实验二-车削加工切削力测量实验报告书110

1、实验二-车削加工切削力测量实 验报告书（附指导书）110车削加工切削力测量实验报告书学号 13120110姓名傅亥杰小组11时间2015年12月17日成绩上海大学 生产工程实验中心2015-11一实验概述切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削 变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。 对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时 测量，是研究切削机理的基本实验手段和主要研 究方法。通过对实测的切削力、进行分析处理， 可以推断切削过程中的切削变形、 刀具磨损、工 件表面质量的变化机理。在此基础上，可进一步 为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验 数据支持。通过本实验可使同学熟悉制造技术工

2、程中的 基础实验技术和方法，理解设计手册中的设计参 数的来由，在处理实际工程问题中能合理应用经 验数据。二实验目的与要求1. 掌握车削用量U f、ap,对切削力及变形的影 响。2. 了解刀具角度对切削力及变形的影响。3. 理解切削力测量方法的基本原理、了解所使用 的设备和仪器。4. 理解切削力经验公式推导的基本方法，掌握实 验数据处理方法。三实验系统组成实验系统由下列设备仪器组成1、微型数控车床KC0628S2、车床测力刀架系统(图1),包括(1) 车削测力刀架(2) 动态应变仪(3) USB数据采集卡(4) 台式计算机i台式计算机虚以USB数USB线!微型车床4"1U>放大器

3、!测力->四、实验数据记录与数据处理1.切削力测量记录表1实 验 条 件工件材 料铝工件直径30刀具、结构材料规格、八刖 角0后 角0副 后 角0偏角r副 偏 角r刃 倾 角s外圆 车刀硬质 合金序号转速(rpm)切削 速度(m/min)切削 深度(mm )进给量(mm/r)主切 削力Fz(N)背向力Fx(N)110000.20.017.634.82210000.20.0158.615.23310000.20.029.445.67410000.20.0259.615.76510000.40.0110.555.85610000.40.01511.065.98710000.40.0212.3

4、66.44810000.40.02513.126.72910111213141516主切削力背向力主切削力背向力切削深度0.2切削深度0.43.9761535.104244 9.4623696.6095495.294295 9.6619524.210226 6.9292965.375688 9.8299204.434858 7.2338625.409004 9.9693904.523697 7.3840835.443481 10.0590464.625223 7.5191015.545985 10.0682384.653649 7.5385505.613217 10.2638004.68038

5、0 7.5890625.621966 10.1759074.789547 7.6640285.631707 10.3132854.806381 7.6511445.636297 10.3277704.788569 7.6336855.733246 10.3846004.813501 7.6609105.717103 10.4899724.801830 7.7029075.686838 10.4577824.747560 7.6386915.659846 10.3839644.811349 7.7058615.731133 10.4596694.901061 7.7853215.779314 1

6、0.4330184.860482 7.6924025.778206 10.5091144.899588 7.83289885.817272 10.5661294.928040 7.8476095.895627 10.571340整理采集点并运用MATLAB对数据处理如下:2请按指数规律拟合主切削力或背刀力和切削深度、进给量的关系，建立切削 力的经验公式。答：对已有数据运用最小二乘法进行拟合，得出主（背）切削力关于进给量的 双对数y=ax+b曲线及参数，其中1、2为主切削力，3、4为背向力：k1=0.4654 b仁3.4671 k2=0.2234 b2=2.5543 k3=0.4354 b3=3

7、.6742 k4=0.2853 b4=3.6897对已有数据运用最小二乘法进行拟合 （由于只有两个数据，故直接取直线求解）， 得出主（背）切削力关于切削深度的双对数 y=ax+b的参数，其中1、2为主切 削力，3、4为背向力：k1=0.4467k2=0.3488k3=0.5689k4=0.5030b仁0.9579b2=0.9368b3=1.3532b4=1.3785经上述数据可以计算得，其中1为主切削力，2为背向力:Xfci =0.3443Yfc1 =0.3865Xfc2=0.3654Yfc2 =0.5440Cap1=1.6002Cap2=1.0653Cf 1=2.5620Cf 2=3.5350Cfciy= Cfi/ apo xfci=Cfz2y= Capi/ f0 YFci=1.6002/0.01A0.3865=8.7201Cfcy= (Cfc1y+ Cfc2y) /2=(4.3210+8.7201)/2=6.5012Fcy= Cfcy*ap a XFc1 *f a YFc1=6.5012*ap0.3443*f 0.3865Cfc1x= Cf2/ ap0 XFc2Cfz2x= Cap2/ f0 YFc2Cfcy= (Cfc1y+ Cfc2x) /2=(6.1463+11.3452)/2=8.7435所以：Fcx= Cfcx*a p