变截面筋式金属切削测力仪研制报告

本文在直筋式和八角环式金属切削测力仪的基础上,对应变式测力仪的变形筋的截面形状进行了较大地改进.研制了变截面筋式结构,在提高各项性能指标的同时,大大地改善了测力仪的加工工艺性.这种结构较好地解决了测力仪刚度和灵敏度的矛盾,扩大了测力仪的使用范围,可以同时满足静态和动态测量的要求,本文还介绍了测力仪的设计计算方法,以及应变片的饰桥方式.对所研制的三台测力仪(车削、钻削、铣削)测试结果表明,其各项性能指标均达到较先进的水平.完全可以满足科研和教学实验的要求.     

剃齿测力仪的设计及其标定

本文在分析剃削力的基础上,确定了剃齿测力仪应采用的结构形式,完成了弹性传感器的设计。针对测力仪的力学特性和电学特性,进行了分析和推导,从理论上初估了测力仪的主要性能,并提出了测力仪的补偿措施。最后对测力系统进行了标定,从而判断其在实用中的可靠性。静态标定主要考察了测力仪的直线性和灵敏度,动态标定主要考察了测力仪的固有频率。     

园板式切削测力仪的结构参数选择

本文分析了测力仪结构参数对使用性能的影响,指出了结构参数的选取是测力仪结构设计的一个重要环节;提高测力仪刚度与保证必要的灵敏度是测力仪结构设计中的一对主要矛盾。提出了解决这一矛盾的方法和措施,并在实际中得到了应用。应用对园板式测力仪的力学分析结果,可以设计出高刚度的具有较大灵敏度和较小交叉灵敏度的三向测力仪。     

基于ANSYS的三维动态切削测力仪模态分析

采用ANSYS软件对薄壁圆筒式测力仪进行了模态分析,得到其前十阶固有频率和振型,取其中六阶进行分析,研究结果对测力仪结构设计具有重要的参考价值.     

应变电阻丝式三向车削测力仪的设计和计算

在本文中介绍了一种电阻丝式三向车削测力仪。它的主要优点是结构简单紧凑,能同时测量三个切削分力而没有互相影响。关于后一点,在分析测力仪工作原理的基础上并进行了证明。文中对测力仪进行了强度,刚度和灵敏度的计算。这些计算说明,测力仪在各方面都能满足要求。关于测力仪的制造和校正,作者也提出了某些建议。校正的结果表明,测力仪输出量和输入量间保持线性关系,并证明了上述三个切削分力没有互相影响的理论分析。实际使用的结果说明,该测力仪的工作正常可靠,使用简单方便,它可以在车床上应用于测量切削力的各种实验研究中。这种测力仪的工作原理也可以推广到设计其他类型机床上所应用的测力仪。     

虚拟测力仪的研制

阐述了基于虚拟仪器技术的虚拟测力仪的研制方法,介绍了虚拟测力仪的构成、硬件电路及控制软件.采用AVR2313单片机和A/D转换芯片CS5522实现主要的硬件电路,并在Windows环境下,采用Visual Basic 6.0设计控制软件.     

平面磨削测力仪的研制

本文对圆环的弯矩、应力及位移的计算公式进行了推导,并分析了圆环作为测力仪弹性元件的特性,从而证明以圆环作为测力仪弹性元件时,应采用t/R比值较大的厚环,而不宜采用薄环。研制了三种尺寸及不同结构的八角扁环式平面磨削测力仪,经标定及磨削试验证实,圆环的规律性也适用于八角扁环,并且整体厚壁双八角扁环式测力仪是一种性能较好的平面摩削测力仪。     

小八角环刀杆式车削测力仪

本文介绍了最近研制出的一种小八角环刀杆式车削测力仪的结构特点、测力原理及性能实测结果,在车削测力仪结构小型化方面做了初步尝试。车刀和测力仪做成整体结构,无机械连接,结构尺寸小,重量轻,提高了测力仪的灵敏度、刚度、固有频率,线性度和重复性均好。由于它同外园车刀一样,可以装夹在车床的方刀架上,因此它既可以用于实验室作为测力仪对三向车削分力进行动态测量,又可以在实际生产上做为传感器或信号源对切削过程进行动态监测。本文还给出了在试验的基础上导出的测力仪固有频率的经验计算公式。     

三向外园磨削力仪

应用八角环测力原理，设计并试制了三向外园磨削测力仪，针对等壁厚八角环三向刚度相差过大的特点，本测力仪采用了不等厚八角环结构．对两种结构形式的八角环测力仪磨削试验表明由于不等壁厚八角环缩小了三向刚度的差值，提高了轴向刚度，增强了仪器的抗干扰能力，从而提高了测力仪工作的可靠性和准确性．     

