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【发明授权】带测力功能的夹具_西北工业大学_201811425909.6 

申请/专利权人:西北工业大学

申请日:2018-11-27

公开(公告)日:2021-05-07

公开(公告)号:CN109590767B

主分类号:B23Q3/00(20060101)

分类号:B23Q3/00(20060101);B23Q17/09(20060101)

优先权:

专利状态码:失效-未缴年费专利权终止

法律状态:2022.11.04#未缴年费专利权终止;2019.05.03#实质审查的生效;2019.04.09#公开

摘要:本发明公开了一种带测力功能的夹具,用于解决现有夹具实用性差的技术问题。技术方案是该夹具包括底座和测力单元,所述的测力单元由V型座、PVDF压电片和V型块构成,V型座上有两个V型座斜面和安装螺纹孔,V型块的左端面有两个V型块斜面,V型块的右端面是圆柱形面,测力时,圆柱形面与被支撑的工件表面接触。V型块与V型座连为一体并压紧PVDF压电片。所述的底座上有与测力单元配合的凹槽和导线槽,导线槽用于引出PVDF压电片的导线。所述的测力单元与底座上的凹槽过盈配合安装。本发明多个夹具同时使用,根据每个夹具在空间的位置,以及所测量力的大小和方向,通过力的合成,唯一确定作用在工件上切削力的大小和方向,实用性好。

主权项:1.一种带测力功能的夹具,其特征在于:包括底座7和测力单元1,所述的测力单元1由V型座5、PVDF压电片3,4和V型块2构成,V型座5上有两个V型座斜面501,502和螺纹孔503,V型座斜面501,502与PVDF压电片3,4的一面配合安装;V型块2的左端面有两个V型块斜面201,202,V型块斜面201,202与PVDF压电片3,4的另一面配合安装,V型块2的右端面是圆柱形面,测力时,圆柱形面与被支撑的工件表面接触,V型块2上有贯穿的沉头通孔203;螺钉6通过V型块2中的沉头通孔203与V型座5上的螺纹孔503配合,将V型块2与V型座5连为一体,并压紧PVDF压电片3,4;所述的底座7上有与测力单元1配合的凹槽701和导线槽702,导线槽702用于引出PVDF压电片3,4的导线;所述的测力单元1与底座7上的凹槽701过盈配合安装;PVDF压电片3,4所在平面不平行。

