一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统

摘要

本发明涉及车削加工中的车削力测量技术，具体是一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统。本发明解决了现有车削力测量技术测量精度低、适用范围受限、无法在同一刀具上实现多量程测量的问题。一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，包括车刀刀体、车刀刀片、第I沉头螺钉、第I方形套筒、第II沉头螺钉、第II方形套筒、第I法兰盘、第II法兰盘、圆形套筒、八个第III沉头螺钉、八个第IV沉头螺钉、四个第I矩形弹性基片、四个第II矩形弹性基片、四对第I条形压块、四对第II条形压块、八对第V沉头螺钉、八对第VI沉头螺钉、四个第I薄膜传感器、四个第II薄膜传感器。本发明适用于各种场合（例如实验室、生产现场等）下的车削加工。

权利要求

1.一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，其特征在于：包括车刀刀体（1）、车刀刀片（2）、第I沉头螺钉（3）、第I方形套筒（4）、第II沉头螺钉（5）、第II方形套筒（6）、第I法兰盘（7）、第II法兰盘（8）、圆形套筒、八个第III沉头螺钉（9）、八个第IV沉头螺钉（10）、四个第I矩形弹性基片（11）、四个第II矩形弹性基片（12）、四对第I条形压块（13）、四对第II条形压块（14）、八对第V沉头螺钉（15）、八对第VI沉头螺钉（16）、四个第I薄膜传感器、四个第II薄膜传感器；

其中，车刀刀体（1）的上侧面前端开设有装配凹槽，且装配凹槽的槽底开设有第I盲螺孔；车刀刀体（1）的四个侧面前部各开设有一个第II盲螺孔；

车刀刀片（2）嵌设于装配凹槽内；车刀刀片（2）的表面贯通开设有第I沉头孔，且第I沉头孔与第I盲螺孔对接；第I沉头螺钉（3）贯穿第I沉头孔，且第I沉头螺钉（3）的尾端旋拧于第I盲螺孔内；

第I方形套筒（4）套设于车刀刀体（1）的侧面前部；第I方形套筒（4）的四个侧面各贯通开设有一个第II沉头孔，且四个第II沉头孔与四个第II盲螺孔一一对接；四个第II沉头螺钉（5）一一对应地贯穿四个第II沉头孔，且四个第II沉头螺钉（5）的尾端一一对应地旋拧于四个第II盲螺孔内；第II方形套筒（6）套设于车刀刀体（1）的侧面后部，且第II方形套筒（6）的后端封闭；

第I法兰盘（7）的中心孔为方孔；第I法兰盘（7）套设于车刀刀体（1）的侧面前部，且第I法兰盘（7）的前端面内边缘与第I方形套筒（4）的后端面固定为一体；第I法兰盘（7）的端面外边缘贯通开设有八个沿周向等距排列的第III沉头孔；第II法兰盘（8）的中心孔为方孔；

第II法兰盘（8）套设于车刀刀体（1）的侧面后部，且第II法兰盘（8）的后端面内边缘与第II方形套筒（6）的前端面固定为一体；第II法兰盘（8）的端面外边缘贯通开设有八个沿周向等距排列的第IV沉头孔；

圆形套筒的前端面贯通开设有四对沿周向等距排列且呈L形的第I豁槽；每个第I豁槽均包括轴向段和周向段，且周向段的一端与轴向段的前端连通；每对第I豁槽的轴向段之间均贯通开设有一个第I矩形安装孔；每对第I豁槽的周向段均相向设置，且每对第I豁槽的周向段之间均形成有一个第I短弹性梁（17）；四个第I短弹性梁（17）一一对应地位于四个第I矩形安装孔的前方；相邻两对第I豁槽之间形成有一个第I长弹性梁（18）；四个第I短弹性梁（17）的前端面和四个第I长弹性梁（18）的前端面各开设有一个第III盲螺孔，且八个第III盲螺孔与八个第III沉头孔一一对接；八个第III沉头螺钉（9）一一对应地贯穿八个第III沉头孔，且八个第III沉头螺钉（9）的尾端一一对应地旋拧于八个第III盲螺孔内；

