金属切削原理与刀具实验指导

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1、八■<1-刖B1实验一切削力的测量及经验公式的建立2实验二车刀几何角度的测量和刀具的选择10实验是《金属切削原理与刀具》课程中重要的实践教学环节，用于巩固和补充课堂讲授的理论知识，培养学生的综合实践能力。为了搞好实验教学，对学生实验做出如下要求：一、预习实验在上实验课前，必须认真预习实验指导书，了解实验目的、实验用仪器设备的结构及工作原理、实验操作步骤，复习与实验有关的理论知识。二、上实验课1.按时上、下课，不得迟到、早退或旷课。2.上课吋遵守学生实验守则，按使用方法照章严格操作，严禁违章操作，并注意安全。3.上课吋要注意观察，认真分析，准确地记录实验原始数据。4.实验结束后要及时

2、关掉电源，并对所用仪器设备进行整理，恢复到原始状态。5.经指导老师允许后方可离开。三、撰写实验报告1.实验报告应独立完成，不得抄袭他人成果。2.实验报告书写要工整。按照《金展切削原理与刀具》课程教学大纲的耍求，编写了此实验指导书。实验成绩应根据实验预习、实验操作及实验报告综合评定。完成全部实验方能取得参加期末课程考试的资格。实验一切削力的测量及经验公式的建立—、实验目的1、了解切削测力仪的工作原理、测力方法和实验系统。2、学握车削过程中背吃刀量如、进给量/和切削速度％对切削力的影响规律。3、通过实验数据的处理，建立切削力的经验公式。二、实验设备和器具1、设备：普通车床CA6140A

3、o2、仪器：切削测力仪。3、工具：駛质合金车刀、游标卡尺、坐标纸。4、试件：铝棒料三、实验及标定原理三向切削力的检测原理是使用三向车削测力传感器检测三向应变，三向应变作为模拟信号，输出到切削力实验仪器内进行高倍率放大，再经A/D板又一次放大之后，转换为数字量送入计算机。测力系统首先应该通过三向电标定以确定各通道的增益倍数，然后再通过机械标定确定测力传感器某一方向加载力值与三个测力方向响应的线性关系。经过这两次标定，形成一个稳定的检测系统之后，才能进行切削力实验。测量切削力的主要工具是测力仪。测力仪的种类很多，例如机械测力仪、油压测力仪和电测力仪。机械和油压测力仪比较稳定、耐用；而电

4、测力仪的测量精度和灵敏度较高。电测力仪根据其使用的传感器不同，又可分为电容式、电感式、压电式、电阻式和电磁式等。目前电阻式和压电式用得最多。电阻式测力仪的工作原理：在测力仪的弹性元件上粘贴具有一定电阻值的电肌应变片，然后将电阻应变片联接电桥。设电桥各臂的电阻分别是&、R2、尺3和心如果RJRfRV则电桥平衡，2、4两点间的电位差为零，即应变电压输岀为零。在切削力的作用下，电阻应变片随着弹性元件发生弹性变形，从而改变它们的电阻。如图1」所示，电阻应变片用和心在弹性张力作用下，其长度增大、截面积缩小，电阻增大；电阻应变片心和心在弹性压力作用下，其长度缩短、截面积增大，电阻减小，这导致电

5、桥的平衡条件受到破坏，2、4两点间产生电位差，输出应变电压。通过高精度线性放大区将输出电压放大，并显示和记录下来。输出应变电压与切削力的人小成正比，经过标定，可得到输出应变电压和切削力Z间的线性关系曲线（即标定曲线）。测力时，只要知道输出应变电压，便能从标定曲线上查出切削力的数值。

6、互响应关系，在测力过程中，通过计算消除了各向之间的相互干扰，因而可获得较高的准确度。标定切削力实验系统的目的有两个：一是求出某向输出（数字）与该向载荷（测力环所施加的力值）Z间的响应系数；二是求出该向载荷对另外两向Z间的影响系数，从而通过计算來消除向间影响而获得实际的三向力。若代、Fy、Fz力同时作用于测力传感器，设三向分力方向的输出分别为2、Dy、Dz。由于各向分力间存在相互干扰，因此，输出Dx、Dy、Dz与Fx、Fy、Fz力之间存在如下关系:，叫F、=Dj（i和j—x^y、z方向）（1.1）ij=x,y,z式中®表示D对Fi的相关系数。解析方程1.1,相对三向输入与输出，在已知

7、Dx、Q、Dz的条件下，可求出三个给定方向的排除了向间干扰的力值人、心、Fzo四、实验方法1、准备工作（1）安装工件、测力仪，注意刀尖对准车床中心高。（2）用三根软管导线将测力仪和数显箱连接起來（注意X-X、Y-Y、Z-Z相联，不可接错），接通电源。（3）熟悉机床操作手柄及操作方法，注意安全事项。（4）熟悉数显箱的使用和读数，并将读数调零。（5）确定实验条件。2、切削实验步骤概述本实验所采用的实验方法是单因素法。在实验之前己经对测力系统进行了三通道增益标定、机械标定。