金屬切削原理與刀具實驗指導

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1、八■<1-刖B1實驗一切削力的測量及經(jīng)驗公式的建立2實驗二車刀幾何角度的測量和刀具的選擇10實驗是《金屬切削原理與刀具》課程中重要的實踐教學環(huán)節(jié)，用于鞏固和補充課堂講授的理論知識，培養(yǎng)學生的綜合實踐能力。為了搞好實驗教學，對學生實驗做出如下要求：一、預習實驗在上實驗課前，必須認真預習實驗指導書，了解實驗目的、實驗用儀器設備的結(jié)構(gòu)及工作原理、實驗操作步驟，復習與實驗有關(guān)的理論知識。二、上實驗課1.按時上、下課，不得遲到、早退或曠課。2.上課吋遵守學生實驗守則，按使用方法照章嚴格操作，嚴禁違章操作，并注意安全。3.上課吋要注意觀察，認真分析，準確地記錄實驗原始數(shù)據(jù)。4.實驗結(jié)束后要及時

2、關(guān)掉電源，并對所用儀器設備進行整理，恢復到原始狀態(tài)。5.經(jīng)指導老師允許后方可離開。三、撰寫實驗報告1.實驗報告應獨立完成，不得抄襲他人成果。2.實驗報告書寫要工整。按照《金展切削原理與刀具》課程教學大綱的耍求，編寫了此實驗指導書。實驗成績應根據(jù)實驗預習、實驗操作及實驗報告綜合評定。完成全部實驗方能取得參加期末課程考試的資格。實驗一切削力的測量及經(jīng)驗公式的建立—、實驗目的1、了解切削測力儀的工作原理、測力方法和實驗系統(tǒng)。2、學握車削過程中背吃刀量如、進給量/和切削速度％對切削力的影響規(guī)律。3、通過實驗數(shù)據(jù)的處理，建立切削力的經(jīng)驗公式。二、實驗設備和器具1、設備：普通車床CA6140A

3、o2、儀器：切削測力儀。3、工具：駛質(zhì)合金車刀、游標卡尺、坐標紙。4、試件：鋁棒料三、實驗及標定原理三向切削力的檢測原理是使用三向車削測力傳感器檢測三向應變，三向應變作為模擬信號，輸出到切削力實驗儀器內(nèi)進行高倍率放大，再經(jīng)A/D板又一次放大之后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計算機。測力系統(tǒng)首先應該通過三向電標定以確定各通道的增益倍數(shù)，然后再通過機械標定確定測力傳感器某一方向加載力值與三個測力方向響應的線性關(guān)系。經(jīng)過這兩次標定，形成一個穩(wěn)定的檢測系統(tǒng)之后，才能進行切削力實驗。測量切削力的主要工具是測力儀。測力儀的種類很多，例如機械測力儀、油壓測力儀和電測力儀。機械和油壓測力儀比較穩(wěn)定、耐用；而電

4、測力儀的測量精度和靈敏度較高。電測力儀根據(jù)其使用的傳感器不同，又可分為電容式、電感式、壓電式、電阻式和電磁式等。目前電阻式和壓電式用得最多。電阻式測力儀的工作原理：在測力儀的彈性元件上粘貼具有一定電阻值的電肌應變片，然后將電阻應變片聯(lián)接電橋。設電橋各臂的電阻分別是&、R2、尺3和心如果RJRfRV則電橋平衡，2、4兩點間的電位差為零，即應變電壓輸岀為零。在切削力的作用下，電阻應變片隨著彈性元件發(fā)生彈性變形，從而改變它們的電阻。如圖1」所示，電阻應變片用和心在彈性張力作用下，其長度增大、截面積縮小，電阻增大；電阻應變片心和心在彈性壓力作用下，其長度縮短、截面積增大，電阻減小，這導致電

5、橋的平衡條件受到破壞，2、4兩點間產(chǎn)生電位差，輸出應變電壓。通過高精度線性放大區(qū)將輸出電壓放大，并顯示和記錄下來。輸出應變電壓與切削力的人小成正比，經(jīng)過標定，可得到輸出應變電壓和切削力Z間的線性關(guān)系曲線（即標定曲線）。測力時，只要知道輸出應變電壓，便能從標定曲線上查出切削力的數(shù)值。

6、互響應關(guān)系，在測力過程中，通過計算消除了各向之間的相互干擾，因而可獲得較高的準確度。標定切削力實驗系統(tǒng)的目的有兩個：一是求出某向輸出（數(shù)字）與該向載荷（測力環(huán)所施加的力值）Z間的響應系數(shù)；二是求出該向載荷對另外兩向Z間的影響系數(shù)，從而通過計算來消除向間影響而獲得實際的三向力。若代、Fy、Fz力同時作用于測力傳感器，設三向分力方向的輸出分別為2、Dy、Dz。由于各向分力間存在相互干擾，因此，輸出Dx、Dy、Dz與Fx、Fy、Fz力之間存在如下關(guān)系:，叫F、=Dj（i和j—x^y、z方向）（1.1）ij=x,y,z式中?表示D對Fi的相關(guān)系數(shù)。解析方程1.1,相對三向輸入與輸出，在已知

7、Dx、Q、Dz的條件下，可求出三個給定方向的排除了向間干擾的力值人、心、Fzo四、實驗方法1、準備工作（1）安裝工件、測力儀，注意刀尖對準車床中心高。（2）用三根軟管導線將測力儀和數(shù)顯箱連接起來（注意X-X、Y-Y、Z-Z相聯(lián)，不可接錯），接通電源。（3）熟悉機床操作手柄及操作方法，注意安全事項。（4）熟悉數(shù)顯箱的使用和讀數(shù)，并將讀數(shù)調(diào)零。（5）確定實驗條件。2、切削實驗步驟概述本實驗所采用的實驗方法是單因素法。在實驗之前己經(jīng)對測力系統(tǒng)進行了三通道增益標定、機械標定。