圆形套筒的后端面贯通开设有四对沿周向等距排列且呈L形的第II豁槽；每个第II豁槽均包括轴向段和周向段，且周向段的一端与轴向段的后端连通；每对第II豁槽的轴向段之间均贯通开设有一个第II矩形安装孔；每对第II豁槽的周向段均相向设置，且每对第II豁槽的周向段之间均形成有一个第II短弹性梁（19）；四个第II短弹性梁（19）一一对应地位于四个第II矩形安装孔的后方；相邻两对第II豁槽之间形成有一个第II长弹性梁（20）；四个第II短弹性梁（19）的后端面和四个第II长弹性梁（20）的后端面各开设有一个第IV盲螺孔，且八个第IV盲螺孔与八个第IV沉头孔一一对接；八个第IV沉头螺钉（10）一一对应地贯穿八个第IV沉头孔，且八个第IV沉头螺钉（10）的尾端一一对应地旋拧于八个第IV盲螺孔内；

四个第I矩形安装孔和四个第II矩形安装孔相互交错排列，且四个第I矩形安装孔和四个第II矩形安装孔之间形成有弹性圆环（21）；

每个第I矩形安装孔的孔壁下部均延伸设置有一对前后对称的第I条形座块（22）；每个第I条形座块（22）的侧面均贯通开设有一对相互对称的第I定位孔（23）；四个第I矩形弹性基片（11）的前边缘和后边缘一一对应地搭接于四对第I条形座块（22）的外侧面；四个第I矩形弹性基片（11）的前边缘和后边缘各贯通开设有一对相互对称的第I豁口（24），且八对第I豁口（24）与八对第I定位孔（23）一一对接；

四对第I条形压块（13）一一对应地压接于四个第I矩形弹性基片（11）的前边缘和后边缘；每个第I条形压块（13）的内侧面均延伸设置有一对相互对称的第I凸柱（25）；每个第I凸柱（25）的内端面与对应第I条形压块（13）的外侧面之间均贯通开设有一个第I沉头螺孔（26）；每个第I凸柱（25）的内端面均同轴固定有一个第I膨胀套（27）；八对第I凸柱（25）一一对应地贯穿八对第I豁口（24）和八对第I定位孔（23）；八对第I膨胀套（27）一一对应地超出八对第I定位孔（23）的内端孔口；

八对第V沉头螺钉（15）一一对应地旋拧于八对第I沉头螺孔（26）内；每个第V沉头螺钉（15）的尾端面均同轴固定有一个第I挤压头（28）；八对第I挤压头（28）一一对应地穿设于八对第I膨胀套（27）内；

每个第II矩形安装孔的孔壁下部均延伸设置有一对前后对称的第II条形座块（29）；每个第II条形座块（29）的侧面均贯通开设有一对相互对称的第II定位孔（30）；四个第II矩形弹性基片（12）的前边缘和后边缘一一对应地搭接于四对第II条形座块（29）的外侧面；四个第II矩形弹性基片（12）的前边缘和后边缘各贯通开设有一对相互对称的第II豁口（31），且八对第II豁口（31）与八对第II定位孔（30）一一对接；

四对第II条形压块（14）一一对应地压接于四个第II矩形弹性基片（12）的前边缘和后边缘；每个第II条形压块（14）的内侧面均延伸设置有一对相互对称的第II凸柱（32）；每个第II凸柱（32）的内端面与对应第II条形压块（14）的外侧面之间均贯通开设有一个第II沉头螺孔（33）；每个第II凸柱（32）的内端面均同轴固定有一个第II膨胀套（34）；八对第II凸柱（32）一一对应地贯穿八对第II豁口（31）和八对第II定位孔（30）；八对第II膨胀套（34）一一对应地超出八对第II定位孔（30）的内端孔口；

八对第VI沉头螺钉（16）一一对应地旋拧于八对第II沉头螺孔（33）内；每个第VI沉头螺钉（16）的尾端面均同轴固定有一个第II挤压头（35）；八对第II挤压头（35）一一对应地穿设于八对第II膨胀套（34）内；

每个第I薄膜传感器均包括两个敏感方向相反的第I薄膜电阻栅（36）；四个第I薄膜传感器一一对应地磁控溅射沉积于四个第I矩形弹性基片（11）的外侧面中部；位置靠上的第I薄膜传感器和位置靠下的第I薄膜传感器通过导线共同连接构成第I惠斯通电桥电路；位置靠左的第I薄膜传感器和位置靠右的第I薄膜传感器通过导线共同连接构成第II惠斯通电桥电路；

