切削力测量实验报告.doc

专业班级 姓名学号
专业班级 姓名学号
实验日期 实验地点40号楼一楼实验室成绩
实验名称切削力测量实验
实验目得
本次切削力测量实验得目得在于巩固与深化《机械制造技术基础》课堂所学得有关切削力得理论知识,正确认识切削力直接影响切削热、刀具磨损与使用寿命、加工精度与已加工表面质量等问题。因此,研究切削力得规律,对于分析切削过程与生产实际就是十分重要得。
本次实验在实验老师得指导下,达到如下实验目得:
1、了解三向切削力实验得原理与方法;
2、进行切削力单因素实验,了解背吃刀量、进给量与切削速度三大切削用量对切削力得影响规律,获得三向切削力实验公式;
3、了解在计算机辅助下得、利用三向测力仪进行切削力实验得软、硬件系统构成,以及三向切削测力仪标定得原理与方法。
实验基本原理
切削力就是机械切削加工中得一个关键因素,它直接影响着机床、夹具等工艺装备得工作状态(功率、变形、振动等),影响着工件得加工精度、生产效率与生产成本等。
切削力得来源有两个:一就是切削层金属、切屑与工件表层金属得弹塑性变形所产生得抗力;二就是刀具与切屑、工件表面间得摩擦阻力。
影响切削力得因素很多,工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具磨损状况、切削液得种类与性能、刀具材料等都对切削力有较大得影响。
实验基本步骤
1、实验指导教师讲解实验得目得与要求;强调实验得纪律、进行安全教育。
2、车床及工件得准备:将圆钢棒材(工件)安装在车床上,利用三爪卡盘与活动顶尖将棒材装夹到位;安装车刀,注意刀尖对准车床得中心高,然后启动车床将工件外圆表面加工平整;
3、DJCL1型三向切削力实验系统得准备:
1)启动切削力实验程序,在“输入实验编号”栏目内,输入年级、专业、班级、组号、实验次数与主题词等,并点击“确定”;
2)点击“零位调整”软按钮,调出零位调整界面,进行三向零位调整;
3) 点击“切削力实验方式向导”软按钮,调出切削力实验方式向导界面,进行实验方式选择:选择切削力单因素实验;
4、进行不改变进给量及切削速度,只改变背吃刀量单因素切削力实验;
5、进行不改变进给量及背吃刀量,只改变切削速度单因素切削力实验;
6、进行不改变背吃刀量及切削速度,只改变进给量单因素切削力实验;
7、建立单因素切削力实验综合公式,并输出实验报告。
原始记录
1、车床型号 C6240
2、工件参数 工件参数见表1
表1 实验工件参数
工件材料
热处理状况
工件形状
工件夹持方式
工件基本直径(mm)
工件基本
长度(mm)
45
正火
棒状
卡盘
78
200
3、测力传感器型号 dj04b917
4、刀具参数:刀具(刀片)材料 YT15
5、刀具几何参数刀具几何参数见表2
表2 单因素切削力实验刀具几何参数
单位:度
刀具主前角
刀具主后角
刀具副后角
刀具主偏角
刀具副偏角
刀具刃倾角
15
8
8
75
5
4
6、实验结果:
单因素实验图
改变背吃刀量、改变进给量与改变切削速度得切削力实验图见图1、图2与图3。
3000

2500

2000

1500

1000

500

0
(N)

三
向
切
削
力
0 0、5 1 1、5 2 2、5 3
图1 改变背吃刀量切削力实验图
图例(下同)
切向力

轴向力

径向力

(N)

三
向
切
削
力
3000

2500

2000

1500

1000

500

0
0 0、1 0、2 0、3 0、4
图2 改变进给量切削力实验图
(N)

三
向
切
削
力
3000

2500

2000

1500

1000

500

0
0 50 100 150 200 250
图3 改变切削速度切削力实验图

实验数据处理及结果分析
切削用量对切削力得影响很复杂。
加大背吃刀量与进给量都会使切削力增大,但两者得影响程度不同。背吃刀量加大时,切削力成正比例增大,但进给量加大时,切削力不成正比例增大(略小),所以,在切削加工中,如从切削力与切削功率角度考虑,加大进给量比加大背吃刀量有利。
相比于背吃刀量与进给量,切削速度对切削力得影响较小,但更复杂。切削铸铁等脆性材料时,因金属得塑性变形很小,切屑与前刀面得摩擦也很小,所以切削速度对切削力得影响不大;切削塑性材料时,当切削速度>27m/min时,积屑瘤消失,切削力一般随切削速度得增大而减小;当切削速度<27m/min时,切削力就是受积屑瘤影响而变化得。当切削速度=5m/min时,积屑瘤开始出现,随着切削速度得提高,积屑瘤逐渐增大,刀具得实际前角增大,故切削力逐渐减小;约在切削速度=17m/min时,积屑瘤最大,切削力最小;当切削速度超过17m/min时,积屑瘤逐渐减小,故切削力逐渐加大。
思考题及实验总结
1、影响切削力得因素有哪些？
答:
2、分析背吃刀量、进给量与切削速度与切削力得关系。
答:
实验总结:
本组学生在实验前按照实验指导书得要求,认真进行了实验预习,并理解了切削力测量实验得要点;在实验中认真听取指导教师得讲解,积极思考并记录指导教师所讲得实验关键要点;在实际切削力测量实验过程中,严格执行操作规程,很好地完成了实验。
通过该实验,使我们将课堂所学得理论知识更加实际化,达到了理论与实际相结合得实验目得,不仅使我们对切削用量三要素对切削力得影响情况有了最直接得了解,而且使我们掌握了DJCL1型三向切削力实验系统测量切削力得使用方法,达到了实验得效果。
教师评语