机械工程学报

作者：赵友, 赵玉龙, 郭鑫良, 王建军, 蔡永康, 陈兆翔, 郭振飞

单位：1. 西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室 西安 710054;2. 陕西省计量科学研究院 西安 710199

关键词：智能夹具,夹持力传感器,在线,动态检测；

基金：陕西省重点研发计划资助项目(2022JBGS3-10)。

在精密机械加工过程中，零件受机床夹具夹持的稳定性与可靠性直接影响零件加工的表面质量和尺寸精度。为在线测量机械加工过程中零件所受夹持力的大小及其动态变化情况，提出一种基于压阻式测力芯片的内嵌式智能夹具夹持力传感器设计与制造方法。该智能夹具内部封装有夹持力传感器，夹持力传感器以智能夹具的拉杆作为弹性敏感元件，压阻式测力芯片粘贴在拉杆上检测拉杆受到的拉力，并根据智能夹具内部结构关系将拉力转换为夹持力。通过理论计算和有限元仿真方法，对拉杆强度、传感器固有频率、夹持力与拉杆拉力之间的换算关系进行了分析。加工制造智能夹具零部件，并通过内嵌式封装的方法实现夹持力传感器与夹具的集成封装。通过静态和动态性能测试研究了传感器的综合性能技术指标。所研制的夹持力传感器的直线度为-0.31%FS、滞后为0.39%FS、重复性为0.18%FS，安装固有频率为154 Hz，对应可用的最高机床主轴转速为6 930 r/min。所研制的智能夹具夹持力传感器具有良好的静态和动态特性，能够满足精密加工过程中零件夹持力的在线与动态检测应用需求。

来源：2026年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

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