x為金剛石車刀與T形杠桿式刀架的整體在Fex的作用下的運動部分的 質屯、，Lg為金剛石車刀的刀尖到Tcx點的Y向距離，U為Ox到Tcx點的Y向距離，Zsx(t)是壓力傳 感器一或二在Fex的作用下的變形量，Zsl(t)和Zs2(t)分別是壓力傳感器一和二在Fex和Fcy的 合力下的總變形量，壓力傳感器一和二所受的預緊力均為nF'pre，n為一個系數(shù)，當切削力測 量系統(tǒng)受到X向切削力真值的作用時，金剛石車刀和T形刀座組成的整體會繞Tex點擺動；
[0041] X向切削力測量的動力學模型為：
[0043]其中:M'x為阻尼力扭矩，M" X為慣性力扭矩；
[0046] 壓力傳感器一或壓力傳感器二對應于X向切削力的測量值Fsx為：
[0047] Fsx = ksZsx(t) (8)
[004引同理，忽略阻尼，則Fcx的表達式為：
[(K)加]考慮到； (10)
[0化2]貝ijFcx的表達式為：
[0054]其中慣性力F" X為：
[0056] -種快速刀具伺服車削的=向切削力測量裝置，底座安裝在機床的溜板上，基體 W底座后方的凸起部分為定位面安裝在底座上，電容位移傳感器固定架安裝在底座上，電 容位移傳感器固定安裝在電容位移傳感器固定架上，Z向預緊塊通過Z向直板型柔性較鏈與 基體連為一體，移動平臺通過Z向直圓型柔性較鏈與基體連為一體，壓電疊堆預緊螺釘通過 推動Z向預緊塊將Z向壓電疊堆預緊在Z向預緊塊與移動平臺之間，金剛石車刀緊定螺釘將 金剛石車刀安裝在T形杠桿式刀架上，壓力傳感器一、壓力傳感器二、壓力傳感器=安裝在 移動平臺和T形杠桿式刀架之間。
[0057] 本發(fā)明所述T形杠桿式刀架的結構是:T形刀座上具有定位金剛石車刀的塊體，單 向直圓型柔性較鏈一與單向直圓型柔性較鏈二垂直布置，單向直圓型柔性較鏈一通過轉臺 一與單向直圓型柔性較鏈二連為一體，T形刀座分別通過單向直圓型柔性較鏈一、轉臺一、 單向直圓型柔性較鏈二、Y向運動塊、Y向直板型柔性較鏈與T形杠桿式刀架底座連為一體， 轉臺二通過單向直圓型柔性較鏈=與T形刀座的前端連為一體，轉臺=通過單向直圓型柔 性較鏈四與T形刀座的前端連為一體，轉臺四通過雙向直圓型柔性較鏈與T形刀座的后端連 為一體，轉臺二、轉臺=與轉臺四呈等腰=角形分布，其中轉臺四位于該等腰=角形的頂 點。
[0058] 本發(fā)明T形杠桿式刀架底座W移動平臺前端突出部分的上表面為定位面安裝在移 動平臺上，Z向壓電疊堆通過驅動移動平臺，帶動T形杠桿式刀架、金剛石車刀及=個壓力傳 感器一起做Z向往復運動，金剛石車刀緊定螺釘貫穿金剛石車刀和T形杠桿式刀架且連接于 移動平臺上，金剛石車刀緊定螺釘一方面將金剛石車刀固定在T形杠桿式刀架上，一方面起 到預緊壓力傳感器一、壓力傳感器二、壓力傳感器=的作用，W提高=向切削力測量的準確 性，轉臺二、轉臺=與轉臺四用于分別壓緊壓力傳感器一、壓力傳感器二和壓力傳感器=， 壓力傳感器一、壓力傳感器二和壓力傳感器=成等腰=角形分布，壓力傳感器一和壓力傳 感器二分別位于該等腰=角形的底邊上的兩端，壓力傳感器=位于該等腰=角形的頂點， 金剛石車刀緊定螺釘位于該等腰=角形的底邊上的中線上，金剛石車刀的刀尖距離壓力傳 感器一和壓力傳感器二的X向距離相等，且在Y向投影到等腰=角形底邊的中點。
[0059] 本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果:本發(fā)明采用=個壓力傳感器的等腰=角形布置形式， 通過建立動力學模型，求得了 XYZS向切削力真值與實測值的表達式，在快速刀具伺服裝置 中集成了切削力測量系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了 S向切削力的測量;S個壓力傳感器均為Y向布置， 而壓電疊堆為Z向布置，壓力傳感器的測量方向與壓電疊堆的驅動方向相互垂直，所W切削 力的測量不受壓電疊堆驅動力的影響;為W后的快速刀具伺服系統(tǒng)的基于S向切削力的主 動控制打下基礎。
【附圖說明】
[0060] 圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
[0061] 圖2是本發(fā)明的剖視圖；
[0062] 圖3是本發(fā)明的俯視圖；
[0063] 圖4是本發(fā)明的正視圖；
[0064] 圖5是本發(fā)明的切削力測量系統(tǒng)的示意圖；
[0065] 圖6是Z向切削力真值Fu作用于切削力測量系統(tǒng)時的運動部分示意圖；
[0066] 圖7是Y向切削力真值Fw作用于切削力測量系統(tǒng)時的運動部分示意圖；
[0067] 圖8是X向切削力真值Fex作用于切削力測量系統(tǒng)時的運動部分示意圖；
