車削加工切削力測量實驗報告書(模版)

1、車削加工切削力測量實驗報告書實驗者姓名 實驗者學號 實驗小組 小組其它成員 課程名 制造技術根底 實驗室 生產(chǎn)工程實驗中心金屬切削實驗室實驗時間 車削加工切削力測量實驗 一實驗概述 切削過程中，會產(chǎn)生一系列物理現(xiàn)象，如切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等。對切削加工過程中的切削力、切削溫度進行實時測量，是研究切削機理的根本實驗手段和主要研究方法。通過對實測的切削力、進行分析處理，可以推斷切削過程中的切削變形、刀具磨損、工件外表質(zhì)量的變化機理。在此根底上，可進一步為切削用量優(yōu)化，提高零件加工精度等提供實驗數(shù)據(jù)支持。 通過本實驗可使同學熟悉制造技術工程中的根底實驗技術和方法，理解設計手冊

2、中的設計參數(shù)的來由，在處理實際工程問題中能合理應用經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 二實驗目的與要求 1. 掌握車削用量c、f、ap，對切削力及變形的影響。 2. 理解切削力測量方法的根本原理、了解所使用的設備和儀器。 3. 理解切削力經(jīng)驗公式推導的根本方法，掌握實驗數(shù)據(jù)處理方法。 三實驗系統(tǒng)組成 實驗系統(tǒng)由以下設備儀器組成 1、微型數(shù)控車床KC0628S2、車床測力刀架系統(tǒng)圖1，包括1車削測力刀架2動態(tài)應變儀3USB數(shù)據(jù)采集卡4臺式計算機USB數(shù)采器虛擬儀器臺式計算機 USB線放大器微型車床測力刀架圖1四實驗原理3向切削力傳感器結構與工作原理 3向切削力傳感器是一種以電阻式應變片為敏感元件的力傳感器。它具有八角扁

3、環(huán)型結構上下環(huán)的彈性元件。八角扁環(huán)是用整體鋼材加工成八角狀結構，從而防止接觸面間的摩擦和螺釘夾緊的影響。在八角狀彈性元件的適當位置粘貼電阻應變片作為敏感元件。彈性元件受力變形后，導致電阻應變片變形，引起電阻應變片的電阻值變化，見圖2。其電阻變化率R/R與應變L/L有如下的線性關系： 圖2 3向切削力傳感器示意圖 圖3 3向切削力傳感器原理圖R/R=K0*L/L=K0* 式中Ko為電阻應變片的應變靈敏系數(shù)，一般Ko； 八角狀彈性元件的應變。 由于應變片電阻的電阻變化率R/R是很小的。故此需外接電阻應變儀，將電阻應變片的微小變化量放大，進而轉變成電流電壓的變化量，形成電信號輸出。在電阻應變儀的輸出

4、端連接計算機數(shù)據(jù)處理儀，對此信號進行實時采樣，A/D轉換、形成數(shù)字數(shù)據(jù)流輸出，存儲，形成實驗數(shù)據(jù)的實時記錄文檔。五、實驗方法和步驟1. 測力裝置的安裝1拆下原機床上的回轉刀架。2裝上測力刀架，調(diào)節(jié)刀尖高度，使刀尖和機床中心等高。3連接測力刀架和放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡和臺式計算機。2. 檢查系統(tǒng)1啟動計算機、翻開測力刀架和運動控制器電源。2在計算機上運行LabView切削力虛擬儀器。在刀尖處加一水平力，觀察虛擬儀器顯示的切削力波形及其數(shù)據(jù)的變化。3數(shù)控車床上電，檢查操控面板、主軸、拖板運動等各項功能是否正常。3. 在數(shù)控操控面板上輸入外圓加工程序，在沒有工件的條件下試運行一次，確保程序、走刀軌

5、跡無誤。4. 用三爪卡盤和頂尖裝夾一根20×200左右的棒材，用較小的切削深度ap<和進給量光車外圓，消除棒材形狀誤差。5. 在控制面板上，設置主軸轉速、進給量、和切削深度，啟動外圓車削，記錄實驗條件和主切削力Fy、背刀力Fx。6.調(diào)節(jié)進給量和切削深度，重復上述至少記錄10組外圓車削時的主切削力、背刀力數(shù)據(jù)。7. 清理、復原系統(tǒng)六、實驗報告要求1. 將測量數(shù)據(jù)記錄在實驗報告內(nèi)，處理成曲線。2. 按指數(shù)規(guī)律擬合主切削力或背刀力和切削深度、進給量的關系，建立切削力的經(jīng)驗公式。一切削力測量記錄表實驗條件工件材料工件直徑刀具結構材料規(guī)格前角后角副后角主偏角副偏角刃傾角外圓車刀序號轉速(rpm)切削速度(m/min)切削深度(mm)進給量(mm/r)主