具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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。

术语解释部分：本发明中的术语“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，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在摩擦系数测试结构不够精确的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种可集成于铣床的刀具-工件摩擦系数测量装置。

本发明的一种典型的实施方式中，参考图3、图4和图5所示，一种可集成于铣床的刀具-工件摩擦系数测量装置，包括：

机架，机架设置可直线移动的横梁；

用于夹持刀具材料的第一夹持机构，第一夹持机构与横梁连接，横梁带动第一夹持机构实现移动；

第二夹持机构，设于第一夹持机构的下方以夹持工件材料，工件材料能够与第一夹持机构夹持的刀具材料呈设定角度设置，且工件材料能够与刀具材料实现接触；

测力仪，设于第二夹持机构的下方，并通过机架支撑；

计算终端，测力仪与计算终端连接，计算终端根据测力仪测量工件材料轴向力和摩擦力，进而计算刀具-工件摩擦系数。

计算终端根据测力仪测量的工件材料轴向力、工件材料水平方向摩擦力和工件材料竖直方向摩擦力，来获得所述的刀具-工件摩擦系数，测力仪与工件材料接触，可实时获取刀具材料作用于工件材料的受力情况。

另外，系统还包括控制器，控制器与控制横梁的移动机构连接，控制器还与计算终端连接，通过计算终端即可控制控制器开始工作。

需要说明的是，计算终端为计算机，控制器可为PLC控制器或其他类型的控制器。

第一夹持机构为剪叉式夹持机构，剪叉式夹持机构可实现对第一夹持机构高度的调整，进而满足于不同结构与厚度刀具的安装。

参考图7所示，剪叉式夹持机构4包括顶板14，顶板14与横梁10的下表面固定连接，顶板14下表面活动连接两根第一连杆15，两根第一连杆呈八字型设置，每一第一连杆15与连接件16的一端铰接连接，连接件16的另一端与第二连杆17铰接连接，这样两根第二连杆17的底端分别与底板18铰接连接，底板18设置用于夹持刀具材料的夹持件；

两连接件16设于同一高度，且两连接件均设置螺纹孔，锁紧件穿过螺纹孔设置，锁紧件可为螺丝13或螺栓，螺丝13或螺栓可穿过两连接件的螺纹孔设置，螺丝或螺栓相对于连接件的螺纹孔实现锁紧，这样可实现第一夹持机构的反向自锁，保证第一夹持机构向刀具材料提供压紧力，可真实反映实际切削环境下的高压状态；而且通过两连接件之间位置的调整，可实现剪叉式夹持机构高度的调整，以满足于不同高度刀具材料的夹持。

夹持件包括固定块19，固定块19设于底板18的下表面，固定块19的一侧设置限位块20，限位块20开有螺纹孔，螺栓21穿过螺纹孔能够与固定块抵接，通过螺栓21与固定块19实现对刀具材料的夹持，通过螺栓与固定块配合，不仅可保证对刀具材料的稳定夹持，而且通过调整螺栓可实现对不同厚度刀具材料的夹持。

参考图图6和图8所示，第二夹持机构包括本体22，本体22可拆卸安装于测力仪的上方，本体的侧部设置夹板12，夹板同样与测力仪可拆卸连接，夹板12与本体22之间间隔设定距离设置，且若干螺栓穿过夹板并能够与本体侧部相抵，通过螺栓的旋转，实现螺栓与本体对工件材料的夹持，这样通过第二夹持机构限制工件材料的自由度。

可以理解的是，第二夹持机构的本体可通过螺栓或其它紧固件与测力仪可拆卸连接，这样本体与螺栓夹持的工件材料相对于工具材料的角度可改变，由此可探究角度对摩擦系数的影响规律。

进一步，机架包括底座11，可固定于立式铣床工作台上，底座11支撑测力仪3，测力仪3可为三向测力仪，底座在测力仪的两侧分别设置支架，支架具有设定的高度以支撑横梁。

支架2的顶端分别设置导轨1，横梁10的下表面设置滑槽，滑槽与导轨1配合且可沿着导轨移动，通过导轨和滑槽限定了横梁的移动路径；

为了对横梁的水平移动进行控制，移动机构包括旋转轴，旋转轴通过传动机构与横梁10连接，在一些具体示例中，传动机构为齿轮齿条传动机构，横梁的侧部固定有传动齿条7，传动齿条7与齿轮5啮合，齿轮固定于旋转轴，旋转轴与动力源连接，通过动力源带动旋转轴旋转，进而带动齿轮转动，通过传动齿条与齿轮配合，实现横梁的横向移动。

或者，旋转轴也可为机床主轴，机床主轴与齿轮轴通过齿轮传动，齿轮轴9设置齿轮，齿轮轴设于横梁的侧部并通过齿轮架8支撑，齿轮架8固定于机架，机床主轴也可加装减速器调节齿轮5的转速，齿轮5带动传动齿条7直线运动，传动齿条7带动横梁10，第一夹持机构4沿导轨1直线运动。

另外，移动机构还可以是其他的直线机构，如电缸，电缸由机架支撑，电缸推动横梁进行水平移动。

上述的测量装置，横梁可带动刀具材料实现直线运动，工件材料位置保持不动，这样刀具材料与工件材料相对移动时没有点状重复接触，可以减小塑性变形引发的测量误差，所得刀具-工件摩擦系数测试结果比较稳定，测试精度高。

另外，切削过程中的高温利用加热机构实现，加热机构与控制器连接，加热机构固定于第二夹持机构或设于第二夹持机构的侧部；具体地，加热机构可为加热线圈或者其他的加热设备。

一种可集成于铣床的刀具-工件摩擦系数测量装置的测量方法，包括如下内容：

通过第二夹持机构夹持工件材料；

通过第一夹持机构夹持刀具材料，使得刀具材料与工件材料之间呈设定角度，且工件材料与刀具材料接触；

通过横梁使得刀具材料和工件材料相对运动，运动过程中，测力仪3固定于变角度夹具6下方，可以实时测出刀具材料与工件材料接触点的力信号，包括轴向力Fz，水平方向摩擦力Fx与竖直方向摩擦力Fy，利用公式计算出实时的摩擦系数f。

使用后，再次使用前，机床主轴反向旋转使得装置的传动齿条7返回初始位置后可再次连续使用。

需要解释的是，刀具材料和工件材料可采用任何形状的材料，不必非得是具体的刀具和具体的工件，比如刀具材料和工件材料可为圆柱杆材料(也可用一对矩形材料)，刀具材料和工件材料的边缘水平接触，接触面积极小，第一夹持机构4可以通过刀具材料的位置，从而使刀具材料与工件材料接触并借助螺丝13的反向自锁提供压紧力，参考图1和图2所示，刀具材料和工件材料垂直分布，且刀具材料、工件材料与水平线成设定的夹角，刀具材料沿水平线方向运动，工件材料保持位置不变，这种运动方式没有点状重复接触，可以减小塑性变形引发的测量误差，所得摩擦系数测试结果比较稳定。

另外，刀具材料和工件材料抛光程度越好，得到的摩擦系数测试结果越为精确。

而且，因刀具材料与工件材料之间呈设定角度设置，刀具材料与工件材料接触面积极小，不用施加较大载荷即可模拟切削过程高压。

在一些示例中，在刀具材料和工件材料直接施加润滑剂以探究润滑剂对切削摩擦系数的影响。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。