导读:本文包含了切削测力仪论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:刀柄式压电切削测力仪,力-电转换,信号传输,结构设计
切削测力仪论文文献综述
尚永艳[1]（2014）在《刀柄式压电切削测力仪研究》一文中研究指出切削加工作为机械制造领域的一种主要加工方式,其技术水平直接影响着国家的工业化进程,以刀具旋转为主运动的加工方式(如铣削、钻削及镗削等)在切削加工领域扮演着重要角色,提高该类加工方式的加工过程智能监控技术是促进机械制造业发展的重要途径。切削力是反映加工过程的重要状态参数,切削力的实时准确监测对于提高机械制造水平有着重要意义。对于以刀具旋转为主运动的切削加工过程中的切削力监测,现有的旋转式压电测力仪采用多组YO°切型石英晶片呈圆周形均匀排列的方式来测量扭矩,导致测力仪结构复杂、尺寸较大、工艺要求高且成本很高。针对这些不足,研究了一套仅用一组X0°切型和一组Y0°切型石英晶片即可测量轴向力、径向力和扭矩叁维力的刀柄式压电切削测力仪,该测力仪具有结构简单紧凑、易于加工装配以及成本低等优点。通过分析压电石英晶片的力—电转换规律设计了合理的测力晶组结构。首先确定了以刀具旋转为主运动的切削加工过程中刀具所受切削力主要可分解为轴向力、径向力和扭矩。在分析了任意切型的石英晶片表面受力时的应力分布以及面电荷密度分布的前提下,针对常用的X0°切型和Y0°切型石英晶片,采用理论计算和ANSYS压电分析的方法,分别进行了力—电转换关系分析,得到了合适的晶片切型与电极组合,仅用一组X0°切型和一组Y0°切型石英晶片即可测量叁维切削力。进行了测力仪的结构设计。针对测力仪随主轴旋转时信号的传输,提出了两种方式：非接触式—静电感应和机械接触式—轴承,并分别进行了分析和实验验证。经比较,最终确定以轴承为信号传输媒介。在此基础上设计了测力仪的整体结构,该结构连接方便,有效保护测力晶组并且力的传递准确可靠。使用ANSYS Workbench进行模态分析得到了测力仪的一阶固有频率,接着计算了测力仪的测力范围,均满足普通的切削力测量要求。又对测力仪进行了静力结构分析,结果表明测力仪在量程内的最大载荷作用下的最大应力值在材料的许用范围内。设计完成后,进行了测力仪的加工装配。本文对刀柄式压电切削测力仪进行了全面的性能检定。静态标定结果为：测力仪各向的线性度和重复性良好,向间干扰补偿后均满足要求。动态标定结果为：测力仪的各向一阶固有频率较高且激振实验显示动态响应良好。最后,将测力仪安装在铣床上进行了实际切削力测量以及对比实验。检定结果表明了该测力仪测力原理的正确性,为回转式测力提供了新的途径。(本文来源于《大连理工大学》期刊2014-05-08）
王璐[2]（2013）在《压电式切削测力仪快速标定系统研究》一文中研究指出设计了标定力和切削测力仪叁向分力的同步采集硬件系统,采样频率大于80kHz/每通道,编制了自动识别标定数据软件,大大减少了读数时间,提高了标定速度,有效减少了电荷泄漏对标定精度的影响。(本文来源于《机械工程与自动化》期刊2013年06期）
王娟,徐宏海,白传栋,于然[3]（2010）在《基于ANSYS的叁维动态切削测力仪的结构优化》一文中研究指出针对刀杆式叁维动态车削测力仪存在的使用不便、拉压方向信号偏弱等问题,对弹性元件结构进行改进,并对其进行力学分析,建立刚度和灵敏度综合优化目标函数,采用ANSYS软件进行结构参数优化。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2010年04期）
曲国杰[4]（2009）在《压电式四维切削测力仪的研制》一文中研究指出测量切削过程中切削力和扭矩不仅有利于研究切削机理、计算功率消耗、优化切削用量和刀具几何参数,更重要的是可以通过切削力的变化来监控切削过程,反映刀具磨损或破损、机床故障、颤振等切削状态,以便及时控制切削过程,提高切削效率,降低零件废品率。针对切削加工的受力特点及多样性,利用石英晶体的压电效应,设计了一种压电式四维切削测力仪。该测力仪以分布在同一圆周上成菱形分布的四个压电传感器为核心,实现了对多种切削过程中叁个方向正交力及水平扭矩的同时测量,测力范围为F_x/F_Y=-5000～5000N,F_Z=-5000～5000N,M=-200～200N·m。水平扭矩的测量是根据“力×力臂”的原理,采用四组剪切型单元晶组直接完成,不需要经过复杂的解耦运算。采用ANSYS软件对压电式四维切削测力仪壳体的结构参数进行优化,选择了能够使测力仪处于最佳工作状态的结构参数。讨论了测力仪在切削过程中的极限工作条件,计算出测力仪能够正常工作的加载点范围。建立了测力仪的静动态标定装置,对其进行静动态标定,结果表明该测力仪具有很好的静动态特性,其灵敏度高,线性度和重复性好,各项技术指标全面达到CIRP-STCC规定的切削测力仪标准。分别在钻床和车床上进行了实际的切削实验,验证了该测力仪可以进行无定心测量,且零点漂移很小,性能稳定。该压电式四维切削测力仪对于钻、磨、铣、车、刨削等多种切削方式中的叁个方向正交力及水平扭矩的测量具有通用性,应用面宽。(本文来源于《大连理工大学》期刊2009-12-01）