每个第II薄膜传感器均包括两个敏感方向相互垂直的第II薄膜电阻栅（37）；四个第II薄膜传感器一一对应地磁控溅射沉积于四个第II矩形弹性基片（12）的外侧面中部；四个第II薄膜传感器通过导线共同连接构成第III惠斯通电桥电路。

2.根据权利要求1所述的一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，其特征在于：每个第I条形压块（13）的侧面中部均开设有一个前后贯通的第I矩形工艺孔（38）；每个第II条形压块（14）的侧面中部均开设有一个前后贯通的第II矩形工艺孔（39）。

3.根据权利要求1所述的一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，其特征在于：八对第I豁口（24）、八对第II豁口（31）均为U形豁口；八对第I膨胀套（27）、八对第II膨胀套（34）均为蘑菇形膨胀套；八对第I挤压头（28）、八对第II挤压头（35）均为锥形挤压头。

4.根据权利要求3所述的一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，其特征在于：每个蘑菇形膨胀套均包括外粗内细的圆台形主体，圆台形主体的细端面同轴固定有半球形头部，圆台形主体的粗端面中央和半球形头部的球面中央之间贯通开设有圆孔，圆孔的孔壁贯通开设有四道沿周向等距排列的狭缝。

5.根据权利要求1所述的一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，其特征在于：第I方形套筒（4）、第I法兰盘（7）为一体成型结构；第II方形套筒（6）、第II法兰盘（8）为一体成型结构。

说明书

一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统

技术领域

[0001] 本发明涉及车削加工中的车削力测量技术，具体是一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统。

背景技术

[0002] 在车削加工过程中，车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，车削力的测量对研究车削机理和指导实际车削加工具有十分重要的
意义。在现有技术条件下，车削力的测量主要是采用安装在刀具上的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和安装方式所限，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，由此导致其适用范围受限。其四，应变式测力仪和压电式测力仪共
同存在的问题还包括：拆装过程过于繁琐，导致其无法实现量程更换，由此导致其无法在同
一刀具上实现多量程测量。基于此，有必要发明一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀
具系统，以解决现有车削力测量技术测量精度低、适用范围受限、无法在同一刀具上实现多
量程测量的问题。

发明内容

[0003] 本发明为了解决现有车削力测量技术测量精度低、适用范围受限、无法在同一刀具上实现多量程测量的问题，提供了一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统。

[0004] 本发明是采用如下技术方案实现的：

[0005] 一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，包括车刀刀体、车刀刀片、第I沉头螺钉、第I方形套筒、第II沉头螺钉、第II方形套筒、第I法兰盘、第II法兰盘、圆形套筒、
八个第III沉头螺钉、八个第IV沉头螺钉、四个第I矩形弹性基片、四个第II矩形弹性基片、
四对第I条形压块、四对第II条形压块、八对第V沉头螺钉、八对第VI沉头螺钉、四个第I薄膜
传感器、四个第II薄膜传感器；

[0006] 其中，车刀刀体的上侧面前端开设有装配凹槽，且装配凹槽的槽底开设有第I盲螺孔；车刀刀体的四个侧面前部各开设有一个第II盲螺孔；

[0007] 车刀刀片嵌设于装配凹槽内；车刀刀片的表面贯通开设有第I沉头孔，且第I沉头孔与第I盲螺孔对接；第I沉头螺钉贯穿第I沉头孔，且第I沉头螺钉的尾端旋拧于第I盲螺孔
内；

[0008] 第I方形套筒套设于车刀刀体的侧面前部；第I方形套筒的四个侧面各贯通开设有一个第II沉头孔，且四个第II沉头孔与四个第II盲螺孔一一对接；四个第II沉头螺钉一一
对应地贯穿四个第II沉头孔，且四个第II沉头螺钉的尾端一一对应地旋拧于四个第II盲螺
孔内；第II方形套筒套设于车刀刀体的侧面后部，且第II方形套筒的后端封闭；

