发明名称 一种压电式四维切削测力平台
摘要 本发明一种压电式四维切削测力平台属于传感测控技术领域,特别涉及切削过程中三个方向正交力及扭矩的检测。测力平台由底座、中板、上板、引线输出插头、引线、隔热板、密封圈、四个压电石英传感器、防护垫以及连接螺钉组成;夹在底座与中板之间呈菱形分布的四个压电石英传感器均布于同一水平面的同一圆周上。本发明实现了对任一切削过程中的三个方向正交力及扭矩进行同时测量,具有灵敏度高,线性度、重复性好,横向干扰小,测量精度高的良好特性。此压电式四维切削测力平台对于测量钻、磨、铣、车、铇具有通用性,应用面宽。
申请公布号 CN101524818A 申请公布日期 2009.09.09
申请号 CN200910011191.0 申请日期 2009.04.15
申请人 大连理工大学 发明人 钱敏;曲国杰;张军
分类号 B23Q17/09(2006.01)I 主分类号 B23Q17/09(2006.01)I
代理机构 大连理工大学专利中心 代理人 关慧贞
主权项 1.一种压电式四维切削测力平台,其特征在于,测力平台由底座(1)、中板(2)、上板(3)、引线输出插头(4)、引线(5)、隔热板(6)、大环形密封圈(8)、小环形密封圈(9)、四个压电石英传感器(10)、防护垫(11)以及连接螺钉组成;夹在底座(1)与中板(2)之间呈菱形分布的四个压电石英传感器(10)均布于同一水平面的同一圆周上,并通过四个连接螺钉(12)与底座(1)与中板(2)刚性连接在一起,中板(2)与上板(3)通过四个连接螺钉(7)连接在一起,中板(2)与上板(3)之间为一隔热板(6),底座(1)和中板(2)通过大环形密封圈(8)和小环形密封圈(9)进行密封,测力平台底座连接螺钉(12)通过防护垫(11)进行密封,测力平台中间通孔(p)为钻削中工件的钻孔空间,导线(5)由导线输出插头(4)引出;底座(1)为一中间带圆孔的矩形阶梯式结构,底座(1)的上表面采用台阶式结构,上表面(a)外侧开有安装大环形密封圈8的方形密封槽(b),上表面(a)内侧开有安装小环形密封圈(9)的圆形密封槽(b′),上表面(a)中部开有一个圆环形槽(c),四个压电石英传感器(10)均布于圆环形槽(c)底面,底座(1)下表面为平面,连接螺钉(12)分别通过均布于底座(1)下表面的四个阶梯孔(e);底座(1)左固定端(d)上开有左上可调整安装孔(f)、左下可调整安装孔(f′),底座(1)右固定端(d′)上开有右上可调整安装孔(f″)、右下可调整安装孔(f″′),对整个测力平台进行固定,底座(1)前侧开有一螺纹孔(g),安装引线输出插头(4);中板(2)为一中间带圆孔的方形阶梯式结构,中板(2)的上表面为方形平面,下表面(h)为一圆柱形凸台结构,其上均布四个阶梯孔(i)和四个螺纹孔(j),连接螺钉(12)分别通过四个螺纹孔(j),连接螺钉(7)分别通过四个阶梯孔(i);上板(3)为一中间带圆孔的方形平板式结构,上表面(k)为方形平面,其上均布八个固定被测加工工件的工件固定螺纹孔(m),下表面(l)同样是方形平面,其上均布四个螺纹孔(n),连接螺钉(7)分别通过四个螺纹孔(n);四个压电石英传感器(10)分别由1对xy型单元晶组和3对yx型单元晶组构成,单元晶组自上而下依次为测量法向分力FZ的xy型单元晶组(o),测量扭矩力(FM、FM′、FM″、FM″′)的yx型单元晶组(o′),测量切向分力FY的yx型单元晶组(o″),测量切向分力FX的yx型单元晶组(o″′)。每对单元晶组将两片石英晶片对装,即在电路上为并联结构,信号通过夹在两片石英晶片间的电极片(13)引出,且引出信号为负电荷,每对单元晶组的上下两面均通过相互连接的导线和电极片(14)接地。
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