[0068] 圖9是本發(fā)明基體的示意圖；
[0069] 圖10是本發(fā)明基體的俯視圖；
[0070] 圖11是本發(fā)明T形杠桿式刀架示意圖；
[0071 ]圖12是本發(fā)明T形杠桿式刀架左視圖；
[0072] 圖13是本發(fā)明T形杠桿式刀架正視圖；
[0073] 圖14是本發(fā)明T形杠桿式刀架俯視圖；
[0074] 圖15是本發(fā)明底座的示意圖；
[0075] 圖16是切削力測量系統(tǒng)測量Z向切削力時的動力學模型；
[0076] 圖17是切削力測量系統(tǒng)測量Y向切削力時的動力學模型的X向視圖；
[0077] 圖18是切削力測量系統(tǒng)測量Y向切削力時的動力學模型的Z向視圖；
[0078] 圖19是切削力測量系統(tǒng)測量X向切削力時的動力學模型。
【具體實施方式】
[00巧]請參閱圖1-19所示。
[0080] -種快速刀具伺服車削的S向切削力測量方法，其實施步驟如下：
[0081 ] (1)將壓力傳感器一11、壓力傳感器二13和壓力傳感器=14沿Y向立著安裝在快速 刀具伺服機構的微動平臺302上，其中壓力傳感器一 11和壓力傳感器二13安裝在前端，壓力 傳感器=14安裝在微動平臺302的內部，壓力傳感器一 11、壓力傳感器二13和壓力傳感器= 14成等腰=角形分布，壓力傳感器一 11和壓力傳感器二13位于該等腰=角形的底邊上，壓 力傳感器=14位于頂點；
[0082] (2)用T形杠桿式刀架10壓緊壓力傳感器一 11、壓力傳感器二13和壓力傳感器= 14,金剛石車刀9安裝在T形杠桿式刀架10上，并與T形杠桿式刀架10緊密結合在一起。壓力 傳感器一 11、壓力傳感器13、壓力傳感器=14、T形杠桿式刀架10、金剛石車刀9和微動平臺 302共同組成快速刀具伺服機構的切削力測量系統(tǒng)；
[0083] (3)將具有切削力測量系統(tǒng)的快速刀具伺服裝置安裝在車床的溜板上，車床主軸 帶動工件作旋轉運動，快速刀具伺服裝置驅動金剛石車刀9對工件進行往復切削，從而在金 剛石車刀9上產生切削力Fe,其分力為Z向切削力真值Fcz、Y向切削力真值Fcy、X向切削力真值 Fcx ；
[0084] (4)金剛石車刀9和T形杠桿式刀架10的整體將在分力Fu的作用下繞Tu點振動，經 過動力學分析，可求得Z向切削力測量值與Z向切削力真值Fcz的關系，其中Z向切削力測量值 由壓力傳感器=14給出；
[0085] (5)金剛石車刀9和T形杠桿式刀架10的整體將在分力Fey的作用下繞Tey點振動，經 過動力學分析，可求得Y向切削力測量值與Y向切削力真值Fcy的關系，其中Y向切削力測量值 由壓力傳感器一 11和壓力傳感器二13給出；
[0086] (6)金剛石車刀9和T形杠桿式刀架10的整體將在分力Fex的作用下繞Tex點振動，經 過動力學分析，采用差動算法，可求得X向切削力測量值與X向切削力真值Fcx的關系，其中X 向切削力測量值由壓力傳感器一 11和壓力傳感器二13給出。
[0087] 測量Z向切削力真值的動力學模型：
[0088] 圖16為測量Z向切削力真值的動力學模型，設:Fcz為Z向切削力真值，F(xiàn)cy為Y向切削 力真值，F(xiàn)s3為壓力傳感器立14的巧慢值，F(xiàn)p為Z向壓電疊堆6的驅動力，M功金剛石車刀9與T 形杠桿式刀架10的整體在Fcz的作用下的運動質量，Ms為壓力傳感器的運動質量，Zsz(t)是壓 力傳感器S14在Fez作用下的壓縮量，Cl是金剛石車刀緊定螺釘8的螺栓連接阻尼，Cs是壓力 傳感器的阻尼，F(xiàn)pre和F'pre是金剛石車刀緊定螺釘8的預緊力，kl為金剛石車刀緊定螺釘8的 螺栓連接剛度，kB為柔性轉臺的扭轉剛度，ks為壓力傳感器的剛度，Tu點為金剛石車刀9與T 形杠桿式刀架10的整體在Fcz的作用下的扭轉點，位于單向直圓型柔性較鏈一 1009、單向直 圓型柔性較鏈=1010和單向直圓型柔性較鏈四1006的扭轉處，Tcy點為金剛石車刀9與T形杠 桿式刀架10的整體在Fcy的作用下的扭轉點，位于雙向直圓型柔性較鏈1008的扭轉處，Oz點 為金剛石車刀9與T形杠桿式刀架10的整體在Fcz的作用下的運動部分的質屯、，La為Oz點到Tcy 點的Z向距離，Lb為Oz點到Tcz點的Z向距離，Lc為金剛石車刀9的刀尖到Tcy點或Tcz點的Y向距 離。如圖6所示，當切削力測量系統(tǒng)受到Z向切削力真值的作用時，金剛石車刀9與T形杠桿式 刀架10的整體會繞Tcz點擺動。因為金剛石車刀緊定螺釘8距離Tcy點和Tcz點的距離相等，所 W壓力傳感器S14所受的預緊力為l/2FVe。則測量Z向切削力所需的動力學方程為：
[0090]其中:M'z為阻尼力扭矩，M"z為慣性力扭矩。
[0093] 壓力傳感器S14的測量