[0009] 第I法兰盘的中心孔为方孔；第I法兰盘套设于车刀刀体的侧面前部，且第I法兰盘的前端面内边缘与第I方形套筒的后端面固定为一体；第I法兰盘的端面外边缘贯通开设有
八个沿周向等距排列的第III沉头孔；第II法兰盘的中心孔为方孔；第II法兰盘套设于车刀
刀体的侧面后部，且第II法兰盘的后端面内边缘与第II方形套筒的前端面固定为一体；第
II法兰盘的端面外边缘贯通开设有八个沿周向等距排列的第IV沉头孔；

[0010] 圆形套筒的前端面贯通开设有四对沿周向等距排列且呈L形的第I豁槽；每个第I豁槽均包括轴向段和周向段，且周向段的一端与轴向段的前端连通；每对第I豁槽的轴向段
之间均贯通开设有一个第I矩形安装孔；每对第I豁槽的周向段均相向设置，且每对第I豁槽
的周向段之间均形成有一个第I短弹性梁；四个第I短弹性梁一一对应地位于四个第I矩形
安装孔的前方；相邻两对第I豁槽之间形成有一个第I长弹性梁；四个第I短弹性梁的前端面
和四个第I长弹性梁的前端面各开设有一个第III盲螺孔，且八个第III盲螺孔与八个第III
沉头孔一一对接；八个第III沉头螺钉一一对应地贯穿八个第III沉头孔，且八个第III沉头
螺钉的尾端一一对应地旋拧于八个第III盲螺孔内；

[0011] 圆形套筒的后端面贯通开设有四对沿周向等距排列且呈L形的第II豁槽；每个第II豁槽均包括轴向段和周向段，且周向段的一端与轴向段的后端连通；每对第II豁槽的轴
向段之间均贯通开设有一个第II矩形安装孔；每对第II豁槽的周向段均相向设置，且每对
第II豁槽的周向段之间均形成有一个第II短弹性梁；四个第II短弹性梁一一对应地位于四
个第II矩形安装孔的后方；相邻两对第II豁槽之间形成有一个第II长弹性梁；四个第II短
弹性梁的后端面和四个第II长弹性梁的后端面各开设有一个第IV盲螺孔，且八个第IV盲螺
孔与八个第IV沉头孔一一对接；八个第IV沉头螺钉一一对应地贯穿八个第IV沉头孔，且八
个第IV沉头螺钉的尾端一一对应地旋拧于八个第IV盲螺孔内；

[0012] 四个第I矩形安装孔和四个第II矩形安装孔相互交错排列，且四个第I矩形安装孔和四个第II矩形安装孔之间形成有弹性圆环；

[0013] 每个第I矩形安装孔的孔壁下部均延伸设置有一对前后对称的第I条形座块；每个第I条形座块的侧面均贯通开设有一对相互对称的第I定位孔；四个第I矩形弹性基片的前
边缘和后边缘一一对应地搭接于四对第I条形座块的外侧面；四个第I矩形弹性基片的前边
缘和后边缘各贯通开设有一对相互对称的第I豁口，且八对第I豁口与八对第I定位孔一一
对接；

[0014] 四对第I条形压块一一对应地压接于四个第I矩形弹性基片的前边缘和后边缘；每个第I条形压块的内侧面均延伸设置有一对相互对称的第I凸柱；每个第I凸柱的内端面与
对应第I条形压块的外侧面之间均贯通开设有一个第I沉头螺孔；每个第I凸柱的内端面均
同轴固定有一个第I膨胀套；八对第I凸柱一一对应地贯穿八对第I豁口和八对第I定位孔；
八对第I膨胀套一一对应地超出八对第I定位孔的内端孔口；

[0015] 八对第V沉头螺钉一一对应地旋拧于八对第I沉头螺孔内；每个第V沉头螺钉的尾端面均同轴固定有一个第I挤压头；八对第I挤压头一一对应地穿设于八对第I膨胀套内；

[0016] 每个第II矩形安装孔的孔壁下部均延伸设置有一对前后对称的第II条形座块；每个第II条形座块的侧面均贯通开设有一对相互对称的第II定位孔；四个第II矩形弹性基片
的前边缘和后边缘一一对应地搭接于四对第II条形座块的外侧面；四个第II矩形弹性基片
的前边缘和后边缘各贯通开设有一对相互对称的第II豁口，且八对第II豁口与八对第II定
位孔一一对接；

