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三維力傳感器如何測(cè)量金屬切削力
三維力傳感器如何測(cè)量金屬切削力
1.什么是切削力
切削力是描述切削進(jìn)程的重要參數(shù)，對(duì)切削熱的產(chǎn)生、切屑形成、刀具表面磨損、加工表面質(zhì)量等方面有密切關(guān)系。把握切削力的變化規(guī)律，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)切削力數(shù)值與頻率特性是計(jì)算切削功率，制定切削用量和工藝裝備的主要根據(jù)，對(duì)優(yōu)化切削參數(shù)、提高生產(chǎn)率、抑制震顫、處理切削加工中問(wèn)題等具有重大意義，因而對(duì)切削力變化規(guī)律的探討有助于分析切削過(guò)程，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際有重要指導(dǎo)作用。測(cè)力儀直接試驗(yàn)測(cè)量是反映加工中切削力動(dòng)態(tài)變化的方便并且使用可靠的方法。
2.如何測(cè)量切削力
三向切削力的檢測(cè)原理，是使用三向車(chē)削測(cè)力傳感器檢測(cè)三向應(yīng)變，三向應(yīng)變作為模擬信號(hào)，輸出到切削力試驗(yàn)儀器內(nèi)進(jìn)行高倍率放大，再經(jīng)A/D板又一次放大之后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)的。
測(cè)力系統(tǒng)首先應(yīng)該通過(guò)三向電標(biāo)定，以確定各通道的增益倍數(shù)。然后，再通過(guò)機(jī)械標(biāo)定，確定測(cè)力傳感器某一方向加載力值與三個(gè)測(cè)力方向響應(yīng)的線(xiàn)性關(guān)系。
經(jīng)過(guò)這兩次標(biāo)定，形成一個(gè)穩(wěn)定的檢測(cè)系統(tǒng)之后，才能進(jìn)行切削力試驗(yàn)。
3.測(cè)量切削力為什么要使用三維力傳感器
三維力傳感器可以同時(shí)測(cè)量X,Y,Z三個(gè)方向的力，這恰恰反應(yīng)了在金屬切削過(guò)程中，工件的運(yùn)動(dòng)受力情況。測(cè)力儀的測(cè)量原理是利用切削力作用在測(cè)力儀的彈性元件上所產(chǎn)生的變形，或作用在壓電晶體上產(chǎn)生的電荷經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理后，讀出Fc、Ff和Fp的值。近代先進(jìn)的測(cè)力儀常與微機(jī)配套使用，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)顯示被測(cè)力值和建立切削力的經(jīng)驗(yàn)公式。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，還可利用測(cè)力傳感裝置產(chǎn)生的信號(hào)優(yōu)化和監(jiān)控切削過(guò)程。
按測(cè)力儀的工作原理可以分為機(jī)械、液壓和電氣測(cè)力儀。目前常用的是電阻應(yīng)變片式測(cè)力儀和壓電測(cè)力儀。
切削三維力傳感器的安裝可以參考下圖。
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