切削力測量實(shí)驗(yàn)數(shù)中的數(shù)據(jù)處理方法

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1、切削力測量實(shí)驗(yàn)數(shù)中的數(shù)據(jù)處理方法摘要：論文介紹Y在切削力實(shí)驗(yàn)中以單因素法獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。采用VB和C++語言編寫了一個(gè)簡單的程序軟件，可以得到三個(gè)不同方向上切削力的量值，并繪制出雙對數(shù)坐標(biāo)系中的切削力__切削參數(shù)關(guān)系圖，求出切削力經(jīng)驗(yàn)公式中的指數(shù)和系數(shù)。同時(shí)又利用Matlab數(shù)據(jù)處理功能，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖處理，同樣可求出切削力的經(jīng)驗(yàn)公式。本文采集自網(wǎng)絡(luò)，本站發(fā)布的論文均是優(yōu)質(zhì)論文，供學(xué)習(xí)和研究使用，文中立場與本網(wǎng)站無關(guān)，版權(quán)和著作權(quán)歸原作者所有，如有不愿意被轉(zhuǎn)載的情況，請通知我們刪除己轉(zhuǎn)載的信息，如果需要分享，請保留本段說明。關(guān)鍵詞：切削力測量；單因素實(shí)

2、驗(yàn)法；最小二乘法；曲線擬合；Mat1ab中圖分類號.?TG501；TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼.?A文章編號：1674-9324(2017)25-0225-03一、引言在機(jī)械制造專業(yè)教學(xué)中,通過了解切削過程中的不同切削參數(shù)、不同切削用量以及不同材料與切削力之間的關(guān)系，掌握得到機(jī)床切削力經(jīng)驗(yàn)公式的方法，對于學(xué)生在未來分析機(jī)床切削過程、確定合理的切削用量、合理設(shè)計(jì)機(jī)床結(jié)構(gòu)等具有重要的指導(dǎo)意義。傳統(tǒng)的切削力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，大多數(shù)采用電阻應(yīng)變式測力儀［1-4］來測量，這種測力儀由彈性元件、電阻應(yīng)變片及相應(yīng)的測量轉(zhuǎn)換電路組成，此方法安裝和調(diào)試比較麻煩，而且后續(xù)的數(shù)據(jù)處理復(fù)雜煩瑣［1，2,4

3、］，并不適合學(xué)生的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。為此，本文在切削力測量實(shí)驗(yàn)中，采用了壓電晶體式三向測力儀能夠?qū)崟r(shí)測景到不同方向的切削力數(shù)值，此方法簡單方便，便于學(xué)生操作使用。在測量數(shù)據(jù)處理方面，本文利用VB和C++語言編寫了一個(gè)簡單的程序軟件，利用此軟件不但可以快速測量到切削力的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以將所測數(shù)據(jù)迅速進(jìn)行處理，并獲得相關(guān)的處理結(jié)果，同時(shí)讓實(shí)驗(yàn)學(xué)生再利用Matlab強(qiáng)大的繪圖功能來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲得經(jīng)驗(yàn)切削力方程表達(dá)式中的相關(guān)參數(shù)。、切削力經(jīng)驗(yàn)公式在實(shí)際加工過程中，切削力的大小與切削過程的許多因素有關(guān)系，如背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度、刀具幾何角度、工件材料等。由于影響切削力的因素

4、太多，常常將主耍的幾個(gè)參數(shù)作為變量考慮，其他因素作為影響系數(shù)處理。一般切削力經(jīng)驗(yàn)公式的表達(dá)式［5］為：主切削力:FB=CBXaBBXfBXvBXKB(1)吃刀抗力：Fa=caxaaaxfaxvaxKH(2)進(jìn)給力：FH=CHXaHIXfBXvBXKB(3)從理論分析及實(shí)驗(yàn)證明，在實(shí)際切削過程中，吃刀抗力和進(jìn)給力在總切削力中所占比例非常少。因此一般情況下，在進(jìn)行切削力測量實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要考慮主切削力F■的影響。三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)在C6140普通切床上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中采用大連理工大學(xué)研制的YDC-TTI89型?旱縭餃？向動態(tài)測力儀測量切削力信號，巾于切削過程中切削力的信號接近于

5、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)信號，信號變化的頻率非常低，所以采用YE5850超低頻電荷放大器作前置放大裝置，利用研華PCI—1713型數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，然后利用VB和C++語言在PC機(jī)上編制簡單的數(shù)據(jù)采集程序，并且記錄所采集的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)原理見下圖。四、實(shí)驗(yàn)方案在切削力的表達(dá)式中，對于同一種材料，影響切削力最大的因素為背吃刀量a■和進(jìn)給景f，而其他參數(shù)影響很小。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般只要求學(xué)生獲得切削力與背吃刀量及進(jìn)給量的關(guān)系表達(dá)式，或獲得切削力與背吃刀量和進(jìn)給量的經(jīng)驗(yàn)公式［6］。Fa=caxaiaxfa⑷在公式（4）中，最終切削力的大小僅僅與背吃刀量a■和進(jìn)給量f有關(guān)系，其他因

6、素以系數(shù)c■替代。1.實(shí)驗(yàn)方法。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般采用單因素方法獲得數(shù)據(jù)，即在切削過程中，只改變其中某一個(gè)變量或參數(shù)，而保持其他參數(shù)條件不變，得到單一變量之間的關(guān)系式。如在實(shí)驗(yàn)中，只改變切削深度a■，而其他參數(shù)作為常量處理，這時(shí)，公式（4）就改變成了公式（5）:Fa=caxaia⑸在公式（5）中，切削力F■則成為一元函數(shù)表達(dá)式。對公式（5）兩邊取對數(shù)則成為.?lgFB=lgCB+XBXlgal(6)從公式(6)可知，在雙對數(shù)坐標(biāo)系中，F(xiàn)■和a■的對應(yīng)關(guān)系為直線方程。同理，可得到切削力F■與進(jìn)給量f之間的單因數(shù)表達(dá)式:Fi=caxfa(7)1.實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取。在實(shí)驗(yàn)中，

7、為Y盡可能的減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，減少實(shí)驗(yàn)工作量，節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料，同時(shí)又能夠準(zhǔn)確反映實(shí)驗(yàn)的客觀性，必須對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理規(guī)劃。本文實(shí)驗(yàn)中分為兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第一組數(shù)據(jù)為進(jìn)給量變化數(shù)據(jù)，第二組為背吃刀量變化數(shù)據(jù)，如表1和表2所示。在實(shí)驗(yàn)中，每一組數(shù)據(jù)的具體數(shù)值選擇非常重要，要保證在每一組數(shù)據(jù)中均能夠找到一組相同的切削參數(shù)。例如：在第一組數(shù)據(jù)中，可以找到進(jìn)給量f=0.3(mm/r);背吃刀量a^=2(mm);切削速度v=200(r/min)；等等。同樣可以在第二組數(shù)據(jù)中找到背吃刀量=2(mm)；進(jìn)給量f=0.3(mm/r)；切削速度v=200(r/min)。因此，在后續(xù)的數(shù)據(jù)處