[0017] 四对第II条形压块一一对应地压接于四个第II矩形弹性基片的前边缘和后边缘；每个第II条形压块的内侧面均延伸设置有一对相互对称的第II凸柱；每个第II凸柱的内端
面与对应第II条形压块的外侧面之间均贯通开设有一个第II沉头螺孔；每个第II凸柱的内
端面均同轴固定有一个第II膨胀套；八对第II凸柱一一对应地贯穿八对第II豁口和八对第
II定位孔；八对第II膨胀套一一对应地超出八对第II定位孔的内端孔口；

[0018] 八对第VI沉头螺钉一一对应地旋拧于八对第II沉头螺孔内；每个第VI沉头螺钉的尾端面均同轴固定有一个第II挤压头；八对第II挤压头一一对应地穿设于八对第II膨胀套
内；

[0019] 每个第I薄膜传感器均包括两个敏感方向相反的第I薄膜电阻栅；四个第I薄膜传感器一一对应地磁控溅射沉积于四个第I矩形弹性基片的外侧面中部；位置靠上的第I薄膜
传感器和位置靠下的第I薄膜传感器通过导线共同连接构成第I惠斯通电桥电路；位置靠左
的第I薄膜传感器和位置靠右的第I薄膜传感器通过导线共同连接构成第II惠斯通电桥电
路；

[0020] 每个第II薄膜传感器均包括两个敏感方向相互垂直的第II薄膜电阻栅；四个第II薄膜传感器一一对应地磁控溅射沉积于四个第II矩形弹性基片的外侧面中部；四个第II薄
膜传感器通过导线共同连接构成第III惠斯通电桥电路。

[0021] 工作时，第I惠斯通电桥电路的输出端、第II惠斯通电桥电路的输出端、第III惠斯通电桥电路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。具体工作过程如下：在进行车削加工时，车刀刀片的刀尖处受到车削力，车削力
一方面依次经车刀刀体、第I方形套筒、第I法兰盘、四个第I短弹性梁、四个第I矩形弹性基
片、弹性圆环、四个第II长弹性梁、第II法兰盘传递至第II方形套筒，另一方面依次经车刀
刀体、第I方形套筒、第I法兰盘、四个第I长弹性梁、弹性圆环、四个第II矩形弹性基片、四个
第II短弹性梁、第II法兰盘传递至第II方形套筒，由此一方面使得四个第I矩形弹性基片产
生较大的应力，另一方面使得四个第II矩形弹性基片产生较大的应力，从而一方面使得四
个第I矩形弹性基片发生形变，另一方面使得四个第II矩形弹性基片发生形变，进而一方面
使得四个第I薄膜传感器发生形变，另一方面使得四个第II薄膜传感器发生形变。此时，由
于四个第I薄膜传感器的输出信号不一致，使得第I惠斯通电桥电路和第II惠斯通电桥电路
处于非平衡状态，第I惠斯通电桥电路和第II惠斯通电桥电路由此输出电压信号。同时，由
于四个第II薄膜传感器的输出信号不一致，使得第III惠斯通电桥电路处于非平衡状态，第
III惠斯通电桥电路由此输出电压信号。第I惠斯通电桥电路、第II惠斯通电桥电路、第III
惠斯通电桥电路输出的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车削加工中的车削力信息。

[0022] 在上述过程中，根据实际测量要求，可以更换不同量程的敏感结构（即四个第I矩形弹性基片、四个第I薄膜传感器、四个第II矩形弹性基片、四个第II薄膜传感器），由此实
现量程更换。具体更换过程包括：一、首先，将八对第V沉头螺钉从八对第I沉头螺孔内拧出。
此时，八对第I挤压头脱离八对第I膨胀套，使得八对第I膨胀套收缩，由此将四对第I条形压
块、敏感结构（即四个第I矩形弹性基片、四个第I薄膜传感器）从四个第I矩形安装孔内取
出。然后，先将不同量程的敏感结构（即四个第I矩形弹性基片、四个第I薄膜传感器）、四对
第I条形压块放入四个第I矩形安装孔内，再将八对第V沉头螺钉拧入八对第I沉头螺孔内。
此时，八对第I挤压头穿设于八对第I膨胀套内，使得八对第I膨胀套膨胀，由此完成安装，从
而实现量程更换，进而在同一刀具上实现多量程测量。二、首先，将八对第VI沉头螺钉从八
对第II沉头螺孔内拧出。此时，八对第II挤压头脱离八对第II膨胀套，使得八对第II膨胀套
收缩，由此将四对第II条形压块、敏感结构（即四个第II矩形弹性基片、四个第II薄膜传感
器）从四个第II矩形安装孔内取出。然后，先将不同量程的敏感结构（即四个第II矩形弹性
基片、四个第II薄膜传感器）、四对第II条形压块放入四个第II矩形安装孔内，再将八对第
VI沉头螺钉拧入八对第II沉头螺孔内。此时，八对第II挤压头穿设于八对第II膨胀套内，使
得八对第II膨胀套膨胀，由此完成安装，从而实现量程更换，进而在同一刀具上实现多量程
测量。

