1.3关键问题及原理分析
1.3.1 车削测力仪的结构与分析
压电式车削测力仪的结构种类较多, 其原理是利用石英晶体的压电效应, 当晶体受到机械应力作用时,其表面就产生电荷, 产生的电荷密度的大小与所施加的机械应力的大小成严格的线性关系 [2], 本测力仪主要采用 3种压电效应,即, 纵向效应、 横向效应、 以及剪切效应。刀杆式切削测力仪的结构模型见图 1 , 将刀头处的受力情况可分解成 3个方向不同的力。为了防止附加弯矩过大,对传感器产生不良影响, 所以,安装传感器的截面应尽量靠近刀尖。
图 1 测力仪的结构模型
切削力原理：切削过程中由工件作用在刀具上的切削抗力称为切削力。切削力直接决定着切削热的产生，并影响刀具磨损、破损、刀具耐用度、加工精度和已加工表面质量。在生产中，切削力又是计算切削功率，制定切削用量，监控切削状态，设计和使用机床、刀具、夹具的必要依据。因此，研究切削力的规律和计算方法，将有利于分析切削机理，并对生产实际有重要实用意义。 在刀具作用下，被切削层金属（切屑）和已加工表面层金属都要产生弹性变形和塑性变形，如图 1 所示。切削力的来源有两方面：一是切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形和塑性变形所产生的抗力，二是刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力Ffa 、Ffb 。本文来自优/文(论"文?网，毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324~9114找原文
图 2 所示为车削外圆时的切削力。为了便于测量、研究和计算，常将切削合力F 分解为三个互相垂直的分力：主切削力 Fc ，是切削合力在主运动方向的分力，与切削速度 Vc 方向一致，它是计算切削功率和设计机床的主要依据；背向力 Fp ，是切削合力F 在加工表面法向方向上的分力，车削外圆时 Fp 虽不做功，但会造成工件变形或引起振动，影响加工精度和已加工表面质量；进给力 Ff ，是切削合力F 在进给方向的分力，与进给方向相平行， Ff 作用在进给机构上，是设计进给机构或校核进给系统零件强度的依据。
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