三向压电式车削测力仪的性能的分析和结构设计.pdf

  本文关键词：三向压电式车削测力仪的性能研究与结构设计，由笔耕文化传播整理发布。

大连理工大学 硕士学位论文 三向压电式车削测力仪的性能研究与结构设计 姓名：张铁 申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：张军 座机电话号码 大连理工大学硕士学位论文 摘 要 随着切削加工向高速、高精度、高度自动化方向发展，对切削过程的监控技术也提 出了越来越高的要求，而各种自动化机械加工设备与制造系统绝大多数并不具备加工过 程的监控功能。为了使这些高度自动化加工设备充分发挥其优良性能，确保加工质量，， 提高生产效率，对刀具加工过程进行状态监测与控制就越来越重要。大量的研究结果表 明，切削状态的每个微小变化都能通过切削力的变化反映出来，检测切削力是目前国内 外研究与应用最多的监测方法之一，但这些方法在使用时或多或少的要改变机床的原有 部件，影响机床的系统特性，特别是对高精度数控机床影响更大。 然而，切削力的准确测量依赖于测力仪本身的性能。本文基于YDc一Ⅲ89压电式动 态车削测力仪在测试过程中失真信号的监测与分析，采用有限元法对测力仪结构进行了 热结构分析，得出其在切削热作用下该测力仪的温度场分布及应力场分布，同时采用模 拟实验的方法对有限元分析结果进行了验证。从而得出测力仪在动态测试时，切削热对 其性能的影响规律。两种方法均证明了切削热是压电车削测力仪动态测试信号失真的主 要原因。 为了消除切削热对测力仪工作状态的影响，本文分别从压电原理应用和预紧方式两 方面对测力仪结构进行了设计。从压电原理应用角度考虑，设计了一种双弹性环结构， 并对该测力仪结构中的关键尺寸进行了有限元优化；从预紧方式考虑，在对压电式铣削 测力仪的

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