高頻響三維動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、測(cè)力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性對(duì)動(dòng)態(tài)切削力測(cè)試結(jié)果有重要的影響，而現(xiàn)有商用測(cè)力儀在裝夾測(cè)試工件以后，系統(tǒng)固有頻率往往急劇下降，在高轉(zhuǎn)速銑削力測(cè)試中的應(yīng)用受到限制。為此，本文在國(guó)家973計(jì)劃課題（2009CB724401）的資助下，以高轉(zhuǎn)速銑削力測(cè)試為研究對(duì)象，集測(cè)力結(jié)構(gòu)與工件于一體，設(shè)計(jì)開發(fā)了電阻應(yīng)變式高頻響三維動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)試平臺(tái)，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究工作包括：
　?。?）針對(duì)高速銑削力的高頻沖擊特性，基于附加彈性元件測(cè)力方法，并結(jié)合有

2、限元模擬分析結(jié)果，以6061鋁合金為基體材料，設(shè)計(jì)試制了電阻應(yīng)變式高頻響三維動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)試平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)，并基于錘擊法對(duì)該主體結(jié)構(gòu)的固有頻率進(jìn)行了檢驗(yàn)，滿足了固有頻率≥7kHz，靈敏度≥1.5με/N的要求。
　?。?）基于測(cè)試平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了三維動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)試系統(tǒng)的硬件搭建和電阻應(yīng)變片貼片與橋接，開發(fā)了基于LabVIEW8.5的三維動(dòng)態(tài)銑削力數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了三維動(dòng)態(tài)銑削力的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析等

3、功能。
　　（3）應(yīng)用有限元軟件ANSYS10.0對(duì)測(cè)試平臺(tái)的應(yīng)力分布進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了附加彈性元件測(cè)力的有效性。在此基礎(chǔ)上對(duì)高頻響三維動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，得到了該測(cè)試平臺(tái)系數(shù)方程。在2000r/min~14000r/min范圍內(nèi)與商用Kistler9265B動(dòng)態(tài)測(cè)力儀進(jìn)行了銑削力測(cè)試對(duì)比分析，并對(duì)30000r/min~35000r/min條件下的三維銑削力進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，該測(cè)試平臺(tái)可滿足高轉(zhuǎn)速銑削力測(cè)試需求，實(shí)現(xiàn)