切削力測量系統(tǒng)傳感器設計.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，保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。本文設計的切削力測量系統(tǒng)傳感器主要針對旋轉(zhuǎn)式動態(tài)切削加工過程中切削力和扭矩進行測量。
　　 本文設計的對旋轉(zhuǎn)式動態(tài)切削力的測量系統(tǒng)主要包括三個部分。首先針對切削加工的受力特點，利用石英晶體的壓電效應

2、，設計了一種切削力測量系統(tǒng)傳感器，實現(xiàn)對切削過程中三個方向正交力及水平扭矩的同時測量。其次設計了適合于對旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下動態(tài)切削力進行測量的具有標準刀柄的傳感器載體。應用ANSYS軟件對所設計傳感器載體的結構參數(shù)進行優(yōu)化，選擇了傳感器處于最佳工作狀態(tài)的結構參數(shù)。最后解決了如何傳輸傳感器采集到的切削力信號的問題。因為需要在刀具加工狀態(tài)下實時采集并傳輸切削力信號，不便使用有線傳輸方式，所以選擇無線傳輸來實現(xiàn)我們的要求。本課題采用電磁波發(fā)射與接收的