钻削测力仪的辅助装置设计开题报告(4)
图2－1 SDZ—B型双向晶体钻削测力仪[3]
2.2 新型压电三向钻削测力仪[4]
以往的钻削测力仪对于扭矩的测量多是采用”力×力臂”法，在固定的力臂下，测得力与扭矩的线性关系。由于扭矩是通过密布在同一圆周上且有切向效应的石英晶片测得，这些晶片多达12组24片(最多可达72片)，同时夹在两个平板之间，为了使各片受力均匀，晶片Y-0°的等高性、平行度、平面度以及粗糙度等要求极严，装配工艺也很高，且调试也较麻烦。为了克服以往钻削测力仪的以上缺点，本文在压电石英扭转效应研究的基础上，直接利用扭转效应进行扭矩测量，设计并制作了压电三向钻削测力仪，采用两片石英晶片利用分割电极的方法同时测量扭矩和径向力，两片X-0°石英晶片测轴向力，就能同时测出钻削过程中产生的扭矩、径向力、轴向力。
图2-2 新型压电三向钻削测力仪[4]
2.3 无定心钻削测力仪[8]
它是利用压电晶体扭转效应和力偶矩可以在平面上任意移动原理制成的测扭转力矩装置。与一般钻削测力仪不同的是，其结构简化，加工范围扩大，钻头无需与测力仪轴心对中，可以在测力仪支撑的试件上任意处钻孔。
大连理工大学机械工程学院完成的YDX－I I 01W压电无定心钻削测力仪近日通过了教育部科技成果鉴定。YDX－I I 01W压电无定心钻削测力仪可实现无定心钻削测力，为国内外首创。
YDX－I I 01W压电无定心钻削测力仪可实现无定心钻削测力，孔的位置变化所带来的最大测力误差≤2%；该测力仪具有结构简单、工艺性好、调整方便、所用压电力传感器数量少、成本低等特点，并已在长春第一汽车厂工艺研究所得到成功应用。
3 方案论证及确定
常用的机床测力仪种类很多，有机械式测力仪和电器式测力仪。而电器式测力仪中又以电阻应变式测力仪应用较多，另外，还有其他测力仪，如压电晶体测力仪、电感式测力仪和电容式测力仪。一般对测力仪的要求有：
(1) 灵敏度高。
(2) 能测静载荷下的应变，也能测动态应变。
(3) 可在高温、高压和比较复杂的环境下进行测量，也可在液体中进行。
(4) 仪器、元件使用方便，测试方法较易掌握。
应变式测力具有灵活性大、适应性广、性能稳定等优点，而且配套仪表（如静态应变仪、动态应变仪等已标准化，因而得到广泛应用。但是其测量原理决定了测量精度和动态特性主要取决于弹性元件的结构，
从动态测力的观点出发，压电式测力仪是一种比较理想的测力传感器，具有灵敏度高、受力变形小等优点。然而压电式测力传感器仍然存在一系列缺点：如由于电荷泄漏而不能测试静态力、固有频率的提高受装配接触刚度的限制、文护极不方便、价格昂贵，因此在使用上受到很大的限制。
由于在钻削力测量中，主要是对加工过程中的扭矩、轴向力和径向力进行观测，属于动态测量的过程，故初步决定采用压电式测量系统为此次设计方案。
4 进度安排
第1-4周：学习课题内容，查阅收集中、外文文献资料，完成外文资料的翻译；分析、比较结构特点，完成开题报告。
第5-8周：实验及数据分析。
第9-15周：设计车削测力系统辅助装置，绘制完整装配图、部分零件图。
第16周：编写、装订毕业设计说明书，完成并提交毕业设计全部设计内容。
第17周：准备毕业设计答辩；根据审核意见，修改、完善毕业设计内容；并将修改、 完善后的毕业设计全部内容刻成光盘。
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