叶片型面磨削过程中,通过在线实时检测磨削力信号,监控磨削工艺过程的实时状态,并调整磨削参数,实现磨削力的主动控制,对于提高叶片表面磨削质量,实现高效精密磨削具有重要意义。本文以磨削过程中高频动态磨削力的实时检测为研究课题,根据磨削力特性,研发出电阻应变式三维动态磨削力测量平台,实现对高频动态磨削力的实时检测,主要研究内容分为三部分。(1)分析磨削力信号的高频特性,制定三维动态磨削测量平台性能指标,针对应变式多维测力仪灵敏度与固有频率之间的矛盾以及维间耦合严重的问题,采用附加弹性元件法和相对独立且正交弹性元件法,设计了三维动态磨削力测量平台机械结构;通过数学计算与有限元仿真方法验证其关键性能指标,满足高频动态磨削力信号的检测要求;加工装配得到测量平台机械结构,并通过开展冲击响应法固有频率测试实验,验证其固有频率指标满足性能要求。(2)根据测量平台机械结构形式,进行电阻应变片的选型、布片粘贴和相应电桥电路的设计制作,根据测量平台输出信号的特点,设计了调理及采集硬件电路,完成了测量平台磨削力检测硬件系统的搭建;根据磨削力信号的分析处理要求,设计并编写了三维动态磨削力测量软件,实现了磨削力信号的采集、显示、存储和分析等功能。(3)对所研制三维动态磨削测量平台开展了静态标定实验,标定结果表明测量平台灵敏度较高,线性度、重复性好,迟滞小,静态性能指标满足三维动态磨削力信号的实时检测要求;通过开展与标准三维测力仪的磨削对比实验,验证了该测量平台对实际磨削力信号的检测精度;开展不同磨削参数的对比磨削实验,验证了该测量平台在实际磨削加工中对动态磨削力信号的检测效果,并总结出磨削参数对磨削力的影响关系;最后基于研制的磨削测力传感器开展优化磨削参数实验,检测每次磨削后,工件去除深度和表面粗糙度,总结出磨削力对磨削效率和磨削表面质量的影响关系,为后续叶片磨削参数的优化提供了参考依据。