不同切削参数下数控机床的机械与伺服电机特性参数测试.docx

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1、课程设计课程设计名称：不同切削参数下数控机床的机械及伺服电机特性参数测试专业综合实验Ⅰ任务书实验名称：不同切削参数下数控机床的机械及伺服电机特性参数测试1、实验目的要求学生通过本实验能够综合应用《电工学》、《机械制造技术基础》、《公差配合与技术测量》、《控制工程基础》、《数控技术》等专业知识，通过对零件加工过程参数的不同设置，检测其机械、电气参数，分析零件加工过程中影响产品质量的各种因素，具体要求如下：1>掌握数控机床的机械-电气结构特点，理解数控机床的伺服控制回路及相应的控制、检测设备；2>掌握数控编程技术，理解切削参数与数控机

2、床各坐标轴的进给速度、主轴转速、伺服电机转速及功率之间的转换关系；3>理解三相电机电磁参数功率测试仪的工作原理，掌握其使用方法；4>理解电磁参数功率测试仪所测得的电压、电流、功率及功率因素等随切削参数变化而变化的原理，进而理解切削参数变化对机床能耗的影响，并掌握机床切削能耗的计算方法。2、实验容以高速铣床为实验对象，首先测量机床各坐标轴丝杠的直径及长度，并弄清楚丝杠的材料；然后以奥-贝球墨铸铁圆台为工件材料，对工件进行圆周铣削，设定相应的切削参数，并用三相功率测试仪分别对机床各坐标轴伺服电机的电压、电流、功率、功率因素进行测试，进

3、而计算出各伺服电机的有功功率、无功功率、视在功率、电压与电流的相位角、有效能耗、无效能耗、总能耗等特征参数，且要求每一组同学针对不同切削参数下的机械与电磁参数测量3次。3、实验分组机床所测坐标轴分组高速铣床X轴1-4号Y轴5-8号Z轴9-12号电主轴13-16号高速凸轮轴磨床X轴17-20号Y轴21-24号Z轴25-28号电主轴29-33号4、任务要求1）要求实验原理图1份（A3）；2）正确、完整的实验过程述说及完整的实验数据、实验实物接线图；3）根据实验目标要求，推导每一个目标参数的计算公式；4）每位同学需提交1份不少于20页的

4、包含实验原理、实验方法、数控程序、实验数据检测及实验分析与结论的说明书一份。5、实验原始测试数据记录表被测数控机床坐标轴滚珠丝杠参数备注（被测对象）材料密度半径r（mm）长度L（mm）X轴丝杠（）Y轴丝杠（）切削参数Z轴丝杠（）进给速度v(m/s)主轴转速n（r/min）切削深度dp（mm）机床主轴（）加工时间t1空程时间t2总时间t3表面粗糙度Ra三相电参数测定abc电压UX轴电机（）电流IY轴电机（）有功功率PZ轴电机（）功率因素主轴电机（）6、实验目标参数项目名称计算结果备注（被测对象）转动惯量JX轴丝杠（）质量mY轴丝杠（

5、）体积VZ轴丝杠（）丝杠驱动力矩M机床主轴（）电机输出力矩T无功功率Q视在功率S有效能耗E1无效能耗E2总能耗E3相位角切削力F表面粗糙度Ra指导老师（签名）学生（签名）目录1、实验目的2、原理（实验方法）3、实验装置（仪器设备）4、实验步骤5、注意事项6、实验容7、实验分组8、任务要求9、数控铣床实验操作过程10、数控程序11、实验原始测试数据记录表12、实验目标参数13、数据分析计算14、实验结论15、思考题（分析与讨论题）16、实验心得17、参考文献不同切削参数下数控机床的机械及伺服电机特性参数测试1、实验目的要求学生通过本

6、实验能够综合应用《电工学》、《机械制造技术基础》、《公差配合与技术测量》、《控制工程基础》、《数控技术》等专业知识，通过对零件加工过程参数的不同设置，检测其机械、电气参数，分析零件加工过程中影响产品质量的各种因素，具体要求如下：1>掌握数控机床的机械-电气结构特点，理解数控机床的伺服控制回路及相应的控制、检测设备；2>掌握数控编程技术，理解切削参数与数控机床各坐标轴的进给速度、主轴转速、伺服电机转速及功率之间的转换关系；3>理解三相电机电磁参数功率测试仪的工作原理，掌握其使用方法；4>理解电磁参数功率测试仪所测得的电压、电流、功率

7、及功率因素等随切削参数变化而变化的原理，进而理解切削参数变化对机床能耗的影响，并掌握机床切削能耗的计算方法。1、实验原理（实验方法）2.1实验理论原理为了让学生理解并掌握数控机床切削加工时，切削参数（进给速度v、主轴转速n、切削深度dp等）变化会引起切削力F/力矩M以及表面粗糙度Ra的相应变化，实验采用改变切削参数时对机床各坐标轴及机床主轴伺服电机的电压、电流及输出功率进行测试，然后依据如下公式依次计算：①给定进给速度v求坐标轴滚珠丝杠驱动力矩M及其转速ns（1）（v为坐标轴进给线速度，m/s；ns为丝杠转速，r/min；d为丝杠

8、直径，mm；r为丝杠半径，J为丝杠的转动惯量）（2）（ρ为丝杠密度；V为丝杠体积；L为丝杠长度）②根据测得的伺服电机有功功率P计算电机的输出转矩T（3）（P为电机输出有功功率，kW；对机床主轴，n为转速，对各坐标轴，n≈ns，r/min）③根据测得