自預(yù)緊壓電三維測力單元研制.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文自預(yù)緊壓電三維測力單元研制DevelopmentofPiezoelectricThree—componentForceUnitwithSelfpreloaded學(xué)號：3幽404—1大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要在采用鏡像銑的方法加工大型火箭薄壁外板的過程中，支撐力的大小和方向不僅對壁板的加工質(zhì)量和效率有決定性的影響，而且是實時反映銑削力狀態(tài)的重

2、要指標(biāo)。在線監(jiān)測支撐力的大小及其變化趨勢，綜合薄壁外板的加工要求，可以對銑刀的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等加工參數(shù)及時調(diào)整，使大直徑外板在減薄銑削過程中始終保持高度的穩(wěn)定性和高效性。針對鏡像銑加工方法中對支撐力的實時測量需求，結(jié)合大型薄壁構(gòu)件加工中支撐力測量末端的結(jié)構(gòu)特點，以壓電效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，研制了一種適用于受限空間支撐力測量的壓電式三維測力單元。該測力單元中間布置一個三向力傳感器作為力電轉(zhuǎn)換元件，實現(xiàn)了加工過程中支撐力三個正交方向力的同時測量。

3、根據(jù)測量支撐力空間受限測試條件，參考測力單元的量程和靈敏度要求，設(shè)計了傳感器的結(jié)構(gòu)并計算晶片尺寸，討論了測力單元的預(yù)緊方案，并計算出預(yù)緊力大小和預(yù)緊件直徑、校核了切向量程，設(shè)計上下壓塊的結(jié)構(gòu)并選擇合適材料。利用ANSYS軟件對傳感器的晶組和晶體殼進(jìn)行靜態(tài)分析，選擇使測力單元具有高剛度的尺寸參數(shù)，對測力單元進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，驗證其具有良好的線性、較小的干擾和較高的固有頻率。在實驗室條件下，對測力單元進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，結(jié)果表明該測力單元具