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三維力傳感器如何測量金屬切削力
1.什么是切削力
切削力是描述切削進程的重要參數(shù)，對切削熱的產(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，實時監(jiān)測切削力數(shù)值與頻率特性是計算切削功率，制定切削用量和工藝裝備的主要根據(jù)，對優(yōu)化切削參數(shù)、提高生產(chǎn)率、抑制震顫、處理切削加工中問題等具有重大意義，因而對切削力變化規(guī)律的探討有助于分析切削過程，對生產(chǎn)實際有重要指導(dǎo)作用。測力儀直接試驗測量是反映加工中切削力動態(tài)變化的方便并且使用可靠的方法。
2.如何測量切削力
三向切削力的檢測原理，是使用三向車削測力傳感器檢測三向應(yīng)變，三向應(yīng)變作為模擬信號，輸出到切削力試驗儀器內(nèi)進行高倍率放大，再經(jīng)A/D板又一次放大之后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計算機的。
測力系統(tǒng)首先應(yīng)該通過三向電標定，以確定各通道的增益倍數(shù)。然后，再通過機械標定，確定測力傳感器某一方向加載力值與三個測力方向響應(yīng)的線性關(guān)系。
經(jīng)過這兩次標定，形成一個穩(wěn)定的檢測系統(tǒng)之后，才能進行切削力試驗。
3.測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測量X,Y,Z三個方向的力，這恰恰反應(yīng)了在金屬切削過程中，工件的運動受力情況。測力儀的測量原理是利用切削力作用在測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)過轉(zhuǎn)換處理后，讀出Fc、Ff和Fp的值。近代先進的測力儀常與微機配套使用，直接進行數(shù)據(jù)處理，自動顯示被測力值和建立切削力的經(jīng)驗公式。在自動化生產(chǎn)中，還可利用測力傳感裝置產(chǎn)生的信號優(yōu)化和監(jiān)控切削過程。
按測力儀的工作原理可以分為機械、液壓和電氣測力儀。目前常用的是電阻應(yīng)變片式測力儀和壓電測力儀。
切削三維力傳感器的安裝可以參考下圖。
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