[0023] 基于上述过程，与现有车削力测量技术相比，本发明所述的一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统通过采用全新结构，实现了集车削加工功能和车削力测量功能
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。其
四，与应变式测力仪和压电式测力仪相比，本发明中的敏感结构能够实现快速拆装，因此其
能够实现量程更换，由此在同一刀具上实现多量程测量。

[0024] 本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有车削力测量技术测量精度低、适用范围受限、无法在同一刀具上实现多量程测量的问题，适用于各种场合（例如实验室、生产现
场等）下的车削加工。

附图说明

[0025] 图1是本发明的结构示意图。

[0026] 图2是本发明中第I方形套筒、第II方形套筒、第I法兰盘、第II法兰盘、圆形套筒的结构示意图。

[0027] 图3是本发明中第I方形套筒、第I法兰盘的结构示意图。

[0028] 图4是本发明中第II方形套筒、第II法兰盘的结构示意图。

[0029] 图5是本发明中圆形套筒的结构示意图。

[0030] 图6是图5的左视图。

[0031] 图7是本发明中第I矩形弹性基片、第I条形压块、第I凸柱、第I膨胀套、第I薄膜传感器的结构示意图。

[0032] 图8是图7的俯视图。

[0033] 图9是图7的A‑A剖视图。

[0034] 图10是本发明中第V沉头螺钉、第I挤压头的结构示意图。

[0035] 图11是本发明中第I矩形弹性基片、第I薄膜传感器的结构示意图。

[0036] 图12是本发明中第II矩形弹性基片、第II条形压块、第II凸柱、第II膨胀套、第II薄膜传感器的结构示意图。

[0037] 图13是图12的俯视图。

[0038] 图14是图12的B‑B剖视图。

[0039] 图15是本发明中第VI沉头螺钉、第II挤压头的结构示意图。

[0040] 图16是本发明中第II矩形弹性基片、第II薄膜传感器的结构示意图。

[0041] 图中：1‑车刀刀体，2‑车刀刀片，3‑第I沉头螺钉，4‑第I方形套筒，5‑第II沉头螺钉，6‑第II方形套筒，7‑第I法兰盘，8‑第II法兰盘，9‑第III沉头螺钉，10‑第IV沉头螺钉，
11‑第I矩形弹性基片，12‑第II矩形弹性基片，13‑第I条形压块，14‑第II条形压块，15‑第V
沉头螺钉，16‑第VI沉头螺钉，17‑第I短弹性梁，18‑第I长弹性梁，19‑第II短弹性梁，20‑第
II长弹性梁，21‑弹性圆环，22‑第I条形座块，23‑第I定位孔，24‑第I豁口，25‑第I凸柱，26‑
第I沉头螺孔，27‑第I膨胀套，28‑第I挤压头，29‑第II条形座块，30‑第II定位孔，31‑第II豁
口，32‑第II凸柱，33‑第II沉头螺孔，34‑第II膨胀套，35‑第II挤压头，36‑第I薄膜电阻栅，
37‑第II薄膜电阻栅，38‑第I矩形工艺孔，39‑第II矩形工艺孔。

具体实施方式

[0042] 一种具有套筒式敏感结构的车削力测量刀具系统，包括车刀刀体1、车刀刀片2、第I沉头螺钉3、第I方形套筒4、第II沉头螺钉5、第II方形套筒6、第I法兰盘7、第II法兰盘8、圆
形套筒、八个第III沉头螺钉9、八个第IV沉头螺钉10、四个第I矩形弹性基片11、四个第II矩
形弹性基片12、四对第I条形压块13、四对第II条形压块14、八对第V沉头螺钉15、八对第VI
沉头螺钉16、四个第I薄膜传感器、四个第II薄膜传感器；