全文数据:带测力功能的夹具技术领域本发明涉及一种夹具,特别是涉及一种带测力功能的夹具。背景技术文献“Design,developmentandtestingofafour-componentmillingdynamometerforthemeasurementofcuttingforceandtorque,MechanicalSystemsandSignalProcessing,Vol213,p1499-1511”公开了一种可以测量切削力的测力台。该测力台通过支撑测力台台面的8角应变环来测量切削力,测量切削力时,工件装夹在该测力台台面上,但受测力台台面尺寸限制,该测力台只能装夹比测力台台面尺寸小的工件。大型整体结构件尺寸较大,且结构复杂,刚度变化大,且多为薄壁结构,不能安装在测力台上进行切削力测量。但在其铣削加工过程中,由于装夹点位置选择不合理,或者切削参数选择不合理,导致铣削加工过程中工件发生较大变形,严重影响加工质量和效率。为了提高加工质量,需要对其加工过程中切削力进行测量,以用于加工过程控制,以及装夹布局、加工参数等优化。发明内容为了克服现有夹具实用性差的不足,本发明提供一种带测力功能的夹具。该夹具包括底座和测力单元,所述的测力单元由V型座、PVDF压电片和V型块构成,V型座上有两个V型座斜面和安装螺纹孔,V型块的左端面有两个V型块斜面,V型块的右端面是圆柱形面,测力时,圆柱形面与被支撑的工件表面接触。螺钉通过V型块中的沉头通孔与螺纹孔配合,将V型块与V型座连为一体,并压紧PVDF压电片。所述的底座上有与测力单元配合的凹槽和导线槽,导线槽用于引出PVDF压电片的导线。所述的测力单元与底座上的凹槽过盈配合安装。本发明多个夹具同时使用,根据每个夹具在空间的位置,以及所测量力的大小和方向,通过力的合成,唯一确定作用在工件上切削力的大小和方向,实用性好。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种带测力功能的夹具,其特点是包括底座7和测力单元1,所述的测力单元1由V型座5、PVDF压电片3,4和V型块2构成,V型座5上有两个V型座斜面501,502和螺纹孔503,V型座斜面501,502与PVDF压电片3,4的一面配合安装。V型块2的左端面有两个V型块斜面201,202,V型块斜面201,202与PVDF压电片3,4的另一面配合安装,V型块2的右端面是圆柱形面,测力时,圆柱形面与被支撑的工件表面接触,V型块2上有贯穿的沉头通孔203。螺钉6通过V型块2中的沉头通孔203与V型座5上的螺纹孔503配合,将V型块2与V型座5连为一体,并压紧PVDF压电片3,4。所述的底座7上有与测力单元1配合的凹槽701和导线槽702,导线槽702用于引出PVDF压电片3,4的导线。所述的测力单元1与底座7上的凹槽701过盈配合安装。PVDF压电片3,4所在平面不平行。本发明的有益效果是:该夹具包括底座和测力单元,所述的测力单元由V型座、PVDF压电片和V型块构成,V型座上有两个V型座斜面和安装螺纹孔,V型块的左端面有两个V型块斜面,V型块的右端面是圆柱形面,测力时,圆柱形面与被支撑的工件表面接触。螺钉通过V型块中的沉头通孔与螺纹孔配合,将V型块与V型座连为一体,并压紧PVDF压电片。所述的底座上有与测力单元配合的凹槽和导线槽,导线槽用于引出PVDF压电片的导线。所述的测力单元与底座上的凹槽过盈配合安装。本发明多个夹具同时使用,根据每个夹具在空间的位置,以及所测量力的大小和方向,通过力的合成,唯一确定作用在工件上切削力的大小和方向,实用性好。下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。附图说明图1是本发明带测力功能的夹具的结构示意图。图2是图1的装配爆炸示意图。图3是图1另一方向的结构示意图。图4是图3的A-A剖视图。图中,1-测力单元,2-V型块,201,202-V型块斜面,203-沉头通孔,3,4-PVDF压电片,5-V型座,501,502-V型座斜面,503-螺纹孔,6-螺钉,7-底座,701-凹槽,702-导线槽。具体实施方式以下实施例参照图1~4。本发明带测力功能的夹具,OO为整个夹具的中心线,测力单元1和通过过盈配合安装在底座7中。测力单元1包括V型块2,其右端面为与被支撑的工件表面接触的圆柱形面,左端面为两个与PVDF压电片3,4配合接触的V型块斜面201,202。V型块2具有贯穿其的沉头通孔203。V型座5,其上有两个与PVDF压电片3,4配合接触的V型座斜面501,502和安装螺纹孔503。螺钉6通过V型块2中的沉头通孔203与螺纹孔503配合,通过连接V型块2和V型座5,压紧PVDF压电片3,4。为了使PVDF压电片3,4工作在线性范围内,需要施加一定预压值以消除非线性接触间隙,这一过程通过扭矩扳手拧紧螺钉6实现。底座7上有与测力单元1配合的凹槽701,以及用于引出PVDF压电片3,4导线的导线槽702。ll为与中心线OO垂直的面,PVDF压电片3与ll平面所成的夹角为a,PVDF压电片4与ll平面所成的夹角为b,夹角a和b大小可以不同,夹角a和b角度在30°到45°之间为宜。PVDF压电片3,4的所在平面不平行,它们通过V型块2和V型座5的约束作用在空间中呈现V型的位置关系。作用在圆柱形面上的接触力,通过V型块2传递到PVDF压电片3,4,PVDF压电片3,4受到的压力的大小与其输出电荷成正比,方向垂直于PVDF压电片3,4所在的平面。根据力的合成与分解,得到作用在圆柱形面上力的大小和方向。本发明还提供一种测力方法。提供若干个至少3个带测力功能的夹具;将多个带测力功能的夹具的圆柱形面与被支撑结构接触,接触面应存在一定接触压力,该夹具可以测量由切削力引起的接触力变化。根据每个带测力功能的夹具在空间的位置,以及所测量力的大小和方向,通过力的合成,可以唯一确定作用在工件上的切削力大小和方向。

权利要求:1.一种带测力功能的夹具,其特征在于:包括底座7和测力单元1,所述的测力单元1由V型座5、PVDF压电片3,4和V型块2构成,V型座5上有两个V型座斜面501,502和螺纹孔503,V型座斜面501,502与PVDF压电片3,4的一面配合安装;V型块2的左端面有两个V型块斜面201,202,V型块斜面201,202与PVDF压电片3,4的另一面配合安装,V型块2的右端面是圆柱形面,测力时,圆柱形面与被支撑的工件表面接触,V型块2上有贯穿的沉头通孔203;螺钉6通过V型块2中的沉头通孔203与V型座5上的螺纹孔503配合,将V型块2与V型座5连为一体,并压紧PVDF压电片3,4;所述的底座7上有与测力单元1配合的凹槽701和导线槽702,导线槽702用于引出PVDF压电片3,4的导线;所述的测力单元1与底座7上的凹槽701过盈配合安装;PVDF压电片3,4所在平面不平行。

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