光學(xué)玻璃材料,現(xiàn)已在光學(xué)、航空航天、醫(yī)療等不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,隨著各領(lǐng)域的深入研究,對(duì)所用光學(xué)材料零件的精度提出了很高的要求,然而,若想提高加工精度,必須解決其難加工性與高精度的矛盾。目前,光學(xué)玻璃加工中主要使用黏附金剛石磨粒的刀具,并配合超聲振動(dòng)等輔助加工。當(dāng)研究刀具、材料及加工精度的關(guān)系時(shí),主要使用電鏡觀測加工表面質(zhì)量及切削力的測量兩種方法,其中,切削力的測量能反應(yīng)全過程情況,是研究刀具、加工中不可或缺的手段。本文以測量光學(xué)玻璃加工中切削力的變化為目標(biāo),設(shè)計(jì)研制了一種壓電式切削力測力儀。通過分析切削力測量難點(diǎn),采用傳感器豎直安裝的形式,使用豎直方向壓電剪切效應(yīng)的力電轉(zhuǎn)換系數(shù)是拉壓效應(yīng)2倍的優(yōu)勢提升軸向靈敏度,以滿足小力值精確測量的要求;設(shè)計(jì)了布置形式可變的壓電測力儀原型,采用控制變量的方式進(jìn)行了菱形布置和矩形布置的對(duì)比實(shí)驗(yàn),分析數(shù)據(jù),確認(rèn)了矩形布置的方案�；诰匦蔚牟贾眯问�,設(shè)計(jì)選用了組合式測力儀的結(jié)構(gòu),結(jié)合Workbench軟件對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。分析了單向力作用下測力儀中傳感器的輸出情況,針對(duì)傳感器豎直布置時(shí),裝配誤差等對(duì)輸出產(chǎn)生的影響,利用逐次微調(diào)傳感器預(yù)緊力和位置的方式,降低了測力儀整體輸出誤差,完成測力儀的裝配。對(duì)壓電測力儀進(jìn)行了標(biāo)定,包括三向靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn),獲得了各向靈敏度、線性度、重復(fù)性及向間干擾等指標(biāo);通過不同點(diǎn)加載實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了測力儀各個(gè)方向輸出的一致性;通過動(dòng)態(tài)敲擊實(shí)驗(yàn)獲得了測力儀的各向固有頻率。結(jié)果表明,測力儀具有良好的性能。基于測試現(xiàn)場的要求,設(shè)計(jì)了現(xiàn)場標(biāo)定裝置,進(jìn)行了現(xiàn)場標(biāo)定實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行了切削力測試實(shí)驗(yàn),通過4把刀具不同切削參數(shù),測力儀均能準(zhǔn)確檢測不同因變量引起的力值變化,驗(yàn)證了測力儀的實(shí)用性。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ171.734;TH87
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景及意義
    1.2 切削力測力儀研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外測力儀研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)測力儀研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
2 總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 測試系統(tǒng)概況
        2.1.1 切削力測量難點(diǎn)分析
        2.1.2 測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求
        2.1.3 主要性能指標(biāo)
    2.2 原理方案設(shè)計(jì)
        2.2.1 測試原理
        2.2.2 傳感器布置形式
        2.2.3 方案對(duì)比
    2.3 本章小結(jié)
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
    3.1 設(shè)計(jì)原則及方案
        3.1.1 測力儀設(shè)計(jì)原則
        3.1.2 方案設(shè)計(jì)
        3.1.3 支撐架結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.2 輸出模型建立
    3.3 誤差分析及改進(jìn)
        3.3.1 誤差來源分析
        3.3.2 提高測試精度
    3.4 本章小結(jié)
4 測力儀標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    4.1 靜態(tài)標(biāo)定
        4.1.1 靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)組成
        4.1.2 靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        4.1.3 向間干擾分析
        4.1.4 測力儀量程
    4.2 輸出一致性實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 軸向?qū)嶒?yàn)
        4.2.2 水平方向?qū)嶒?yàn)
    4.3 動(dòng)態(tài)標(biāo)定
    4.4 本章小結(jié)
5 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)及測試
    5.1 現(xiàn)場標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 標(biāo)定裝置設(shè)計(jì)
        5.1.2 現(xiàn)場標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    5.2 現(xiàn)場加工測試實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 深小孔套料鉆削實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 擴(kuò)孔加工實(shí)驗(yàn)
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

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