壓電式磨削測力儀的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率的要求不斷提高，磨削加工也在向著高速、高精度、高度自動化的方向發(fā)展。大量的研究結(jié)果表明，磨削狀態(tài)的每個微小變化都能通過磨削力的變化反映出來，檢測磨削力是目前國內(nèi)外研究與應(yīng)用最多的監(jiān)測方法之一。磨削測力儀是研究磨削過程最基本的儀器和手段，它能快速的識別故障并隔離其根源，提高加工過程的可靠性和生產(chǎn)效率。也是現(xiàn)在自動化磨削加工中實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、自適應(yīng)控制和最優(yōu)控制必不可少的環(huán)節(jié)。因此，研制開發(fā)性能優(yōu)良的磨削測力儀具有非常重

2、要的意義。 壓電磨削測力儀結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心是彈性環(huán)與傳感器三向剛度相互匹配的問題。本文從優(yōu)化設(shè)計(jì)核心出發(fā)，在力學(xué)分析基礎(chǔ)上，對三向力傳感器結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行了等剛度分析計(jì)算，準(zhǔn)確得出彈性環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化邊界條件。同時，采用有限元法建立測力儀的三維實(shí)體參數(shù)化模型，應(yīng)用ANSYS有限元優(yōu)化模塊完成測力儀結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。經(jīng)過靜、動態(tài)標(biāo)定和切削試驗(yàn)驗(yàn)證，該測力儀的技術(shù)指標(biāo)全面達(dá)到CIRP—STCC規(guī)定的動態(tài)型測力儀標(biāo)準(zhǔn)，為壓