[0043] 其中，车刀刀体1的上侧面前端开设有装配凹槽，且装配凹槽的槽底开设有第I盲螺孔；车刀刀体1的四个侧面前部各开设有一个第II盲螺孔；

[0044] 车刀刀片2嵌设于装配凹槽内；车刀刀片2的表面贯通开设有第I沉头孔，且第I沉头孔与第I盲螺孔对接；第I沉头螺钉3贯穿第I沉头孔，且第I沉头螺钉3的尾端旋拧于第I盲
螺孔内；

[0045] 第I方形套筒4套设于车刀刀体1的侧面前部；第I方形套筒4的四个侧面各贯通开设有一个第II沉头孔，且四个第II沉头孔与四个第II盲螺孔一一对接；四个第II沉头螺钉5
一一对应地贯穿四个第II沉头孔，且四个第II沉头螺钉5的尾端一一对应地旋拧于四个第
II盲螺孔内；第II方形套筒6套设于车刀刀体1的侧面后部，且第II方形套筒6的后端封闭；

[0046] 第I法兰盘7的中心孔为方孔；第I法兰盘7套设于车刀刀体1的侧面前部，且第I法兰盘7的前端面内边缘与第I方形套筒4的后端面固定为一体；第I法兰盘7的端面外边缘贯
通开设有八个沿周向等距排列的第III沉头孔；第II法兰盘8的中心孔为方孔；第II法兰盘8
套设于车刀刀体1的侧面后部，且第II法兰盘8的后端面内边缘与第II方形套筒6的前端面
固定为一体；第II法兰盘8的端面外边缘贯通开设有八个沿周向等距排列的第IV沉头孔；

[0047] 圆形套筒的前端面贯通开设有四对沿周向等距排列且呈L形的第I豁槽；每个第I豁槽均包括轴向段和周向段，且周向段的一端与轴向段的前端连通；每对第I豁槽的轴向段
之间均贯通开设有一个第I矩形安装孔；每对第I豁槽的周向段均相向设置，且每对第I豁槽
的周向段之间均形成有一个第I短弹性梁17；四个第I短弹性梁17一一对应地位于四个第I
矩形安装孔的前方；相邻两对第I豁槽之间形成有一个第I长弹性梁18；四个第I短弹性梁17
的前端面和四个第I长弹性梁18的前端面各开设有一个第III盲螺孔，且八个第III盲螺孔
与八个第III沉头孔一一对接；八个第III沉头螺钉9一一对应地贯穿八个第III沉头孔，且
八个第III沉头螺钉9的尾端一一对应地旋拧于八个第III盲螺孔内；

[0048] 圆形套筒的后端面贯通开设有四对沿周向等距排列且呈L形的第II豁槽；每个第II豁槽均包括轴向段和周向段，且周向段的一端与轴向段的后端连通；每对第II豁槽的轴
向段之间均贯通开设有一个第II矩形安装孔；每对第II豁槽的周向段均相向设置，且每对
第II豁槽的周向段之间均形成有一个第II短弹性梁19；四个第II短弹性梁19一一对应地位
于四个第II矩形安装孔的后方；相邻两对第II豁槽之间形成有一个第II长弹性梁20；四个
第II短弹性梁19的后端面和四个第II长弹性梁20的后端面各开设有一个第IV盲螺孔，且八
个第IV盲螺孔与八个第IV沉头孔一一对接；八个第IV沉头螺钉10一一对应地贯穿八个第IV
沉头孔，且八个第IV沉头螺钉10的尾端一一对应地旋拧于八个第IV盲螺孔内；

[0049] 四个第I矩形安装孔和四个第II矩形安装孔相互交错排列，且四个第I矩形安装孔和四个第II矩形安装孔之间形成有弹性圆环21；

[0050] 每个第I矩形安装孔的孔壁下部均延伸设置有一对前后对称的第I条形座块22；每个第I条形座块22的侧面均贯通开设有一对相互对称的第I定位孔23；四个第I矩形弹性基
片11的前边缘和后边缘一一对应地搭接于四对第I条形座块22的外侧面；四个第I矩形弹性
基片11的前边缘和后边缘各贯通开设有一对相互对称的第I豁口24，且八对第I豁口24与八
对第I定位孔23一一对接；

