隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展,智能化和微小化已變成當(dāng)今時(shí)代的重大發(fā)展趨勢(shì),越來越多的產(chǎn)品向著智能化方向發(fā)展,基于傳統(tǒng)測力儀中存在的局限性,其已不能滿足現(xiàn)代加工對(duì)切削力測量的需求,為了實(shí)現(xiàn)切削力的實(shí)時(shí)監(jiān)控與測量,本文設(shè)計(jì)了一種薄膜嵌入式刀具結(jié)構(gòu),并對(duì)其薄膜制備工藝參數(shù)進(jìn)行了分析。本文提出了一種嵌入式刀具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法,通過對(duì)刀具受力時(shí)的工作原理和電阻應(yīng)變式傳感器機(jī)理的研究,結(jié)合材料力學(xué)理論,得到了刀具輸出電壓與截面慣性矩之間的必然聯(lián)系,從總體上對(duì)刀柄截面設(shè)計(jì)了矩形、三角形、橢圓形三種槽形結(jié)構(gòu);然后通過對(duì)刀具受力時(shí)的強(qiáng)度要求,在合理的范圍內(nèi)對(duì)矩形和橢圓形結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)與計(jì)算,得到了在矩形和橢圓形基礎(chǔ)上的七種形狀的圖譜,對(duì)比分析,最終得到能夠輸出較大電壓并滿足強(qiáng)度要求的三階矩形槽刀具結(jié)構(gòu)模型;最后通過三維建模和有限元分析的方法對(duì)設(shè)計(jì)的七種結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析,兩者數(shù)據(jù)分析對(duì)比,證實(shí)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。彈性基底是鍍膜的關(guān)鍵部位,基底表面質(zhì)量直接影響薄膜的好壞,因此對(duì)彈性基底的拋光工藝進(jìn)行了深入研究,得到了表面粗糙度小于0.2μm的不銹鋼基底;然后探討了薄膜絕緣層制備的流程和工藝,在彈性基底上進(jìn)行... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

相互垂直的八角環(huán)測力儀實(shí)物圖

2015年哈爾濱工業(yè)大學(xué)的肖才偉，丁輝，程凱等人提出了一種利用嵌入式壓電傳感器實(shí)現(xiàn)精密車削加工切削力實(shí)時(shí)測量的智能車刀，該車刀將四個(gè)壓電傳感器作為陣列被集成到特殊設(shè)計(jì)的刀柄上，如圖1.3所示，在切削力下直接產(chǎn)生電荷，四個(gè)電荷輸出信號(hào)通過解耦放大、采集和處理，用測量解耦算法推導(dǎo)出切削力[31]。(a) 智能刀具三維圖 (b) 智能刀具實(shí)物圖圖1.3 智能車刀結(jié)構(gòu)示意圖同年國立臺(tái)北科技大學(xué)的Daniel Alberto Reyes Uquillas和Syh-Shiuh Yeh等介紹了另外一種切削力測量用刀架傳感器的結(jié)構(gòu)，如圖1.4所示，該結(jié)構(gòu)中直接將應(yīng)變計(jì)安裝在刀柄傳感器內(nèi)，矩形刀柄兩側(cè)各一個(gè)，測量應(yīng)變并估算切削力[32]。圖1.4 刀架的結(jié)構(gòu)簡圖2016年西安交通大學(xué)的趙悠、趙玉龍等人提出了一種三個(gè)惠斯通全橋電路布置在兩

圖1.3 智能車刀結(jié)構(gòu)示意圖同年國立臺(tái)北科技大學(xué)的Daniel Alberto Reyes Uquillas和Syh-Shiuh Yeh等介紹了另外一種切削力測量用刀架傳感器的結(jié)構(gòu)，如圖1.4所示，該結(jié)構(gòu)中直接將應(yīng)變計(jì)安裝在刀柄傳感器內(nèi)，矩形刀柄兩側(cè)各一個(gè)，測量應(yīng)變并估算切削力[32]。圖1.4 刀架的結(jié)構(gòu)簡圖2016年西安交通大學(xué)的趙悠、趙玉龍等人提出了一種三個(gè)惠斯通全橋電路布置在兩


本文編號(hào)：2923322