实验二-车削加工切削力测量实验报告书(附指导书)110

1 车削加工切削力测量实验报告书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 2 微型车床 一 实验概述一 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 实验目的与要求二 实验目的与要求 1 掌握车削用量 c 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 KC0628S 2 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 台式计算机 USB 线 图 1 测力刀架 放大器 USB 数采器虚拟仪器 3 四 实验数据记录与数据处理四 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 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 实 验 条 件 刀 具 外圆车刀硬质合金 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 Fz N 背向力 Fx N 110000 20 017 634 82 210000 20 0158 615 23 310000 20 029 445 67 410000 20 0259 615 76 510000 40 0110 555 85 610000 40 01511 065 98 710000 40 0212 366 44 810000 40 02513 126 72 9 10 11 12 13 14 15 16 4 主切削力 背向力 切削深度 0 2 3 976153 6 609549 4 210226 6 929296 4 434858 7 233862 4 523697 7 384083 4 625223 7 519101 4 653649 7 538550 4 680380 7 589062 4 789547 7 664028 4 806381 7 651144 4 788569 7 633685 4 813501 7 660910 4 801830 7 702907 4 747560 7 638691 4 811349 7 705861 4 901061 7 785321 4 860482 7 692402 4 899588 7 832898 4 928040 7 847609 4 934143 7 941779 4 927819 7 856000 4 910372 7 875613 4 981841 7 852471 4 960913 7 873459 4 924911 7 823338 4 838198 7 790450 4 926110 7 862134 4 972179 7 797426 5 021742 7 866094 5 103422 8 052136 5 129228 8 114424 5 240794 8 226341 5 380108 8 314828 5 399316 8 273692 5 271893 8 411706 5 353482 8 387558 5 290266 8 330646 5 266417 8 286392 5 203722 8 203855 5 207634 8 132088 5 132487 8 113336 5 121795 8 069780 5 104804 8 057655 5 157354 8 167972 5 116553 8 114855 5 074657 8 023885 5 078412 8 037467 5 083667 8 064590 5 108103 8 023783 5 097215 8 103653 5 068020 8 115922 5 103683 8 078500 5 119813 8 033651 5 133726 8 421410 5 106369 8 469029 5 120647 8 464802 4 829031 8 086029 4 389846 7 421176 4 216994 7 109102 4 257664 7 140923 4 749385 7 862565 5 113867 8 363595 5 278935 8 534742 5 320492 8 615618 5 369247 8 609689 5 340925 8 587962 5 338760 8 555279 5 361162 8 632667 5 293109 8 530578 5 239946 8 530926 5 230610 8 490530 5 231888 8 479615 5 206265 8 442911 5 316293 8 555936 5 303227 8 523910 5 284920 8 519191 5 280786 8 538784 5 253547 8 432325 5 248865 8 405797 5 310308 8 538107 5 276940 8 497013 5 281712 8 473522 5 263874 8 577786 5 291140 8 516032 5 315198 8 538600 5 385220 8 681599 5 322513 8 569230 5 388675 8 642105 5 372676 8 610858 5 381360 8 626266 5 322148 8 594937 force 25 主切削力 背向力 5 201919 611872 5 180039 630336 5 218548 9 573322 5 129501 9 515835切削深度 0 4 5 137886 9 584606 5 133687 9 51405 5 142476 9 542014 5 323491 9 649827 5 245058 9 639897 5 193721 9 548435 5 695783 10 869545 5 760981 10 824614 5 613138 10 806478 5 6842310 754469 5 737627 10 896257 5 780918 10 846526 5 677045 10 797368 5 676524 10 83161 5 718798 10 871309 5 704819 10 812427 6 143392 11 81539 6 104808 11 781559 6 021433 11 695164 6 011353 11 685316 6 030847 11 650746 6 022306 11 764653 6 013557 11 713034 6 004625 11 608011 6 111262 11 782543 6 124015 11 659938 6 279824 12 415617 6 191299 12 353534 6 267828 12 448443 6 251568 12 367075 6 237981 12 316051 6 323768 12 475442 6 289513 12 30292 6 299475 12 405748 6 308342 12 318431 6 259652 12 315312 主切削力 背向力 切削深度 0 4 5 104244 9 462369 5 294295 9 661952 5 375688 9 829920 5 409004 9 969390 5 443481 10 059046 5 545985 10 068238 5 613217 10 263800 5 621966 10 175907 5 631707 10 313285 5 636297 10 327770 5 733246 10 384600 5 717103 10 489972 5 686838 10 457782 5 659846 10 383964 5 731133 10 459669 5 779314 10 433018 5 778206 10 509114 5 817272 10 566129 5 895627 10 571340 5 919424 10 595713 5 903320 10 675440 5 871256 10 617625 5 843430 10 548095 5 879406 10 465250 5 783670 10 332981 5 829569 10 323789 5 811809 10 271185 5 858751 10 533364 5 963563 10 487243 6 029934 10 554557 6 087087 10 625811 6 103152 10 701660 6 173252 10 752766 6 270475 10 793388 6 266107 10 891600 6 134003 10 694438 6 173630 10 865790 6 182562 10 718483 6 097753 10 677922 6 079015 10 789757 6 079472 10 825250 6 000609 10 755741 6 018173 10 641937 6 032947 10 807278 5 946364 10 673429 6 042153 10 795789 6 080776 10 854937 6 018799 10 667910 6 067788 10 859984 6 109150 10 754161 6 094415 10 794250 6 014587 10 936080 5 952467 11 182809 5 939962 11 210917 5 879262 11 013939 5 454877 10 639495 5 106369 10 017460 5 128693 10 035904 5 323021 10 307664 5 752596 10 898699 6 033755 11 183302 6 039114 11 183302 6 069666 11 150927 6 074869 11 199181 6 056014 11 211532 5 969809 11 057926 5 999148 11 146721 5 916295 11 115598 5 960681 11 056305 5 923532 11 048878 5 987243 11 029491 5 991403 11 204085 5 979524 11 054377 5 966549 11 055218 6 020272 11 120727 6 080802 11 199222 6 037224 11 193580 6 088743 11 336477 6 083371 11 371929 6 119999 11 217790 6 086331 11 205439 6 097636 11 322751 6 073930 11 223883 6 061947 11 153061 6 068010 11 340067 6 053693 11 244112 5 整理采集点并运用 MATLAB 对数据处理如下 6 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 k1 0 4654 b1 3 4671 k2 0 2234 b2 2 5543 k3 0 4354 b3 3 6742 k4 0 2853 b4 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 k1 0 4467 b1 0 9579 k2 0 3488 b2 0 9368 k3 0 5689 b