石英预制棒深孔加工测力夹具设计及实验研究

在熊猫保偏光纤生产中，石英预制棒的深孔加工质量至关重要，但其硬脆特性导致加工时刀具易过度磨损，工件易断裂。考虑到预制棒安装结构的特殊性以及切削力与刀具磨损状态之间的密切关系，设计并实现了一种石英预制棒深孔加工力在线测量系统。该系统利用钻孔过程中以轴向力为主导的特点，提出了基于双导轨设计屏蔽倾覆力矩和其他方向力的方法，利用单向压电测力传感器实现了低成本实时的切削力测量。为了验证系统的有效性，进行了多组实验，使用不同磨损状态的刀具进行石英预制棒深孔加工，并分析了切削力随刀具磨损状态加剧而呈现的变化趋势。实验结果表明，在使用直径为12.8 mm的刀具对熊猫保偏光纤预制棒进行加工过程中，当切削力在150 N附近时，纤芯容易发生断裂。