王娟[5]（2009）在《叁维动态切削测力仪结构参数优化》一文中研究指出测力仪是实现多维载荷动态监测的关键仪器之一。如何使高动态测量精度与高刚度要求达到最优化是电阻应变式测力仪的研究重点。目前,国内外对测力仪结构参数优化的设计介绍寥寥无几,因此,对多维动态切削测力仪结构参数优化的研究是非常必要的。弹性体是传感器的核心部件,其设计和制造将直接影响传感器的各项性能和可靠性。利用CAD/CAE技术,可以对传感器弹性体的结构进行精确的参数化设计,对应力场的分布状况和变形状态、布片位置的合理性以及结构参数对弹性体性能的影响等情况作较全面的了解,从而为传感器的优化设计提供可靠、有效的手段。本文在对车削加工过程深入理解的基础上,在对叁维动态车削测力仪进行结构参数优化之前先对其进行了结构形式上的改进。针对原有的刀杆式叁维车削测力仪存在的使用不便、拉压方向信号偏弱等问题,对弹性元件的结构进行改进,并对改进后的测力仪弹性元件进行了结构静力学分析和模态分析。通过对静态性能指标进行的研究,建立刚度和灵敏度综合优化目标函数,并采用有限元分析的手段对目标函数进行优化,实现了灵敏度和刚度的综合优化。最后,对测力仪的弹性元件进行了拓扑优化,增大了测力仪的固有频率。本文建立了应变式测力仪静态指标、动态指标与其弹性元件结构参数之间的关系,为应变式测力仪的设计提供了科学依据。采用理论研究与仿真分析相结合的方式,对参数化模型进行理论验证,保证了模型的合理性。对应变测力仪的弹性元件采用了两种方法进行结构优化,得到了非常精确的优化结果,为刚度与灵敏度这一对矛盾问题提供一条解决途径。对弹性元件进行拓扑优化,得到了很好的分析结果,为增大固有频率、提高材料的使用率提供了很好的途径。(本文来源于《北方工业大学》期刊2009-05-30）
王娟,徐宏海,白传栋[6]（2008）在《基于ANSYS的叁维动态切削测力仪模态分析》一文中研究指出采用ANSYS软件对薄壁圆筒式测力仪进行了模态分析,得到其前十阶固有频率和振型,取其中六阶进行分析,研究结果对测力仪结构设计具有重要的参考价值.(本文来源于《北京工商大学学报(自然科学版)》期刊2008年06期）
袁海强[7]（2008）在《多维切削测力仪数据采集分析软件的开发》一文中研究指出切削力是影响工艺系统强度、刚度和工件加工质量的重要因素,也是设计机床、刀具、夹具和计算动力消耗的主要依据。目前,在自动化生产、精密加工中,常用切削力来检测和监控加工表面质量、加工精度和刀具磨损程度。本文以同课题组同学开发的以TI公司的TMS320F2812芯片作为微控制器,以USB 2.0为PC接口的数据采集卡为硬件平台,基于Visual·C++为开发工具,构建了一个适合切削力信号采集与分析的软件平台,软件平台采用模块化设计方法,重点完成了数据通讯模块,数据显示模块,数据采集模块与数据分析模块的设计。数据通讯模块主要基于数据采集卡的USB芯片CY7C68001,利用CompuwareNumega公司的Driverstudio、win2000 DDK、VC++6.0开发设计出驱动程序,制定了上下位机的通讯协议,完成上下位机的通讯。数据显示模块利用VC++编程能够将采集到的数据进行显示。数据采集模块主要利用TMS320F2812片上AD的优点,设计编程下位机主程序。数据分析模块比较了程序判断滤波、中值滤波、均值滤波、算术平均滤波、加权平均滤波、防脉冲干扰平均值滤波、移动平均滤波、复合数字滤波几种滤波算法,根据切削力的特点,最终选择了防脉冲干扰平均值滤波算法。数据分析模块还利用VC++调用Matlab完成了时域分析功能,显示出信号的波形图。所开发的软件经与硬件系统联合调试,基本完成了预期目标,实现主要模块的功能,为下一步开发奠定了良好的基础。(本文来源于《北方工业大学》期刊2008-05-10）