[0051] 四对第I条形压块13一一对应地压接于四个第I矩形弹性基片11的前边缘和后边缘；每个第I条形压块13的内侧面均延伸设置有一对相互对称的第I凸柱25；每个第I凸柱25
的内端面与对应第I条形压块13的外侧面之间均贯通开设有一个第I沉头螺孔26；每个第I
凸柱25的内端面均同轴固定有一个第I膨胀套27；八对第I凸柱25一一对应地贯穿八对第I
豁口24和八对第I定位孔23；八对第I膨胀套27一一对应地超出八对第I定位孔23的内端孔
口；

[0052] 八对第V沉头螺钉15一一对应地旋拧于八对第I沉头螺孔26内；每个第V沉头螺钉15的尾端面均同轴固定有一个第I挤压头28；八对第I挤压头28一一对应地穿设于八对第I
膨胀套27内；

[0053] 每个第II矩形安装孔的孔壁下部均延伸设置有一对前后对称的第II条形座块29；每个第II条形座块29的侧面均贯通开设有一对相互对称的第II定位孔30；四个第II矩形弹
性基片12的前边缘和后边缘一一对应地搭接于四对第II条形座块29的外侧面；四个第II矩
形弹性基片12的前边缘和后边缘各贯通开设有一对相互对称的第II豁口31，且八对第II豁
口31与八对第II定位孔30一一对接；

[0054] 四对第II条形压块14一一对应地压接于四个第II矩形弹性基片12的前边缘和后边缘；每个第II条形压块14的内侧面均延伸设置有一对相互对称的第II凸柱32；每个第II
凸柱32的内端面与对应第II条形压块14的外侧面之间均贯通开设有一个第II沉头螺孔33；
每个第II凸柱32的内端面均同轴固定有一个第II膨胀套34；八对第II凸柱32一一对应地贯
穿八对第II豁口31和八对第II定位孔30；八对第II膨胀套34一一对应地超出八对第II定位
孔30的内端孔口；

[0055] 八对第VI沉头螺钉16一一对应地旋拧于八对第II沉头螺孔33内；每个第VI沉头螺钉16的尾端面均同轴固定有一个第II挤压头35；八对第II挤压头35一一对应地穿设于八对
第II膨胀套34内；

[0056] 每个第I薄膜传感器均包括两个敏感方向相反的第I薄膜电阻栅36；四个第I薄膜传感器一一对应地磁控溅射沉积于四个第I矩形弹性基片11的外侧面中部；位置靠上的第I
薄膜传感器和位置靠下的第I薄膜传感器通过导线共同连接构成第I惠斯通电桥电路；位置
靠左的第I薄膜传感器和位置靠右的第I薄膜传感器通过导线共同连接构成第II惠斯通电
桥电路；

[0057] 每个第II薄膜传感器均包括两个敏感方向相互垂直的第II薄膜电阻栅37；四个第II薄膜传感器一一对应地磁控溅射沉积于四个第II矩形弹性基片12的外侧面中部；四个第
II薄膜传感器通过导线共同连接构成第III惠斯通电桥电路。

[0058] 每个第I条形压块13的侧面中部均开设有一个前后贯通的第I矩形工艺孔38；每个第II条形压块14的侧面中部均开设有一个前后贯通的第II矩形工艺孔39。

[0059] 八对第I豁口24、八对第II豁口31均为U形豁口；八对第I膨胀套27、八对第II膨胀套34均为蘑菇形膨胀套；八对第I挤压头28、八对第II挤压头35均为锥形挤压头。

[0060] 每个蘑菇形膨胀套均包括外粗内细的圆台形主体，圆台形主体的细端面同轴固定有半球形头部，圆台形主体的粗端面中央和半球形头部的球面中央之间贯通开设有圆孔，
圆孔的孔壁贯通开设有四道沿周向等距排列的狭缝。

[0061] 第I方形套筒4、第I法兰盘7为一体成型结构；第II方形套筒6、第II法兰盘8为一体成型结构。

[0062] 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。