压电式四维切削测力仪的研制.pdf 全文

  本文关键词：压电式四维切削测力仪的研制，由笔耕文化传播整理发布。

大连理工大学硕士学位论文 摘 要 测量切削过程中切削力和扭矩不仅有利于研究切削机理、计算功率消耗、优化切削 用量和刀具几何参数，更重要的是可以通过切削力的变化来监控切削过程，反映刀具磨 损或破损、机床故障、颤振等切削状态，以便及时控制切削过程，提高切削效率，降低 零件废品率。 针对切削加工的受力特点及多样性，利用石英晶体的压电效应，设计了一种压电式 四维切削测力仪。该测力仪以分布在同一圆周上成菱形分布的四个压电传感器为核心， 实现了对多种切削过程中三个方向正交力及水平扭矩的同时测量，，测力范围为 ×力臂"的原理，采用四组剪切型单元晶组直接完成，不需要经过复杂的解耦运算。 采用ANSYS软件对压电式四维切削测力仪壳体的结构参数进行优化，选择了能够 使测力仪处于最佳工作状态的结构参数。讨论了测力仪在切削过程中的极限工作条件， 计算出测力仪能够正常工作的加载点范围。 建立了测力仪的静动态标定装置，对其进行静动态标定，结果表明该测力仪具有很 好的静动态特性，其灵敏度高，线性度和重复性好，各项技术指标全面达到CIRP―STCC 规定的切削测力仪标准。分别在钻床和车床上进行了实际的切削实验，验证了该测力仪 可以进行无定心测量，且零点漂移很小，性能稳定。 该压电式四维切削测力仪对于钻、磨、铣、车、刨削等多种切削方式中的三个方向 正交力及水平扭矩的测量具有通用性，应用面宽。 关键词：四维；切削测力仪；压电效应；ANSYS；静态标定 压电式四维切削测力仪的研制

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