壓電式四維切削測力儀的研制.pdf

1、測量切削過程中切削力和扭矩不僅有利于研究切削機理、計算功率消耗、優(yōu)化切削用量和刀具幾何參數(shù)，更重要的是可以通過切削力的變化來監(jiān)控切削過程，反映刀具磨損或破損、機床故障、顫振等切削狀態(tài)，以便及時控制切削過程，提高切削效率，降低零件廢品率。
　　 針對切削加工的受力特點及多樣性，利用石英晶體的壓電效應(yīng)，設(shè)計了一種壓電式四維切削測力儀。該測力儀以分布在同一圓周上成菱形分布的四個壓電傳感器為核心，實現(xiàn)了對多種切削過程中三個方向正交力及水

2、平扭矩的同時測量，測力范圍為Fx/Fr=-5000～5000N，F(xiàn)Z-5000～5000N，.M=-200～200N.m。水平扭矩的測量是根據(jù)“力×力臂”的原理，采用四組剪切型單元晶組直接完成，不需要經(jīng)過復(fù)雜的解耦運算。
　　 采用ANSYS軟件對壓電式四維切削測力儀殼體的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，選擇了能夠使測力儀處于最佳工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。討論了測力儀在切削過程中的極限工作條件，計算出測力儀能夠正常工作的加載點范圍。