摘要：在科学技术日新月异发展的当今世界，铣削加工作为机械成型加工的常用手段之一，其加工精度、主轴转速、加工强度等方面也在不断地挑战以往的记录。而为了能更详细而精确地监控铣削加工期间的受力情况，从而能够确保加工安全以及验证加工理论，铣削系统中的测力系统起到了举足轻重的作用。但是传统的铣削测力系统面对不断进步的铣削加工系统，已经渐渐力不从心，所以需要有一套更加先进的铣削测力系统，以此来为铣削加工保驾护航，实时根据测得的受力情况来判断刀具的工作状态，不断地调整加工方法，利用获得的实际数据，以求获得最佳的加工转速、进给速度等，优化加工过程，提高产品的加工质量。70710

本文从理论出发，联系实际，从计算开始设计一套新型的铣削测力系统以满足上述需求。在设计过程中主要利用了压电晶体的压电效应，研究测量系统和所测量的力之间的相互关系，设计了多套对比方案，在经过计算对比之后选择最为合适的两套方案作为设计结果，用以测量端铣过程中的X、Y、Z三个主要方向的受力，以求比以前的传感器更加灵敏的同时拥有较为简单的整体结构。

毕业论文关键词： 铣削；端铣；新型测力系统；压电效应

Design of New Milling Force Measuring System and Its Auxiliary Mechanism

Abstract: Nowadays, science and technology Developing fast, milling is one kind of important ways to processing machine parts, also, milling is getting more and more precise, fast and high strength. To monitoring milling force well, make sure milling process safe and right, milling force measuring system is very important. However, old milling force measuring systems are not good enough to new type of milling systems, so it’s necessary to design a new system, and by using this system’s result, to decide milling processes are good or bad. According to results, we can choose the best rotate speed and feed speed, make the milling process better.

According to my calculating and real data, there is a new milling force measuring system. By using the piezoelectric effect of piezo-electric crystal, and the relationship between forces, I designed many different design options, and here are the best two designs after contrasting, simpler and more accurate, are used for measure X,Y,Z three directions of force.

Key words : milling；end-milling；new force measurement system；piezoelectric effect 

1  绪论

1.1  课题确立的缘由

人和动物的不同，在于是否能使用工具，经过了漫长的岁月，人类使用的工具从简单的树枝石头，逐渐进步到了金属制品，慢慢形成了如今复杂多样的工业体系。而在人类工业发展的长河中，铣削自诞生之日起，便成为了工业加工中不可或缺的一种重要的加工方式，在铣削不断发展的过程中，铣削测力系统的诞生和应用也对于铣削这种加工方式起到了强大的推动作用，铣削及其测力系统相互促进，达成了我们今天在铣削加工中的极高精度，稳定的加工质量和稳定安全的加工环境等等成就。而在科学技术突飞猛进的今天，铣削技术的进步并未停止，为了适应与日俱增的铣削加工，铣削测力系统同样要与时俱进，所以我想要利用这次毕业设计的机会，提出两种新型的铣削测力系统设计方案。

1.2  课题设计的背景

1.2.1  切削测力系统的发展

压电晶体其特性，即压电效应，早在1880年由居里兄弟（P·Curie与J·Curie）发现，而在一年之后，两人经过试验得出了逆压电效应的正确性，同时测得了正、逆压电的常数。本次设计中选用的压电式测力传感器，其原型早在1939年以前就已经诞生，但是作为新生技术，和其他不成熟的发明一样有着许多显著的缺点导致其无法有效地应用到工业切削系统中进行切削力的测量。