CN1012012B - 六筋结构切削测力仪 - Google Patents
六筋结构切削测力仪Info
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Abstract
一种应变式六筋结构切削测力仪。是根据弹性体纯拉、压和纯剪切应变量的大小。只与弹性体的截面有关。与其长度无关的理论。所设计的六筋结构切削测力仪。其特点是，具有高刚度、高灵敏度、高固有频率。可广泛用于机械切削三向力的测量，特别适用于动态切削力的测量。
Description
用于机械切削力的测定。
目前机械切削加工切削力的测定，通常采用的应变式测力仪，均属弯曲测力形式。这一形式体现在八角环测力仪、平行筋、平行板式测力仪、桁架和悬臂梁式测力仪，其特点是，将应力片粘贴在弹性体弯矩最大处的最大拉、压弯曲应变处。为了产生足够的应变灵敏度，就必须产生足够大的弯矩，这就势必增加弹性体的弯曲长度，但是，粘贴应变片所占据的弹性体长度只占全部长度的极小部分，因而大部分弹性变形，都没有被用于直接测力。计算表明，应变片部分的变形，只占总变形的3-15%。传统应变式测力仪的这一力学弱点，使应变式测力仪成为一种低刚度、低固有频率测力仪。日本特许专利第264016号（测切削力AST式工具动力计）最高刚度也只大约有30公斤/微米。刚度低导致的结果是，固有频率低、频带窄、动态误差大、干扰误差大，使切削测力时状态，脱离无测力仪的实际工作状态，影响对切削过程的动态研究和切削过程的在线检测精度。
鉴于上述存在问题，本发明提出了六筋结构切削测力仪，解决了应变式测力仪低刚度的问题。其评价值是以往应变式测力仪的几十倍，甚至上百倍。（注：为了评价应变式测力仪优劣，用灵敏度与静刚度的乘积作为评价值）。
本发明六筋结构切削测力仪，是根据弹性体纯拉、压和纯剪切应变量的大小，只与弹性体的截面有关，与其长度无关的理论。本发明特征是：利用6筋结构中完全平行和完全轴对称的4个筋，测量纯剪切与纯拉、压两向力，其余两个筋利用纯剪切，测量第三向力。（见
附图）关于X轴对称的平行Z向的两侧4个垂直方向筋，每个筋的外侧都有2片与水平方向成45°粘贴的应变片。当6个筋支撑的工作台面上，接受Z向力Fz时，4个垂直方向筋所承受纯剪切应力，将被4个筋上的8片45°应变片接收，组成全桥。每个竖筋外侧上、下边缘都贴有1片水平方向的应变片，当工作台受X方向力Fx时，Y轴两侧的两筋板分别受到拉、压变形，并组成全桥。上下边沿都贴应变片的目的是为了能够在桥路中抵消Y向力矩的干扰。Fz力对X向测力无干扰。Fx力对Z向测力的干扰可以在Z向桥路中自动抵消。关于Y轴对称的平行水平面的翼状双筋，是用于测Y向力Fy的。这两个筋受纯剪切变形，剪应力被图示45°粘贴的应变片所接收，共4片组成全桥。Z向力矩对Y向测量的干扰，可在全桥中完全抵消。测Fx力、Fz力所以采用4个筋是为了使工作台，在任一点受力，都能保持台面稳定，但是，为使X、Y向灵敏度相等和接近，测Fy的筋高是竖筋的2倍。六筋结构切削测力仪，可以直接设计在车床的车刀杆上。象使用普通车刀那样，使用测力仪，不需拆车床刀架，因而固有频率可以更高，更加适于测动态切削力。
本发明六筋结构切削测力仪，具有刚度高，灵敏度高，固有频率高等特点。比目前应用的压电晶体测力仪的刚度还高5～6倍，且成本较低，具有显著的经济效益和实用价值，可广泛应用于机械切削三向力的测量，特别适用于动态切削力的测量。
附图说明
图1为本测力仪的侧视图，图中5、6为关于Y轴对称平行水平面的翼壮筋。
图2a为本测力仪的底顶图，图2b为本测力仪的顶视图，图中1、2、3、4分别为关于X轴对称，平行Z轴的四个垂直方向筋。
实施例
按所发明六筋式三向测力仪原理，制作了两种产品：LJC-Ⅰ LJC-Ⅱ。
LJC-Ⅰ：三向测力台
测力范围0～5×104公斤
（
）工作台面120×120mm2
灵敏度εx＝0.6με/kgf
εy＝0.65με/kgf
εz＝0.68με/kgf
静刚度Kx≥2000kgf/μm
Ky＝Kz≥1500kgf/μm
各项分力干扰≤3%
非线性度＜1%
LJC-Ⅱ：三向测力刀杆
测力范围0～30公斤（用于微量切削）
灵敏度εx、z、y均大于38με/kgf
（
）静刚度Kx、z、y均大于20kgf/μm
各项分力干扰≤2%
非线性度＜1%。
Claims (1)
1、一种应变式切削测力仪，其特征在于该测力采用六筋结构即4个垂直筋和2个水平筋来测量X轴方向力，Y轴方向力和Z轴方向力，其中关于X轴对称、平行Z轴方向的四个垂直方向筋(1)，(2)，(3)，(4)，每个筋的外侧都有2片与水平方向成45°角粘贴的电阻应变片RZ1、RZ2、RZ3、RZ4、RZ5、RZ6、RZ7、RZ8，用于测量Z向力FZ，上述四个垂直方向筋的外侧上、下边缘各粘贴一片水平方向的电阻应变片RX1、RX2、RX3、RX4、RX5、RX6、RX7、RX8，用于测量X向力FX，关于Y轴对称，平行水平面的翼壮双筋(5)、(6)的中部外侧各粘贴有成45°角的两片电阻应变片Ry1、Ry2、Ry3、Ry4，用于测量Y向力Fy，测Fy的筋高是竖筋的2倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 87100048 CN1012012B (zh) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | 六筋结构切削测力仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 87100048 CN1012012B (zh) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | 六筋结构切削测力仪 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN87100048A CN87100048A (zh) | 1988-04-13 |
| CN1012012B true CN1012012B (zh) | 1991-03-13 |
Family
ID=4812691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 87100048 Expired CN1012012B (zh) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | 六筋结构切削测力仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1012012B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105588669B (zh) * | 2015-12-11 | 2021-03-16 | 广西柳工机械股份有限公司 | 一种轴销式三向测力传感器 |
| CN106124111B (zh) * | 2016-08-19 | 2018-10-23 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 变压器高压套管端部羊角型金具静态拉力测量系统及方法 |
-
1987
- 1987-01-06 CN CN 87100048 patent/CN1012012B/zh not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN87100048A (zh) | 1988-04-13 |
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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