用于钻铣削过程的四维切削力遥测刀柄

本文介绍了一种适用于钻，铣削加工过程刀具监控系统的测力刀柄，这种刀柄以薄壁圆筒作为感器的弹性元件，切削力信号的测量采用无线电遥测的方法，研制了较先进的感应式电源，解决了供电方式这一阻碍测力刀柄推向实用化的关键问题。     

测力刀柄结构设计与分析

介绍了适用于加工过程中切削力测量的测力刀柄的设计，测力刀柄的弹性元件采用薄壁圆筒的结构形式，成功地解决了灵敏度和刚度之间存在的矛盾。利用有限元分析软件ANSYS进行仿真计算，结果表明所设计的测力刀柄具有良好的静、动态性能。     

嵌入合金薄膜传感器的刀具结构优化与测力灵敏度分析

提出一种嵌入刀具的合金薄膜传应变感器切削力测量系统的模型,以提高系统的测量灵敏度为目的 ,将弹性元件刀柄作为研究对象,结合薄膜传感器受力变形与刀具强度理论,通过在刀柄合适位置加工凹槽、多层台阶槽与钻孔方式设计了多种刀柄结构.构建了含有矩形、三角形以及半椭圆形凹槽的刀柄截面的惯性矩、强度与刀具测力灵敏度之间的关系,并运用MATLAB软件得到了在刀具强度安全域内,使测力系统灵敏度达到最大的刀柄截面形状的相关参数.对比分析六种含有矩形、半圆形复合凹槽的刀柄结构的横截面积、惯性矩、以及相应测力系统的灵敏度等,结果表明:与优化前的刀柄相比较,化后的刀柄结构可以使得测力系统的测力灵敏度提高倍数在(0.46～4.07)范围,而刀柄截面面积降至(0.09～0.84)范围;其中含有台阶层凹槽结构的刀柄优化结果较好,测力灵敏度提高了1.5倍,刀柄截面面积降至0.64倍.     

铣削加工测力刀柄参数优化设计研究

为适应高精密加工对切削力的监测需求,文中面向铣削加工设计了一种无线测力刀柄,使用压电薄膜和弹性检测梁采集力信号。为提高检测信号的灵敏度,基于COMSOL Multiphysics软件使用Nelder-Mead算法对刀柄的结构参数进行优化设计,并通过有限元仿真对优化结构进行刀柄结构刚度校核和动态特性分析,最后进行铣削对比实验,验证设计方案的可行性。结果表明,文中设计和优化的测力刀柄具有良好的灵敏度,刀柄的动静态特性满足使用需求,是一种有效的切削力监测方案。     

用于钻、铣削过程的四维切削力测量刀柄

介绍了适用于钻、铣削加工过程刀具监控测力刀柄的设计思想,比较了几种不同结构测力刀柄的优缺点,提出了用薄壁圆筒作为传感器弹性元件的新构思和四维测力刀柄的静、动态性能。     

嵌入薄膜传感器切削力测量用刀具的结构设计

设计了一种嵌入薄膜传感器切削力测量用刀具模型。对刀柄通过铣槽、钻孔等方式加以改进优化,利用磁控溅射、光刻技术、扩散焊接等方法在45钢弹性薄片基底表面制备Ni80Cr20合金薄膜电阻栅,形成测力应变传感器并安装在刀柄表面。使用ABAQUS软件对模型进行力学仿真分析,结果表明:传感器电阻栅布置在弹性基底中心位置能有效地提高其灵敏度;改进刀具测力系统的输出电压,为初始刀柄输出电压的2.42倍,可以增加传感器输出值;相同条件下,传感器输出电压随弹性基底厚度的减小而增大。     

嵌入薄膜传感器的可换刀头车刀测力仪设计与分析

设计了一种嵌入薄膜传感器的可换刀头测力仪,用于测量车刀切削过程中的主切削力与进给力。将车刀的刀头与刀柄设计为分离式两段结构,通过法兰套筒将刀柄与不同形状的车刀刀头对接,实现刀头的可换性。利用直流磁控溅射、光刻技术等方法制备Ni80Cr20合金薄膜应变传感器,该传感器通过真空扩散焊接方式安装在靠近法兰一端的刀柄表面,靠近法兰一端的刀柄中间部分设计为多层台阶凹槽,从而提高传感器灵敏度。利用ABAQUS软件对模型进行静力学仿真,分别在刀尖处施加单向力和三向组合力,得到测力仪输出电压和施加的三向力系数为0.0113-0.0114mV/N,误差为5.4%-6.5%。对比并分析了输出电压与外力之间的关系,通过传感器的单轴拉伸试验得到传感器的电阻应变系数为1.68;在单向力拉伸作用下传感器的测量灵敏度为0.0037mV/N。     

静压车削力仪

本文介绍了一种以液体静压为测量原理的车削力仪。该仪器可直接测出三向力值，三相测力相互干扰小，测力灵敏。本文介绍了测力仪的原理，静压测力刀架的设计、调整和测量实例。     