李娟[8]（2008）在《多维切削测力仪便携式数据采集分析仪硬件的开发》一文中研究指出以DSP芯片为设计核心的数字信号处理系统已经成为数字信号处理应用领域的主流,而以USB2.0协议为基础的总线传输系统也日益成为计算机与设备接口通信的主体。本文根据切削力信号采集的要求,结合DSP和USB2.0技术的优点,设计开发了以Texas公司的TMS320F2812芯片为数字信号处理核心,以Cypress公司的CY7C68001USB2.0芯片为系统传输核心的数据采集和传输系统的硬件部分。论文在分析切削力采集系统具体功能要求的基础上,提出了一套基于TMS320F2812与CY7C68001芯片的数据采集系统的整体方案,完成了包括六路模拟信号调理电路、DSP系统外围电路、USB接口电路等模块的硬件设计制作及调试,实现了DSP片上ADC状态的控制及A/D数据读取、通过USB接口与计算机通信等功能。系统硬件的开发充分考虑了目前实际使用和将来扩展的需要。论文以TMS320F2812的软件调试环境CCS为开发工具,完成DSP采集与数据传输主程序、DSP控制A/D采集等程序的设计与调试。硬件系统经与袁海强同学开发的软件联调,并在此基础上进行现场切削力采集,表明所开发的硬件系统可以满足切削力数据采集的需要,为下一步开发奠定了基础。(本文来源于《北方工业大学》期刊2008-05-10）
刘晓玲[9]（2005）在《新型压电动态切削测力仪的结构设计与优化分析》一文中研究指出随着切削加工向着高速、高精度、高度自动化方向发展,对切削过程的监控技术也提出了越来越高的要求,而各种自动化机械加工设备与制造系统绝大多数并不具备加工过程的监控功能。为了使这些高度自动化加工设备充分发挥其优良性能,确保加工质量,提高生产效率,对刀具加工过程进行状态监测与控制就越来越重要。大量的研究结果表明,切削状态的每个微小变化都能通过切削力的变化反映出来,检测切削力是目前国内外研究与应用最多的监测方法之一,但这些方法在使用时或多或少的要改变机床的原有部件,影响机床的系统特性,特别是对高精度数控机床影响更大。针对这一问题,迫切需要设计出一种外型尺寸、使用状态都类似于普通外圆车刀的车削测力仪。 本文采用有限元法对测力仪结构进行应力和刚度分析,并对压电车削测力仪结构中的关键尺寸进行优化,成功研制成一种新型压电车削测力仪。该新型车削测力仪与原有车削测力仪相比的突出优点是:它的外形接近一把普通的外圆车刀,可直接装夹在刀架上,与实际切削状态相同;传感器的灵敏度更高,尤其是主切削力方向可达到7.4pC/N;标定结果表明该传感器具有良好的线性静态特性,固有频率高于5kHz。传感器的技术指标全面达到CIRP-STCC规定的测力仪标准。 最后,采用叁水平叁因素(切削深度a_p,进给量f,主轴转速n)正交试验法对车削中的力进行实测。通过极差分析指出影响力的主次顺序为a_p>f>n,并根据多元线性回归建立了车削45钢的车削经验公式,从而验证了该车削测力传感器完全可以用于实际测量。(本文来源于《大连理工大学》期刊2005-03-01）
刘维,柏平,黄交虎[10]（2002）在《切削测力仪和测温仪在炸药切削中的应用》一文中研究指出炸药切削中,切削力和切削温度直接影响刀具的磨损、破损、使用寿命,进而影响炸药部件的加工精度和已加工面的表面质量。同时切削力又是计算切削功率,制定切削用量,监控切削状态,设计和使用机床、刀具、夹具的必要依据。应用切削测力仪和测温仪进行炸药切削研究,分析炸药切削机理、建立切削参数标准,为刀具、工装夹具、加工设备的设计提供支持, 从而使得炸药机械加工技术有质的提高。(本文来源于《中国工程物理研究院科技年报（2002）》期刊2002-06-30）
切削测力仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
设计了标定力和切削测力仪叁向分力的同步采集硬件系统,采样频率大于80kHz/每通道,编制了自动识别标定数据软件,大大减少了读数时间,提高了标定速度,有效减少了电荷泄漏对标定精度的影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
切削测力仪论文参考文献
[1].尚永艳.刀柄式压电切削测力仪研究[D].大连理工大学.2014
[2].王璐.压电式切削测力仪快速标定系统研究[J].机械工程与自动化.2013
[3].王娟,徐宏海,白传栋,于然.基于ANSYS的叁维动态切削测力仪的结构优化[J].机械设计与制造.2010
[4].曲国杰.压电式四维切削测力仪的研制[D].大连理工大学.2009
[5].王娟.叁维动态切削测力仪结构参数优化[D].北方工业大学.2009
[6].王娟,徐宏海,白传栋.基于ANSYS的叁维动态切削测力仪模态分析[J].北京工商大学学报(自然科学版).2008
[7].袁海强.多维切削测力仪数据采集分析软件的开发[D].北方工业大学.2008
[8].李娟.多维切削测力仪便携式数据采集分析仪硬件的开发[D].北方工业大学.2008
[9].刘晓玲.新型压电动态切削测力仪的结构设计与优化分析[D].大连理工大学.2005
[10].刘维,柏平,黄交虎.切削测力仪和测温仪在炸药切削中的应用[C].中国工程物理研究院科技年报（2002）.2002
标签：刀柄式压电切削测力仪; 力-电转换; 信号传输; 结构设计;