实验二车削加工切削力测量实验报告书(附指导书).doc

车削加工切削力测量实验报告书学号 13120110姓名 傅亥杰小组 11 时间2015年12月17日成绩 上海大学 生产工程实验中心2015-11•实验概述切削过程中，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的切削力、 切削温度进行实时测量， 是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法通过对实测的切削力、进行分析处理，可以推断切削过程中的切削变 形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零 件加工精度等提供实验数据支持通过本实验可使同学熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法， 理解设计手册中的设计参数的来由，在处理实际工程问题中能合理应用经验数据二•实验目的与要求1. 掌握车削用量u、f、ap,对切削力及变形的影响2. 了解刀具角度对切削力及变形的影响3. 理解切削力测量方法的基本原理、了解所使用的设备和仪器4. 理解切削力经验公式推导的基本方法，掌握实验数据处理方法三•实验系统组成实验系统由下列设备仪器组成1、 微型数控车床 KC0628S2、 车床测力刀架系统(图 1),包括(1) 车削测力刀架(2) 动态应变仪(3) USB数据采集卡(4) 台式计算机四、实验数据记录与数据处理1.切削力测量记录表1工件材料铝工件直径30实 验 条 件刀具/、结构材料规格前角0后角0副后 角0主偏 角r副偏角r刃倾角s外圆车刀:硬质合金序 号转 速(rpm)切削速度(m/mi n)切削深度(mm)进给量(mm/r)主切削力Fz(N)背向力Fx(N)110000.20.017.634.82210000.20.0158.615.23310000.20.029.445.67410000.20.0259.615.76510000.40.0110.555.85610000.40.01511.065.98710000.40.0212.366.44810000.40.02513.126.72910111213141516主切削力 背向力切削深度0.2主切削力 背向力 切削深度0.43.976153 6.6095495.104244 9.4623694.210226 6.9292965.294295 9.6619524.434858 7.2338625.375688 9.8299204.523697 7.3840835.409004 9.9693904.625223 7.5191015.443481 10.0590464.653649 7.5385505.545985 10.0682384.680380 7.5890625.613217 10.2638004.789547 7.6640285.621966 10.1759074.806381 7.6511445.631707 10.3132854.788569 7.6336855.636297 10.3277704.813501 7.6609105.733246 10.3846004.801830 7.7029075.717103 10.4899724.747560 7.6386915.686838 10.4577824.811349 7.7058615.659846 10.3839644.901061 7.7853215.731133 10.4596694.860482 7.6924025.779314 10.4330184.899588 7.8328985.778206 10.5091144.928040 7.8476095.817272 10.5661294.934143 7.9417795.895627 10.5713404.927819 7.8560005.919424 10.5957134.910372 7.8756135.903320 10.6754404.981841 7.8524715.871256 10.6176254.960913 7.8734595.843430 10.5480954.924911 7.8233385.879406 10.4652504.838198 7.7904505.783670 10.3329814.926110 7.8621345.829569 10.3237894.972179 7.7974265.811809 10.2711855.021742 7.8660945.858751 10.5333645.103422 8.0521365.963563 10.4872435.129228 8.1144246.029934 10.5545575.240794 8.2263416.087087 10.6258115.380108 8.3148286.103152 10.7016605.399316 8.2736926.173252 10.7527665.271893 8.4117066.270475 10.7933885.353482 8.3875586.266107 10.8916005.290266 8.3306466.134003 10.6944385.266417 8.2863926.173630 10.8657905.203722 8.2038556.182562 10.7184835.207634 8.1320886.097753 10.6779225.132487 8.1133366.079015 10.789757Word 文楼1795 8.0697806.079472 10.8252505.104804 8.0576556.000609 10.7557415.157354 8.1679726.018173 10.641937整理采集点并运用 MATLAB对数据处理如下:2•请按指数规律拟合主切削力或背刀力和切削深度、进给量的关系，建立切削力的经验公式 答：对已有数据运用最小二乘法进行拟合，得出主（背）切削力关于进给量的双对数y=ax+b曲线及参数，其中1、2为主切削力，3、4为背向力:k仁0.4654k2=0.2234k3=0.4354k4=0.2853b1=3.4671b2=2.5543b3=3.6742b4=3.6897对已有数据运用最小二乘法进行拟合 （由于只有两个数据，故直接取直线求解）， 得出主（背）切削力关于切削深度的双对数 y=ax+b的参数，其中1、2为主切 削力，3、4为背向力：k仁0.4467k2=0.3488k3=0.5689b仁0.9579b2=0.9368b3=1.3532k4=0.5030 b4=1.3785经上述数据可以计算得，其中1为主切削力，2为背向力:Xfci =0.3443Yfci =0.3865Xfc2=0.3654Yfc2 =0.5440Capi =1.6002Cap2 = 1.0653Cf i=2.5620Cf 2=3.5350xCfciy= Cfi/ ap0 FciCfz2y= Cap" foYFc1Cfcy= (Cfc1y+ Cfc2y)/2=(4.3210+8.7201)/2=6.5012x Y 0.3443 0.3865Fcy= Cfcy ap Fc1 f 八 Fc1=6.5012 a p fxCfc1x= Cf2/ ap0 fc2=Oz2x= Cap2/ fc Yfc2=1.0653/0.01a0.5440=11.3452Cfcy= (Cfciy+ Cfc2x) /2=(6.1463+11.3452)/2=8.7435所以：Fcx= Cfcx*ap A XFc2*f A YFc2=8.7435*ap0.3865*f 0.5440综上所述，整理得主切削力与背向力的经验公式分别为:FCy=6.5012*ap°.3443*f 0.3865Fcx= 8.7435*ap0.3865*f 0.5440。