜应变传感器C通过导线共同连接构成惠斯通电桥电路C；

四根竖向弹性梁（14）的下侧梁段一一对应地嵌设于四个定位圆槽（4.4）的细段内，且四个定位键槽B（14.1）与四个定位豁槽B（4.5）一一对接，四个定位凸环B（14.2）一一对应地嵌设于四个定位圆槽（4.4）的粗段内；

四根竖向弹性梁（14）的上侧梁段一一对应地嵌设于四个装配圆槽B（7.4）内，且四个装配键槽B（14.3）与四个装配豁槽B（7.5）一一对接，四个装配盲螺孔B（14.4）与四个装配沉孔B（7.6）一一对接；

四个定位平键B（15）一一对应地同时嵌设于四个定位豁槽B（4.5）和四个定位键槽B（14.1）内；

每个方形法兰盘（16）的端面均贯通开设有一个法兰孔B（16.1）、一对呈对角排列的定位沉孔B（16.2）、一对呈对角排列的定位销孔（16.3）；

四个方形法兰盘（16）通过四个法兰孔B（16.1）一一对应地固定装配于四根竖向弹性梁（14）的下侧梁段的侧面；四个方形法兰盘（16）一一对应地嵌设于四个连接方槽（4.3）内，且四对定位沉孔B（16.2）与四对定位盲螺孔B（4.6）一一对接，四对定位销孔（16.3）与四对定位销槽（4.7）一一对接；

四对定位螺钉B（17）一一对应地贯穿四对定位沉孔B（16.2），且四对定位螺钉B（17）的尾端一一对应地旋拧于四对定位盲螺孔B（4.6）内；

四对定位销（18）一一对应地同时贯穿四对定位销槽（4.7）和四对定位销孔（16.3）；

四个装配平键B（19）一一对应地同时嵌设于四个装配豁槽B（7.5）和四个装配键槽B（14.3）内；

四个装配螺钉B（20）一一对应地贯穿四个装配沉孔B（7.6），且四个装配螺钉B（20）的尾端一一对应地旋拧于四个装配盲螺孔B（14.4）内；

四个抱箍A（21）一一对应地箍设于四根径向弹性梁（8）的中间梁段，且四个抱箍A（21）一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器A的内端和四对薄膜应变传感器B的内端；

四个抱箍B（22）一一对应地箍设于四根径向弹性梁（8）的中间梁段，且四个抱箍B（22）一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器A的外端和四对薄膜应变传感器B的外端；

四个抱箍C（23）一一对应地箍设于每根竖向弹性梁（14）的中间梁段，且四个抱箍C（23）一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器C的下端；

四个抱箍D（24）一一对应地箍设于每根竖向弹性梁（14）的中间梁段，且四个抱箍D（24）一一对应地同时紧压四对薄膜应变传感器C的上端。

2.根据权利要求1所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：每个薄膜应变传感器A均包括方形基底A（25.1）、沉积于方形基底A（25.1）上的过渡膜层A（25.2）、沉积于过渡膜层A（25.2）上的绝缘膜层A（25.3）、沉积于绝缘膜层A（25.3）上的薄膜电极A（25.4）和薄膜电阻栅A（25.5）；方形基底A（25.1）、过渡膜层A（25.2）、绝缘膜层A（25.3）上共同刻蚀有两道相互平行的应变缝隙A（25.6），且两道应变缝隙A（25.6）均与薄膜电阻栅A（25.5）相互交叉。

3.根据权利要求1所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：每个薄膜应变传感器B均包括方形基底B（26.1）、沉积于方形基底B（26.1）上的过渡膜层B（26.2）、沉积于过渡膜层B（26.2）上的绝缘膜层B（26.3）、沉积于绝缘膜层B（26.3）上的薄膜电极B（26.4）和薄膜电阻栅B（26.5）；方形基底B（26.1）、过渡膜层B（26.2）、绝缘膜层B（26.3）上共同刻蚀有两道相互平行的应变缝隙B（26.6），且两道应变缝隙B（26.6）均与薄膜电阻栅B（26.5）相互交叉。

4.根据权利要求1所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：每个薄膜应变传感器C均包括方形基底C（27.1）、沉积于方形基底C（27.1）上的过渡膜层C（27.2）、沉积于过渡膜层C（27.2）上的绝缘膜层C（27.3）、沉积于绝缘膜层C（27.3）上的薄膜电极C（27.4）和薄膜电阻栅C（27.5）；方形基底C（27.1）、过渡膜层C（27.2）、绝缘膜层C（27.3）上共同刻蚀有两道相互平行的应变缝隙C（27.6），且两道应变缝隙C（27.6）均与薄膜电阻栅C（27.5）相互交叉。

5.根据权利要求1所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：每个抱箍A（21）的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

6.根据权利要求1所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：每个抱箍B（22）的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

7.根据权利要求1所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：每个抱箍C（23）的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

8.根据权利要求1所述的一种具有插嵌式弹性梁结构的铣削力测量刀具系统，其特征在于：每个抱箍D（24）的两个箍片均分别为一字形结构和U形结构。

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