电阻应变片式测力仪布片方法的探讨

电阻应变片传感器是目前在测力仪中使用最多的一种电测元件。但关于应变片的布片与接桥方法,目前看法还不一致,对于同一结构形式的测力仪,布片数量往往相差很多。本文对电阻应变片传感器的测量原理、应变片的布片与接桥对电桥灵敏度的影响进行了综合分析。并对目前八角环台式铣削测力仪及八角环式车削测力仪存在的几种不同布片方法进行了分析对比。     

电阻应变圆板式车削测力仪试验研究

电阻应变式测力仪制造工艺成熟,性能稳定、可靠、价格低廉,使用方便,被广泛的用于多向力的测量系统,园板式测力仪与其它型式的切削测力仪比较,结构简单,刚度大,可推广于其它类型的机床及动态数量。为了对教学,科研提供性能可靠的测力装置,提高板式测力仪的使用性能,我们对它的弹性元件进行了力学分析,找出在各向分力单独作用下弹性薄板的变形,应力,应变情况;并通过激光全息试验,冲击试验和标定工作验证了力学模型和分析结果,为提高测力仪性能提供了必要的理论和实验依据。     

切削测力仪动力学分析与切削力动态测量误差确定

本文从分析具有普遍性意义的测力仪双自由度振动模式出发，采用复变函数方法求解了与振动模式对应的微分方程组，给出了频率响虚特性ψ(ω)、幅频特性|ψ(ω)|和相频特性φ(ω)的准确表达式。本文还给出了测力仪动态测动态测尾误差的计算方法，证实了压电式压力仪测力仪测量误差δ压电远远小于位移型测力测量误差δ位移的原因。     

低干扰压电双向动态切削测力仪

本文介绍了一种新研制的压电双向动态切削测力仪。内容包括结构设计与特点、 静动态性能检定以及切削试验．新测力仪的结构新颖、简单，装配与调整很方便。在 新测力仪的传载链中采用了可消除干扰的传载方式，使其静态向间横向干扰系数均小 于０．５％．利用激振测力系统进行动态线性、向间横向干扰试验的结果表明，新测力 仪的该两项指标已经达到ＣＩＲＰ静态性能检定的标准．     

车削测力仪研究

本文系根据金属切削刀具教研室与机床实验室教师、工人和实验员对于各种切削测力仪进行试验研究后所得的经验并参考国内外有关资料总结而成。文中提出有关测力仪的技术性能指标与设计原理,并着重研究了双层圆环型应变电阻式车测力仪的设计,制造及使用,所提出的具体资料、可供从事金属切削及刀具设计教学或科学研究工作者参考,亦可作为生产金属切削机床的工厂鉴定机床性能时设计测力仪的参考。     

用有限单元法分析八角环参数对其应力(应变)特性的影响

切削测力仪是研究金属切削理论的重要实验工具。要提高八角环式切削测力仪的性能,一个十分重要的问题就是掌握八角环弹性元件的应力(应变)特性,找出其应变节点的位置。     

滚削力测试技术

根据动态测量的观点,本文较为详细地分析了滚削测力仪的基本性能要求,系统地介绍了多种滚削测力仪的结构型式、设计方法及应用场合,并对微机测试技术作了具体的介绍。     

滚削力的微机测试系统

本文分析了传统滚削测力仪的测试系统中存在的问题,设计了新颖的滚削测力仪。该仪器与柔性测试系统的微机控制系统相连接,改善了滚削测力仪的动态特性,减小了由于异向力干扰产生的测量误差,并具有对多通道的数据进行查询、采集和处理,以及图形显示和误差补偿等多种功能。 本系统稍加修改后,也可用于温度测量和速度测定,基本上实现了切削力测试系统的柔性化和自动化。     

压电式传感器与测力仪研发回顾与展望

较系统、扼要地回顾了作者 2 0余年来在压电式传感器与测力仪、压电式执行器等方面的理论研究与产品开发情况 .其中对压电效应的理论研究成果 ,如切向灵敏度分布、石英晶体扭转效应、多种能量间的物性效应等 ,作了比较详细的介绍 .对所研发的压电式传感器与测力仪产品作了宏观介绍 .最后 ,对作者目前在上述领域所做的工作和对未来研究工作的想法作了简要阐述 .     

切削力数据采集分析系统算法研究

采用软解耦的方法来获取YDC—Ⅲ89A型刀杆式测力仪三向的灵敏度、向间干扰度和干扰方程,并采用分段拟合法组成切削力数据处理算法程序,以减小三向切削力向间干扰的影响,从而提高测力仪的测试精度。     

滚齿测力仪

为适应新型的错齿斜槽齿轮滚刀切削性能的研究工作,作者在Y38—1滚齿机差动齿轮切向进给装置上研制了一套滚齿测力仪,利用该装置可同时测试四向切削分力的瞬时变化值。本文分析了滚齿力作用点位置的改变对测力读数影响的原因,提出了双固定端直筋式左右测力台的设计方法,并应用电补尝原理,从理论上消除了各分力间的相互干扰。经实际使用,测力仪具有较好的刚度与灵敏度。