机械制造工程学实验报告-切削力

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1、制造科学与工程学院实验报告ExperimentReportSchoolofManufacturingScience&Engineering实验课程名称(ExperimentCourse)机械制造工程学实验项目名称(ExperimentItem)铳削加工切削力测量实验姓名曹林逸学号201214141(Name)(No.)2045系别(Department)机制豐13实验日期（Date）2015.5.14实验地点（Place）江安工程训练中心指导教师(Superior)夏老师成绩(Grade)一、实验步骤及过程

2、（ExperimentStepsandProcess）1.实验目的（1）了解多分量切削力测力系统的基本结构及其工作原理。（2）掌握KISTLER多分量切削力测力系统的基本操作方法。（3）通过实验得出的数据，分析切削三要素对切削力的影响。（4）分析实验数据，得出实验结论。2.实验原理KTSTLER多分量切削力测力系统：（1）切削力传感器具有高刚度，高固有频率，长寿命，大量程的特点；（2）电荷放大器将切削力传感器9257B产生的电荷信号转换成0-10V电压信号。该放大器具有非常宽的测量范围，非常低的零点漂移，以

3、及非常高的响应频率。（3）数据采集系统用于采集、显示切削力信号，具有强大的分析功能，数据采集系统采集通过USB电缆（或PCT）与电脑连接，单独配有切削力数据采集软件DynoWare,安装在电脑上对采集的数据进行实时动态显示及编辑。3・实验仪器（1）KISTLER多分量切削力测力系统1套（2）加工中心（TH6350或VL1060A）（3）150x130x50尺寸T6铝块1块、刀具及工量具等4.实验步骤（1）确定并记录待加工件、刀具和数控机床类型、工艺参数等工艺信息；工艺参数按照正交实验要求自行设定，经老师确认

4、后方可实验。（2）在加工中心上编写加工程序，加工中心数控系统为FAUCOiMD、应按照其编码规定编制数控加工程序；（3）安装刀具及对数控机床进行操作（对刀，校验加工程序等），将加工件与切削力传感器（Kistler9257B）安装连接，并按照规范将数据采集卡连接到计算机（注：为防止烧损电子元器件，请在连接前请关闭电脑电源，待确定连接无误后才能打开电脑）；（4）打开操作软件DynoWare,设定与之相匹配的参数，如下图所示（5）设定采样时间和采样频率，如下图所示（6）用自动运行模式完成待加工件的数控加工；（7

5、）记录上述操作及实时在线测量三个方向（X、Y、Z）的力值数据，并绘出相应的测试曲线，在老师指导下进行处理得到三个方向（X、Y、Z）的平均切削力值，填入表格；（8）重新改变切削工艺参数，修改数控程序，重新对待加工件进行数控加工；（9）记录上述操作及实时在线测量三个方向（X、Y、Z）的力值数据，并进行相应处理，将得到的平均切削力值填入表格。（10）进行数据分析：在机床特征和刀具几何参数确定的前提下，根据金屈切削原理，影响切削力的3个主要因素是切削深度曲、每齿进给量fx和主轴转速n。采用标准正交表L16（43）（

6、三因素四水平）设计铳削实验。1.测力仪采集到的三个方向的切削力均为平均切削力，切削和力为各个方向切削力均值的合力，计算公式为：2.极差分析：参加实验的因素取了几个水平，每一水平参加了几次实验，就会导致几个结果，把这些结果相加，就求出了每一因素各同一水平结果之和。本例中主轴转速有四个水平，各进行了四次实验，导致四个结果，把这四个结果相加，就得出各水平分别导致的结果Z和，如Knl=3.12+20.07+22.21+21.06=66.46为主轴转速在2000时切削力结果之和，然后将Knl等分别写到下表3相应位置。

7、极差是指一组数据中最大值和最小值之差，它是用来划分因素的重要程度的依据，极差越大说明该因素水平所引起实验结果的变化最大，根据极差大小，可以排出因素的主次顺序。经计算，3个主要因素切削深度如、每齿进给量fx和主轴转速对切削力的影响程度依次为：主轴转速、切削深度、每齿进给量。两边取对数，得：令则方程变为:3.经验公式：在机床特征和刀具儿何参数确定的前提下，根据切削原理，影响切削力的三个主要因素切削深度ap、每齿进给量fx和主轴转速n与切削力的关系可表示成：logF=logCF+bllogap+b2log£+63

8、logny=logF•b0=logCF♦x,=log—♦=log/,»x5=logwy=bO+blxA+b2x2+bix3曲线拟合的问题转化为根据实验数据确定多项式系数b0,bl,b2,b3的问题，采用最小二乘法确定冋归系数。见实验问答第二题。实验记录及数据处理(RecordsofExperimentandDataProcessing)1.表1•铳削正交实验因素水平表因数水平1234主轴转速n（r/min）150