三维力传感器如何测量金属切削力

       1.什么是切削力

 

　　切削力是描述切削进程的重要参数，对切削热的产生、切屑形成、刀具表面磨损、加工表面质量等方面有密切关系。把握切削力的变化规律，实时监测切削力数值与频率特性是计算切削功率，制定切削用量和工艺装备的主要根据，对优化切削参数、提高生产率、抑制震颤、处理切削加工中问题等具有重大意义，因而对切削力变化规律的探讨有助于分析切削过程，对生产实际有重要指导作用。测力仪直接试验测量是反映加工中切削力动态变化的方便并且使用可靠的方法。

 

　　2.如何测量切削力

 

　　三向切削力的检测原理，是使用三向车削测力传感器检测三向应变，三向应变作为模拟信号，输出到切削力试验仪器内进行高倍率放大，再经A/D板又一次放大之后，转换为数字量送入计算机的。

 

　　测力系统首先应该通过三向电标定，以确定各通道的增益倍数。然后，再通过机械标定，确定测力传感器某一方向加载力值与三个测力方向响应的线性关系。

 

　　经过这两次标定，形成一个稳定的检测系统之后，才能进行切削力试验。

 

　　3.测量切削力为什么要使用三维力传感器

 

　　三维力传感器可以同时测量X,Y,Z三个方向的力，这恰恰反应了在金属切削过程中，工件的运动受力情况。测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换处理后，读出Fc、Ff和Fp的值。近代先进的测力仪常与微机配套使用，直接进行数据处理，自动显示被测力值和建立切削力的经验公式。在自动化生产中，还可利用测力传感装置产生的信号优化和监控切削过程。

 

　　按测力仪的工作原理可以分为机械、液压和电气测力仪。目前常用的是电阻应变片式测力仪和压电测力仪。

 

       切削三维力传感器的安装可以参考下图。