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2021年车削加工切削力测量实验报告书附指导书 2021年车削加工切削力测量实验报告书附指导书 PAGE / NUMPAGES 2021年车削加工切削力测量实验报告书附指导书 车削加工切削力测量试验汇报书 学 号 姓 名 小 组 时 间 成 绩 上海大学 生产工程试验中心 -11 一．试验概述 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。对切削加工过程中切削力、 切削温度进行实时测量, 是研究切削机理基础试验手段和关键研究方法。经过对实测切削力、 进行分析处理, 能够推断切削过程中切削变形、 刀具磨损、 工件表面质量改变机理。在此基础上, 可深入为切削用量优化, 提升零件加工精度等提供试验数据支持。 经过本试验可使同学熟悉制造技术工程中基础试验技术和方法, 了解设计手册中设计参数来由, 在处理实际工程问题中能合理应用经验数据。 二．试验目与要求 掌握车削用量υc、 f、 ap, 对切削力及变形影响。 了解刀具角度对切削力及变形影响。 了解切削力测量方法基础原理、 了解所使用设备和仪器。 了解切削力经验公式推导基础方法, 掌握试验数据处理方法。 三．试验系统组成 试验系统由下列设备仪器组成 1、 微型数控车床KC0628S 2、 车床测力刀架系统（图1）, 包含 （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 USB数采器虚拟仪器 USB数采器 虚拟仪器 台式计算机 USB线 放大器微型车床 放大器 微型车床 测力刀架 测力刀架 图1 四、 试验数据统计与数据处理 1. 切削力测量统计表1 试验条件 工件材料 工件直径 刀 具 结构 材料 规格 前角 后角 副后角 主偏角 副偏角 刃倾角 外圆车刀 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Fc (N) 背向力Fp (N) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2. 请按指数规律拟合主切削力或背刀力和切削深度、 进给量关系, 建立切削力经验公式。 答: （请将数据处理过程写于此处） 附录: 车削加工切削力测量试验指导书 一. 试验概述 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。对切削加工过程中切削力、 切削温度进行实时测量, 是研究切削机理基础试验手段和关键研究方法。经过对实测切削力、 进行分析处理, 能够推断切削过程中切削变形、 刀具磨损、 工件表面质量改变机理。在此基础上, 可深入为切削用量优化, 提升零件加工精度等提供试验数据支持。 经过本试验可使同学熟悉制造技术工程中基础试验技术和方法, 了解设计手册中设计参数来由, 在处理实际工程问题中能合理应用经验数据。 二. 试验目与要求 掌握车削用量υc、 f、 ap, 对切削力及变形影响。 了解刀具角度对切削力及变形影响。 了解切削力测量方法基础原理、 了解所使用设备和仪器。 了解切削力经验公式推导基础方法, 掌握试验数据处理方法。 三. 试验系统组成 试验系统由下列设备仪器组成 1. 微型数控车床KC0628S 2. 车床测力刀架系统（图1）, 包含: （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 图1 试验系统 图1 试验系统 3.三向切削力传感器结构与工作原理 三向切削力传感器是一个以电阻式应变片为敏感元件力传感器。它含有八角扁环型结构（上下环）弹性元件。八角扁环是用整体钢材加工成八角状结构, 从而避免接触面间摩擦和螺钉夹紧影响。在八角状弹性元件合适位置粘贴电阻应变片作为敏感元件。弹性元件受力变形后, 造成电阻应变片变形, 引发电阻应变片电阻值改变, 见图2。其电阻改变率△R/R与应变△L/L有以下线性关系: △R/R=K0*△L/L=K0*ε 式中Ko为电阻应变片应变灵敏系数, 通常Ko=2.0~2.4; ε—八角状弹性元件应变。 因为应变片电阻电阻改变率△R/R是很小。故此需外接电阻应变仪, 将电阻应变片微小改变量放大, 进而转变成电流（电压）改变量, 形成电信号输出。在电阻应变仪输出端连接计算机数据处理仪, 对此信号进行实时采样, A/D转换、 形成数字数据流输出, 存放, 形成试验数据实时统计文档。 图2 三向切削力传感器示意图 四. 试验原理 1．切削力测量 车削工件时, 车刀安装在三向切削力传感