压电式动态切削测力仪的研究(下).docx

压电式动态切削测力仪的研究(下)
压电式动态切削测力仪的研究(下)
一、前言
随着制造业的发展和技术的不断进步，对加工质量的要求越来越高，尤其是在微细加工领域，切削过程中的测力控制显得尤为重要。因此，压电式动态切削测力仪的研究成为了一个热门的领域。本文从理论分析、设计制作及实验验证等方面阐述了压电式动态切削测力仪的研究进展以及存在的问题。
二、理论分析
1、压电效应原理
压电效应是指一些具有晶格微扰的物质，在受到外部压力时，变形会导致内部电荷的重新分布从而产生电势差，即压电效应。在压电陶瓷材料中，获得的电荷量与应变量成比例。
2、切削力测量原理
切削力测量是通过传感器来实现的，传感器通常采用压电陶瓷材料制成。在切削力测量过程中，刀具在加工件上切削时，会产生切削力。切削力通过传感器传递到压电陶瓷上，导致陶瓷产生应变。由于压电效应，应变导致陶瓷表面产生一定的电荷，将电荷信号放大后就能实现测量。
3、压电式动态切削测力仪的结构
压电式动态切削测力仪由压电晶片、基板、电路板、放大电路等部分构成。其中，压电晶片是核心部分，通常由陶瓷材料制成，具有良好的压电性能。基板是将压电晶片固定在刀柄上的部分，电路板则负责采集和预处理信号。放大电路是放大信号的部分，将信号放大后送入数字处理器，实现对测量信号的处理和分析。
三、设计制作
根据以上分析，压电式动态切削测力仪的关键在于压电晶片的选取和制作。为了实现高精度的测量，需要选用具有较好机械性能和良好压电性能的陶瓷材料来制作压电晶片，同时还需要有一定的工艺控制能力。
在设计制作中，首先要进行材料的筛选和试制，根据试验结果进行优化并确定工艺方法。一般采用化学沉淀法制备陶瓷，并采用快速晶化工艺进行加工。同时还需要根据实际情况进行电路设计和制作，以及软件编程和调试等。
四、实验验证
针对实际情况进行实验验证，在测试过程中需要注意校准和信号稳定性的问题。通过实验可以得到精确的测力结果，并可以与理论计算结果进行对比。同时还需要对系统的响应时间和灵敏度等参数进行测试，并进行优化。
五、存在的问题
目前存在的问题主要包括制作工艺精度问题、信号失真以及实用性等问题。针对这些问题，需要进一步加强研究，采用新的材料和工艺，提高系统的精度和可靠性。同时还需要加强与实际加工过程的结合，通过实践经验来完善该测力仪的应用价值。
六、总结
压电式动态切削测力仪是一种重要的测量工具，具有广泛的应用前景。本文从理论分析、设计制作和实验验证等方面阐述了该测力仪的研究进展及存在的问题。未来需要进一步加强改进和完善，为实际生产应用提供更为精确可靠的测量工具。