《金屬切削原理與刀具》實驗.ppt

1、金屬切削原理與刀具 實 驗 指 導,河南科技學院機電學院 2011年9月,實驗一：車刀幾何角度測量 實驗二：切削力測定與分析 實驗三：刀具磨損及耐用度實驗,實 驗 項 目,一、實驗目的 熟悉車刀切削部分的構(gòu)造要素，根據(jù)車刀幾何角度的定義測量車刀的幾何角度。 了解車刀量角儀的結(jié)構(gòu)，學會使用車刀量角儀測量車刀幾何角度的方法。 二、實驗要求 加深理解刀具標注角度的參考系，各坐標平面的位置（靜態(tài)的）。 根據(jù)測量結(jié)果繪制車刀幾何角度圖。 進一步熟悉各剖面之間的角度關(guān)系。,實驗一：車刀幾何角度測量,三、實驗設備,實驗一：車刀幾何角度測量,車刀量角儀,車刀一套,四、實驗方法與步驟 校準車刀測角儀的原始位置

2、理解正交平面參考系各參考平面的位置 借助刀桿比劃出車刀上的相應角度 基面Pr內(nèi)角度的測量 正交平面Po內(nèi)角度的測量 切削平面Ps內(nèi)角度的測量 車刀角度測量視頻,實驗一：車刀幾何角度測量,五、繪制外圓車刀和切斷刀的工作圖 首先畫出車刀的正視圖 畫出車刀俯視圖 過車刀主刃上選定點畫出主剖面 過車刀副刀刃上選定點畫出副剖圖 畫出切削平面S向視圖 標注車刀主刀刃四個基本角度o、o、Kr、 s和副切削刃的基本角度Kr、o，標注刀桿尺寸及車刀主要技術(shù)要求等 此外，必要時應畫出局部放大圖,實驗一：車刀幾何角度測量,六、車刀幾何角度參考圖,實驗一：車刀幾何角度測量,外圓車刀幾何角度圖,實驗一：車刀幾何角度測量

3、,切斷刀幾何角度圖,實驗二：切削力測定與分析,一、實驗目的 了解SDC-CJ4F精密通用切削測力儀的組成、工作原理、調(diào)整及標定方法。 研究切削速度v、切削深度 ap和進給量對切削力的影響規(guī)律。 掌握單因素法測量切削力，了解正交實驗法。 通過對實驗數(shù)據(jù)的處理，建立主切削力（或軸向力）的經(jīng)驗公式： 同理，可建立進給力（軸向力）、背向力（徑向力）或切削扭矩的經(jīng)驗公式：,實驗二：切削力測定與分析,二、實驗儀器設備 車床（鉆床或銑床） 1臺 SDC-CJ4F精密通用切削測力儀(由應變式切削力傳感器、數(shù)據(jù)放大器、數(shù)據(jù)采集卡 、計算機等組成) 1臺 外圓車刀（或鉆頭、銑刀） 1把 試件（中碳鋼棒料或板料）

4、1件 卡尺 1把 雙對數(shù)坐標紙,實驗二：切削力測定與分析,三、實驗原理 電阻式測力儀的基本原理是通過電阻應變式傳感器將切削力的大小轉(zhuǎn)換成電壓的大小，然后再經(jīng)過標定換算成對應的切削力值。 切削時，切削力經(jīng)工件或刀具轉(zhuǎn)遞給測力儀的傳感器，從而使傳感器中的應變片發(fā)生變形，從而電阻值也隨之變化。,測力儀傳感器,實驗二：切削力測定與分析,電阻的變化通過傳感器中的電橋表現(xiàn)為電橋電壓的變化。但是由于電阻變化很小，所以傳感器輸出電壓的變化也很小，將輸出電信號接入經(jīng)動態(tài)應變放大器放大，并經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換、處理以后，可直接顯示切削力的數(shù)值。,測力儀總體構(gòu)成圖,車削力測試現(xiàn)場,實驗二：切削力測定與分析,四、實驗步

5、驟 （一）準備工作 安裝工件、刀具，連接測力儀，并記錄刀具幾何角度。熟悉機床的操縱手柄及操作方法，注意安全操作。 確定實驗條件 （二）切削實驗 用單因素法進行實驗，即在固定其它因素，只改變一個因素的條件下，測量出切削力，并將實驗條件和結(jié)果填入實驗報告表中。然后，按照教材中所述方法建立切削力的指數(shù)公式。,實驗二：切削力測定與分析,五、車削加工的切削力特征 （一）切削力的時域特征,切削力時域波形圖 （vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp，通道2是進給力Ff，通道3是主切削力Fz）,實驗二：切削力測定與分析,（二）切削力的頻域特征,切削力功率譜 （vc

6、=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp）,實驗二：切削力測定與分析,（三）切削分力對比,切削分力對比 （vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp）,實驗二：切削力測定與分析,六、實驗數(shù)據(jù)處理方法 實驗數(shù)據(jù)表 實驗數(shù)據(jù)處理方法 圖解法 最小二乘法,一、實驗目的 熟悉金屬切削刀具的常見磨損形式。 了解刀具的主要磨損原因。 初步掌握刀具耐用度方程的建立方法。 了解金屬切削刀具的常見磨損形式。 二、實驗要求 加深理解刀具磨損的主要形式，并對明顯的磨損原因進行簡單分析。 了解刀具的磨損過程，能根據(jù)實驗結(jié)果建立刀具耐用度

7、方程。,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,三、實驗設備 車床 1臺 YT15硬質(zhì)合金外圓車刀 數(shù)把 正火、調(diào)質(zhì)、淬火態(tài)45#鋼棒料 各1根 卡尺 1把 光學顯微鏡 1臺 高倍率體視顯微鏡或掃描電鏡 1臺,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,四、實驗步驟 準備工作 (1) 熟悉CA6140機床的操縱手柄及操作方法，注意安全操作。按照要求安裝工件和車刀，并對準工件中心高。 (2) 確定實驗條件。 切削實驗 (1) 測定相同實驗條件下切削不同工件材料的刀具耐用度。,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,(2) 固定和ap，依次改變c，進行切削，測定不同速度下的刀具耐用度，并畫出不同切削速度下的刀具磨損曲線

8、和在雙對數(shù)坐標下的c-T曲線，建立實驗條件下的刀具耐用度公式(泰勒公式)： (3) 進行不同c、ap下的切削實驗，定期觀察刀具的磨損形貌，辨別磨損形式、分析其磨損原因。 注：實驗結(jié)果的處理方法請參照教材和實驗二所述。,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,刀具耐用度方程建立方法,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,刀具耐用度快速實驗法 以VB為函數(shù)的磨損方程法,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,附：刀具耐用度快速實驗法 以VB為函數(shù)的磨損方程法,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,附：刀具耐用度快速實驗法 以VB為函數(shù)的磨損方程法,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,附：刀具耐用度快速實驗法 以VB為函數(shù)的磨損方程法,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,刀具耐用度的其他快速實驗法,四、常見的刀具失效形式 常見磨損形式,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,刀具的磨損形式,實驗三：刀具磨損及刀具耐用度實驗,后刀面