壓電式磨削測力儀的結構優(yōu)化設計與實驗研究.pdf

1、隨著加工質量、生產效率的要求不斷提高，磨削加工也在向著高速、高精度、高度自動化的方向發(fā)展。大量的研究結果表明，磨削狀態(tài)的每個微小變化都能通過磨削力的變化反映出來，檢測磨削力是目前國內外研究與應用最多的監(jiān)測方法之一。磨削測力儀是研究磨削過程最基本的儀器和手段，它能快速的識別故障并隔離其根源，提高加工過程的可靠性和生產效率。也是現(xiàn)在自動化磨削加工中實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、自適應控制和最優(yōu)控制必不可少的環(huán)節(jié)。因此，研制開發(fā)性能優(yōu)良的磨削測力儀具有非常重

2、要的意義。 壓電磨削測力儀結構優(yōu)化設計的核心是彈性環(huán)與傳感器三向剛度相互匹配的問題。本文從優(yōu)化設計核心出發(fā)，在力學分析基礎上，對三向力傳感器結構中的關鍵尺寸進行了等剛度分析計算，準確得出彈性環(huán)結構的優(yōu)化邊界條件。同時，采用有限元法建立測力儀的三維實體參數(shù)化模型，應用ANSYS有限元優(yōu)化模塊完成測力儀結構優(yōu)化，得到最優(yōu)結構參數(shù)。經過靜、動態(tài)標定和切削試驗驗證，該測力儀的技術指標全面達到CIRP—STCC規(guī)定的動態(tài)型測力儀標準，為壓