本发明涉及切削刀具应力测量，特别涉及一种带有声表面波传感器的刀具、刀具应力监测方法和系统。
背景技术：
1、数控加工机床凭借其高加工效率和高自动化程度，已成为制造业中的主要加工设备。为满足高效、高速、高精度和高可靠性的切削加工要求，切削刀具及其系统对获得稳定的高品质表面和完整的高面形精度的零部件起着至关重要的作用。但实际加工过程中，刀具作为机床的直接执行件，加工过程中与工件和切屑直接接触，受到剧烈的摩擦和冲击，会产生磨损从而降低机床加工精度，更有甚者可能会造成尺寸不达标、生产线停产等后果。所以，需要有可靠的办法对机床刀头情况进行实时监测以确保加工工作顺利进行。
2、检测刀具磨损情况最直接的方法是将刀具取下直接进行鉴定，通过刀具几何尺寸等特征判断是否需要更换。但是这种方法需要人工操作，无法做到实时检测，且需要关闭机器，影响了加工效率。除了直接测量外，我们也可以通过传感器采集刀头的温度、应力等参数间接估算刀具磨损状态。这种检测方式无需做到停机检测，而且可以实时检测刀具受力情况，分析刀具是否发生破坏。
3、目前切削力测力仪主要有应变式测力仪和压电式测力仪等，尽管这些测力仪能够实现一定精度的切削力的测量并且有些已经得到应用，但是仍旧存在环境适应能力差、价格昂贵等问题。有研究提出可以使用声表面波传感器测量刀具应力，但其传感器安装位置位于刀具刀柄处，且只是将传感器贴于表面，因此无法做到直接测量刀具本身应力分布状况，测量结果不够精确，另一方面，传感器直接暴露在外界环境中，易受到外界温度湿度等噪声的干扰。因此，对于使用传感器监测刀具应力的研究仍有很大空间。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，解决当前技术中声表面波传感器存在的测量不够精确，无法测量刀具内部应力分布情况且易受外界环境干扰等问题。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种带有声表面波传感器的刀具，包括带有固定孔的刀头和设有固定部的刀柄，
3、所述固定孔包括第一受力面和第二受力面，所述第一受力面与所述刀头z方向的切削力平行，所述第二受力面与所述刀头y方向的给进力平行；
4、所述第一受力面和所述第二受力面分别设置有第一预埋孔和第二预埋孔，所述第一预埋孔和所述第二预埋孔安装有声表面波传感器。
5、进一步地，所述声表面波传感器由下至上包括基底、压电层，以及压电材料层上端的叉指电极、反射栅和引出天线。
6、进一步地，所述第一预埋孔内的声表面波传感器的叉指电极平行于xy面并与z方向的给进力垂直；
7、所述第二预埋孔内的声表面波传感器的叉指电极垂直于xy面并与y方向的切削力平行。
8、在本发明中对于基底的材料无需严格限定，可以为石英、硅、蓝宝石等。
9、进一步地，所述压电层的材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、掺钪氮化铝、氧化锌中的至少一种。
10、进一步地，所述叉指电极和所述反射栅的材料为固体导电金属，所述固体导电金属优选为钼、铂、金、铝中的至少一种。
11、进一步地，所述固定孔为方形。
12、进一步地，所述第一预埋孔和所述第二预埋孔按照深度梯度设置若干个。
13、本发明也提供了一种刀具应力的监测方法，包括，
14、获取刀具，所述刀具包括带有固定孔的刀头和设有固定部的刀柄；
15、在所述固定孔的第一受力面和第二受力面分别得到第一预埋孔和第二预埋孔，其中，所述第一受力面与所述刀头z方向的切削力平行，所述第二受力面与所述刀头y方向的给进力平行；
16、在所述第一预埋孔和所述第二预埋孔安装声表面波传感器；
17、根据获取的声表面波传感器的信息，得到所述刀具在不同深度的受力情况。
18、本发明还提供了一种刀具应力的监测系统，上述的刀具，还包括信号分析部件；
19、所述信号分析部件用于将声表面波传感器传递的电磁波信号分析受力情况。
20、相对于现有技术，本发明具有以下的有益效果：
21、本发明在刀头的固定孔中与刀头z方向的切削力平行和与刀头y方向的给进力平行的受力面分别设置第一预埋孔和第二预埋孔，在第一预埋孔和第二预埋孔中安装声表面波传感器，不仅可以同时测量刀具两个方向上的应力，声表面波传感器埋设于刀头内可以使得测量结果更精确的同时还能隔绝外部环境保护传感器且不易受到外界环境的干扰。
1.一种带有声表面波传感器的刀具，包括带有固定孔的刀头和设有固定部的刀柄，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的带有声表面波传感器的刀具，其特征在于，所述声表面波传感器由下至上包括基底、压电层，以及压电材料层上端的叉指电极、反射栅和引出天线。
3.根据权利要求2所述的带有声表面波传感器的刀具，其特征在于，所述第一预埋孔内的声表面波传感器的叉指电极平行于xy面并与z方向的给进力垂直；
4.根据权利要求2所述的带有声表面波传感器的刀具，其特征在于，所述压电层的材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、掺钪氮化铝、氧化锌中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的带有声表面波传感器的刀具，其特征在于，所述叉指电极和所述反射栅的材料为固体导电金属。
6.根据权利要求1所述的带有声表面波传感器的刀具，其特征在于，所述固定孔为方形。
7.根据权利要求1-6任一项所述的带有声表面波传感器的刀具，其特征在于，所述第一预埋孔和所述第二预埋孔按照深度梯度设置若干个。
8.一种刀具应力的监测方法，其特征在于，包括，
9.一种刀具应力的监测系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的刀具，还包括信号分析部件；
