一种深孔钻削切削力测量装置.pdf

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1、第12期组合机床与自动化加工技术NO．122014年l2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2014文章编号：1001—2265(2014)12一O113—02DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．12．030一种深孔钻削切削力测量装置徐旭松，刘战锋，朱林，孙志英(1．江苏理工学院机械工程学院，江苏常州213001；2．西安石油大学机械工程学院，西安710065)摘要：针对深孔钻削不易直接观察其切削状况、切削力测量比较困难的难题，设计了一种新型深孔钻削切削力测量装置，该装

2、置采用电阻应变片式传感器，对机床无需作任何改动，安装方便。且对机床操作无任何影响，克服了以往测力装置笨重并需改动原机床结构的缺点。关键词：深孔加工；切削力测量；电阻应变片传感器中图分类号：TH82；TG65文献标识码：AAEquipmentofCuttingForceMeasuringinDeep-holeDrillingXUXu—song，LIUZhan—feng，ZHULin，SUNZhi—ying(1．CollegeofMechanicalEngineering，JiangsuUniversityofTechnology，ChangzhouJiangsu21300

3、1，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065，China)Abstract：Thecuttingconditionofdeep—holedrillingcannotbeobserveddirectly，andthecuttingforceisdificulttomeasure．Aimingatthecharacteristicsofdeep—holedrilling，anewkindofcuttingforcemeasure—mentdevicefordeep—hol

4、edrillingwasdesigned．Thedevicehasnoimpactonmachineoperating，itsinstal-lationwasconvenience，andhasnochangeonmachinestructure．Itovercomestheshortcomingsofpreviouscuttingforcemeasuringdevicewhichwasheavyandneedstoalterthestructureofmachine．Keywords：deep—holedrilling；cuttingforcemeasurement；

5、strmngaugetypetransducer变片、弹性元件和一些附件组成，它是将力作用下的弹0引言性元件产生的弹性应变转变为电量输出的测量器件。深孔钻削是一种在封闭或半封闭状态下的切削加弹性元件为薄壁圆筒，其结构简图如图1所示，材工方法，其具有不能直接观察到钻头的切削情况、切削料采用40Cr，调质处理硬度28-32HRC。传感器的底热不易传散、切屑不易排出和工艺系统刚性较差等特座与薄壁圆筒之间有空刀槽，可避免装夹时因薄壁圆点，加工过程很不稳定，存在着许多不利的因素¨。筒变形产生测量误差。弹性元件底座一端与深孔钻床切削力是深孔加工过程中的理想监测参数，其分量的尾座用螺

6、栓连接，另一端分设四个月牙槽，用螺栓连接直接测量很困难，所以一般测量其总的轴向力和扭矩。来传递扭矩；而且采用两种不同距离的月牙槽，目的是为此，自行设计了一种能监测总轴向力和扭矩的测量为了增强此应变式传感器的通用性，在钻削过程中可装置，该装置具有造价低、装拆方便、监测效果好等优根据钻杆直径的不同，选择大直径或者小直径的月牙点。槽。测力装置与机床的连接示意图如图2所示。1测力装置的结构设计向钻削过程中刀刃的切削力、导向块上的正压力和摩擦力构成了刀具、导向块和工件的封闭力系，钻削抗力主要表现为钻削扭矩和轴向力。这两个量的大小直接影响钻孔效率。而且由于刀具直接参与切削，切削力的

7、大小和动态变化最直接和最敏感地反映了切削过程的动态变化。为了测量钻削扭矩和轴向力，设计制造了一种应变式传感器测力装置，该测力装置是由应图1测力装置弹性元件结构图收稿日期：2014—9—22；修回日期：2014—10—24十基金项目：江苏理工学院校科研基金资助项目(KYYI2005)作者简介：徐旭松(1976一)，男，江苏金坛人，江苏理工学院讲师，博士，研究方向为深孔钻、计算机辅助公差设计，(E—mail)xuxusong@163．corn。·114·组合机床与自动化Jjn-r技术第12期的加载曲线(如图5所示)，然后经回归处理得到回归方程