车削测力装置设计及研究+CAD图纸(2)
2传感器 15
2.1传感器的静态特性 15
2.2传感器的动态特性 16
2.3压电式测力传感器 16
2.4压电传感器的特点 18
2.5压电机理 19
2.6正压电效应 21
2.7压电材料 21
2.8压电式金属加工切削力测量 22
2.9传感器选用的基本原则 23
3切削力 26
3.1切削力形成 26
3.2切削实验 28
3.3主切削力 29
4.压电测力仪 32
4.1测力仪的设计目标及原理 32
方案一： 33
方案二： 37
参考文献 40
致谢 42
1绪论
1.1研究背景
机械制造业为整个国民经济提供技术和设备，是一个重要的支柱产业，在国民经济发展，一个国家的发展水平的高低是产业化的主要标志之一，先进制造技术的快速发展，环境保护机械制造。切割机械制造和加工领域的一个主要方式，其技术水平直接影响到我国工业化进程。
切削过程是切屑、被加工材料的弹性变形和塑性变形的变形过程，与冲压、锻造等塑性变形比较，应变速率(单位时间产生的变形量)非常大，从而导致能量和的塑性变形相比，加工材料是可弹性变形和变形过程的塑性变形耙由摩擦表面上产生会引起发热，使温度急剧上升的能量，并且末端以连续狭窄的范围要被处理的物质损失，分离成芯片和机加工表面，这是在切割过程的一个显著特征。这些现象存在相互之间复杂的相互作用。
金属切削过程中，在本质上，是制作在芯片形成过程和成品的表面。传统加工方法包括车削，刨，铣钻等金属切削过程中会出现各种各样的物理现象，如切屑变形，切削力，切削热和温度，刀具磨损，破损和加工表面完整性。这些物理现象密切相关，其变化和金属变形，切割质量保证流程的过程中学习，提高生产效率，降低成本，促进加工技术的发展，具有非常重要的意义。
金属切削工具切入工件，从而使芯片变形成为加工材料，被称为切割力所需的力。切削力是工件材料的电阻抵抗切割生产工具。它是在这个过程中系统的强度，刚度和工件的质量的重要因素。切削力设计的机器，工具，夹具，主要是计算切削功率消耗的基础上。在当前的自动化生产，精密加工，切削力常被用来检测和监控的加工表面，精密加工和刀具磨损的质量。
进入20世纪80年代，许多学者用更加成熟的压电式测功机的切割实验和研究工作，拓宽使用情况，收集各工序动态切削力信号，如使用动态数据，建立统计预测和分析工具破损，美国使用动态切削力信号以建立时间序列模型，表面精加工，刀具磨损的在线控制，也可以创建动态数据的系统，通过切割的传递函数来评价所述处理系统的机械动态稳定性，以及相关分析得到和在机械行业的频谱分析数据处理也得到广泛的应用。数据采集系统主要由切削力测力仪，电荷放大器，数据采集卡，计算机系统等部分组成。目前使用LabVIEW编程的虚拟机（VI），以取代传统的控制电路是当前研究的主流技术方向。与传统仪器，虚拟仪器智能化，处理能力，而且成本低，可操作性比较，并有明显的技术优势。各种切削参数和切削过程监控的在线虚拟仪器技术的采集和处理，具有很大的优势。VI已经是当今计算机辅助测量与控制领域的一项重要技术。