HSK刀柄高速切削性能研究

传统的7：24实心长锥刀柄（BT刀柄）已不能满足高速切削加工的要求，而HSK刀柄在高速切削加工中的应用越来越广泛。通过对HSK刀柄结构分析，并建立HSK刀柄力学模型，对HSK刀柄的动（静）刚度、定位精度、动平衡性等动、静态特性进行理论分析，同时通过实验对HSK刀柄和传统的BT刀柄的动、静态特性进行了比较，从而揭示HSK刀柄具有较好的高速切削性能和广泛的推广价值。     

多维测力仪扰力解耦算法研究

多维测力仪各向力之间的干扰是影响测量精度的主要决定因素之一。从测力仪标定数据处理分析的角度，提出了一种基于测力仪标定线性回归直线方程的解耦算法，并用Matlab进行解耦运算。研究结果表明：采用解耦算法，可有效地减小多维测力仪各向之间的扰力误差，提高测力仪的测量精度。     

HSK工具系统结构特点分析

HSK（空心短圆锥柄）最突出的特点就是按照DIN69893具有的轴向面夹紧机制,实现了机床主轴与刀具在锥面接触的同时还增加了在端面的接触,即过定位配合,从而避免了刀具在高速回转时的轴向串动,并保证了重复定位精度。由于HSK刀柄是采用中空式结构,使得刀柄锥面能够产生一定的弹性变形,所以当机床主轴在高速回转时,HSK刀柄锥面能够保持与机床主轴锥面的紧密可靠接触。HSK刀柄采用1：10锥度,有利于刀柄与主轴连接时产生自锁,使得夹紧更为可靠。     

液压凿岩钎尾的制作及工艺的研究

本文主要研究液压凿岩钎尾的选材、锻造及热处理工艺对其组织和性能的影响。钎尾不仅是一种典型的承受多冲压缩、弯曲和扭转的杆件,而且还要承受井下的矿水冲刷腐蚀。在实际凿岩生产时,往往由于矿体结构复杂或操作不慎等因素,使钎尾经常会在大能量多次冲击的过载苛刻条件下服役,很容易发生早期损坏失效。根据钎尾的服役条件,通过液压凿岩钎尾渗碳或者碳氮共渗一高温回火一二次淬火一低温回火的热处理工艺对比试验,提出采用碳氮共渗空冷高温回火连续两次淬火低温回火处理,使钎尾的平均寿命得到较大提高,从而为制作高寿命液压凿岩钎尾提供一种新的生产方法。     

高速加工中刀柄结构分析

高速加工中连接刀柄结构是否合理将直接影响加工质量和加工效率。这里基于定位原理、材料力学理论对连接刀柄结构的合理性进行了理论分析，同时也探讨了不同刀柄结构对夹紧力的影响，为合理设计高速加工中刀柄结构，使其发挥最大效益提供了理论依据，同时对开发我国自主知识产权的新型工具系统具有重要的理论意义和实用价值。     

HSK工具锥柄的检测与动平衡

国产HSK空心锥柄工具系统近年来取得了较快发展 ,但其柄部制造质量还有待提高。以HSK6 3 A型柄部及其安装孔为例 ,分析了HSK空心锥柄的形位尺寸要求 ,介绍了HSK空心锥柄的质量检测及动平衡计算。     

Multi-scale simulations of field ion microscopy images--image compression with and without the tip shank

Multi-scale simulations of field ion microscopy images of faceted and hemispherical samples are performed using a 3D model. It is shown that faceted crystals have compressed images even in cases with no shank. The presence of the shank increases the compression of images of faceted crystals quantitatively in the same way as for hemispherical samples. It is hereby proven that the shank does not influence significantly the local, relative variations of the magnification caused by the atomic-scale structure of the sample.     

Self-balancing high-speed mill

A long milling tool with a hollow shank is considered. A special chamber in the shank accommodates the compensation material. This design ensures that the tool is self-balancing. That reduces its vibrational amplitude and increases the productivity in high-speed machining.     

基于传递矩阵法的微细刀具临界转速分析

针对某微细刀具的实际结构特征,利用传递矩阵法计算了该微细刀具在不同刀尖质量、不同刀柄悬伸长度和不同刀径锥角下的临界转速,分析了刀柄悬伸长度和刀径锥角对微细刀具临界转速的影响规律。分析结果表明,刀柄的悬伸长度是影响微细刀具临界转速的主要因素。当转速接近临界转速时,可通过调节刀柄的悬伸长度改变微细刀具的临界转速,使切削加工处于安全的转速范围内。     

Models for evaluating the revolving cutter profile of circular-arc end mills

This paper presents models for defining the minimum circumscribed cylinder (MCC) of the cutter shank, the minimum circumscribed circular-arc-type revolving surface (MCCRS) and the minimum circumscribed corner arc revolving surface (MCCARS) with a spiral groove. A systematic modeling procedure is presented for the assessment of the contour quality of the circular-arc end milling (CAEM) cutters with a cylindrical shank. The axis of the MCC of the cylindrical shank of a revolving cutter with a circular-arc generator curve and a corner radius is taken as the datum line. The profile tolerances and errors are estimated. The presented models are all illustrated and verified by example. This approach can be generalized to a cutter with more than two circular arcs in its shape profile. The paper provides a valuable reference for the evaluation of the actual contour quality of this type of revolving cutter.     

直柄立铣刀切削稳定性的分析

在对直柄立铣刀切削时的受力、变形进行分析的基础上 ,阐述了影响直柄立铣刀稳定切削的因素。