三向壓電式車削測(cè)力儀的性能研究與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著切削加工向高速、高精度、高度自動(dòng)化方向發(fā)展，對(duì)切削過(guò)程的監(jiān)控技術(shù)也提出了越來(lái)越高的要求，而各種自動(dòng)化機(jī)械加工設(shè)備與制造系統(tǒng)絕大多數(shù)并不具備加工過(guò)程的監(jiān)控功能。為了使這些高度自動(dòng)化加工設(shè)備充分發(fā)揮其優(yōu)良性能，確保加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，對(duì)刀具加工過(guò)程進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制就越來(lái)越重要。大量的研究結(jié)果表明，切削狀態(tài)的每個(gè)微小變化都能通過(guò)切削力的變化反映出來(lái)，檢測(cè)切削力是目前國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用最多的監(jiān)測(cè)方法之一，但這些方法在使用時(shí)或多或少的要改

2、變機(jī)床的原有部件，影響機(jī)床的系統(tǒng)特性，特別是對(duì)高精度數(shù)控機(jī)床影響更大。 然而，切削力的準(zhǔn)確測(cè)量依賴于測(cè)力儀本身的性能。本文基于YDC-Ⅲ89壓電式動(dòng)態(tài)車削測(cè)力儀在測(cè)試過(guò)程中失真信號(hào)的監(jiān)測(cè)與分析，采用有限元法對(duì)測(cè)力儀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熱結(jié)構(gòu)分析，得出其在切削熱作用下該測(cè)力儀的溫度場(chǎng)分布及應(yīng)力場(chǎng)分布，同時(shí)采用模擬實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)有限元分析結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。從而得出測(cè)力儀在動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，切削熱對(duì)其性能的影響規(guī)律。兩種方法均證明了切削熱是壓電車削測(cè)力儀

3、動(dòng)態(tài)測(cè)試信號(hào)失真的主要原因。 為了消除切削熱對(duì)測(cè)力儀工作狀態(tài)的影響，本文分別從壓電原理應(yīng)用和預(yù)緊方式兩方面對(duì)測(cè)力儀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。從壓電原理應(yīng)用角度考慮，設(shè)計(jì)了一種雙彈性環(huán)結(jié)構(gòu)，并對(duì)該測(cè)力儀結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行了有限元優(yōu)化；從預(yù)緊方式考慮，在對(duì)壓電式銑削測(cè)力儀的研究基礎(chǔ)上，成功研制了一種新型的分體式測(cè)力儀，該結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)是：測(cè)力儀主要由刀頭、傳感器、刀桿等幾本分組成，便于拆裝。并可大大減少切削熱對(duì)測(cè)力儀性能的影響。 最