削测力系统的辅助装置设计及CAD图纸(2)
5.2.2 钻削力及扭矩的计算 - 23 -
5.2.3 连接底板的螺栓确定及底板校核 - 24 -
5.2.4 结构特点 - 26 -
5.3 方案二 - 26 -
5.3.1构件的组成及其工作原理 - 26 -
5.3.2 钻削力及扭矩的计算 - 28 -
5.3.3 连接底板的螺栓确定及底板校核 - 29 -
5.3.4 结构特点 - 31 -
6 结束语 - 31 -
致谢 - 32 -
参考文献 - 34 -
1 绪论
1.1引言
着眼于机械加工业，在传统的机械加工中，由于设备和工艺水平的限制，很难对工件、刀具和机床的工作状态进行实时、精确、有效地监测。随着中、小批量生产在机械制造业中所占的比重越来越大，计算机集成制造(CIM，Computer Integrated Manufacturing)和柔性制造(FM，Flexible Manufacturing)等现代加工方法应运而生，并得到迅速发展。这些高柔性、高自动化、高精度的制造技术必然要求具备相应的传感测控技术和设备。例如：为了对工件进行精密机械加工，需要在加工过程中对各种参数，如位移量、角度、圆度、孔径等直接相关量以及振动、温度、刀具磨损量等相关参量进行实际监测，实时由计算机进行分析处理，然后由计算机实时地对执行机构给出进刀量、进刀速度等控制调节指令，才能保证预期高质量要求，否则得到的将是次品或废品。而压电测试技术正是随着尖端机械加工技术的需要而发展起来的一种动态的测试方法。压电式传感器也以其刚度大、固有频率高、适合测量迅速变化的参数等优点成为刀具检测和监控领域的重要仪器和设备之一。
钻削加工时形成切屑所消耗的功主要表现为钻削抗力，影响钻削因素较多，如工件材料、钻削用量(钻头直径、进给量、切削速度等)、钻头几何参数以及钻削条件等⋯。对钻削力进行测量，并研究其分布规律，对于优化钻头几何参数、掌握钻削加工质量等具有重要的指导意义。压电钻削测力仪与普通压电车削、铣削等测力仪不同之处在于要测量钻削扭矩。测量扭矩的方法很多，但用于钻削测量上，主要是采用“力×力臂”法BJ。即使目前比较先进的压电式钻削测力仪。扭矩也是通过密布在一个固定直径圆周上且具有切向灵敏度切型的石英晶片测得的，该类测力仪所需的石英晶片数量较多，一般为12—24片，为使各对晶片均匀受力，晶片的等高性以及其上、下表面的平面度、粗糙度要求相当严格，这些将导致测力仪结构复杂，工艺要求高，调试难度大，成本高。
1.2 课题研究的背景
1.2.1 压电效应的概念
压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。
1.2.2 压电效应的历史应用
石英换能器便发展出两项重要的应用。首先，哈佛大学的皮尔士教授（G.W.Pierce）用石英晶体制作超声波干涉仪，由石英所发生的超声波和图中声波反射器所反射的回波混合，产生极大值，若微调反射板使前进或后退，则可获得另一极大值，由两极大值间的距离，亦即反射板在两相邻极大值间所移动的距离，可测出声波波长。因为已知频率，因此由频率与波长的乘积，可定出波在气体介质中的速度。同时，由几个极大值间的振幅降低率，可求出波在气体中的表减系数。当时用它来测量声波在二氧化碳中波速对频率的关系，而求出波速的色散关系。用这种方法，可研究气体在不同混合比与温度下声波的波速与衰减率。铁电性材料因具有自发偏极性，且加电场能生感应偏极性，因此用它作换能器此一般压电单晶如石英等具有更高的机电耦合效率及灵敏度，可是其稳定性则略逊于压晶体管。