自預緊壓電三維測力單元研制.pdf

1、專業(yè)學位碩士學位論文自預緊壓電三維測力單元研制DevelopmentofPiezoelectricThree—componentForceUnitwithSelfpreloaded學號：3幽404—1大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學專業(yè)學位碩士學位論文摘要在采用鏡像銑的方法加工大型火箭薄壁外板的過程中，支撐力的大小和方向不僅對壁板的加工質量和效率有決定性的影響，而且是實時反映銑削力狀態(tài)的重

2、要指標。在線監(jiān)測支撐力的大小及其變化趨勢，綜合薄壁外板的加工要求，可以對銑刀的轉速、進給速度等加工參數(shù)及時調整，使大直徑外板在減薄銑削過程中始終保持高度的穩(wěn)定性和高效性。針對鏡像銑加工方法中對支撐力的實時測量需求，結合大型薄壁構件加工中支撐力測量末端的結構特點，以壓電效應為理論基礎，研制了一種適用于受限空間支撐力測量的壓電式三維測力單元。該測力單元中間布置一個三向力傳感器作為力電轉換元件，實現(xiàn)了加工過程中支撐力三個正交方向力的同時測量。

3、根據(jù)測量支撐力空間受限測試條件，參考測力單元的量程和靈敏度要求，設計了傳感器的結構并計算晶片尺寸，討論了測力單元的預緊方案，并計算出預緊力大小和預緊件直徑、校核了切向量程，設計上下壓塊的結構并選擇合適材料。利用ANSYS軟件對傳感器的晶組和晶體殼進行靜態(tài)分析，選擇使測力單元具有高剛度的尺寸參數(shù)，對測力單元進行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，驗證其具有良好的線性、較小的干擾和較高的固有頻率。在實驗室條件下，對測力單元進行靜態(tài)標定，結果表明該測力單元具