切削力实验报告

专业班级姓名学号专业班级

姓名学号实验日期实验地点 40

号楼一楼实验室成绩

实验名称切削力测量实验

实验目的

本次切削力测量实验的目的在于巩固和深化《机械制造技术基础》课堂所学的有关切削

力的理论知识，正确认识切削力直接影响切削热、刀具磨损与使用寿命、加工精度和已加工

表面质量等问题。因此，研究切削力的规律，对于分析切削过程和生产实际是十分重要的。

本次实验在实验老师的指导下，达到如下实验目的：

1、了解三向切削力实验的原理和方法；

2、进行切削力单因素实验，了解背吃刀量、进给量和切削速度三大切削用量对切削力的

影响规律，获得三向切削力实验公式；

3、了解在计算机辅助下的、利用三向测力仪进行切削力实验的软、硬件系统构成，以及

三向切削测力仪标定的原理和方法。

实验基本原理

切削力是机械切削加工中的一个关键因素，它直接影响着机床、夹具等工艺装备的工作

状态（功率、变形、振动等），影响着工件的加工精度、生产效率和生产成本等。

切削力的来源有两个：一是切削层金属、切屑和工件表层金属的弹塑性变形所产生的抗

力；二是刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。

影响切削力的因素很多，工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具磨损状况、切削液

的种类和性能、刀具材料等都对切削力有较大的影响。

实验基本步骤

1、实验指导教师讲解实验的目的和要求；强调实验的纪律、进行安全教育。

2、车床及工件的准备：将圆钢棒材（工件）安装在车床上，利用三爪卡盘和活动顶尖将

棒材装夹到位；安装车刀，注意刀尖对准车床的中心高，然后启动车床将工件外圆表面加工

平整；

3、dj-cl-1型三向切削力实验系统的准备：

1）启动切削力实验程序，在“输入实验编号”栏目内，输入年级、专业、班级、组号、

实验次数和主题词等，并点击“确定”；

2）点击“零位调整”软按钮，调出零位调整界面，进行三向零

位调整；

3）点击“切削力实验方式向导”软按钮，调出切削力实验方式向导界面，进行实验方

式选择：选择切削力单因素实验；

4、进行不改变进给量及切削速度，只改变背吃刀量单因素切削力实验；

5、进行不改变进给量及背吃刀量，只改变切削速度单因素切削力实验；

6、进行不改变背吃刀量及切削速度，只改变进给量单因素切削力实验；

7、建立单因素切削力实验综合公式，并输出实验报告。

原始记录

1、车床型号 c6240

2、工件参数工件参数见表1

3、测力传感器型号 dj-04b-917

4、刀具参数：刀具（刀片）材料 yt15

5、刀具几何参数刀具几何参数见表2

表2 单因素切削力实验刀具几何参数

6、实验结果：

单因素实验图

改变背吃刀量、改变进给量和改变切削速度的切削力实验图见图

1、图2和图3。

3000 (n) 三向切削力 2500 2000 1500 1000 500 0 0 0.5 1

1.5 2

2.5 3 图例（下同）

切向力轴向力径向力图 1 改变背吃刀量切削力实验图 3000 (n) 三向切削

力 2500 2000 1500 1000 500 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4

图2 改变进给量切削力实验图 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 50 100 150 200 250 (n) 三向切削力

图3 改变切削速度切削力实验图

实验数据处理及结果分析

切削用量对切削力的影响很复杂。

加大背吃刀量和进给量都会使切削力增大，但两者的影响程度不同。背吃刀量加大时，

切削力成正比例增大，但进给量加大时，切削力不成正比例增大（略小），所以，在切削加工

中，如从切削力和切削功率角度考虑，加大进给量比加大背吃刀量有利。

相比于背吃刀量和进给量，切削速度对切削力的影响较小，但更复杂。切削铸铁等脆性

材料时，因金属的塑性变形很小，切屑与前刀面的摩擦也很小，所以切削速度对切削力的影

响不大；切削塑性材料时，当切削速度>27m/min时，积屑瘤消失，切削力一般随切削速

度的增大而减小；当切削速度<27m/min时，切削力是受积屑瘤影响而变化的。当切削速

度=5m/min时，积屑瘤开始出现，随着切削速度的提高，积屑瘤逐渐增大，刀具的实际前角

增大，故切削力逐渐减小；约在切削速度=17m/min时，积屑瘤最大，切削力最小；当切削速

度超过17m/min时，积屑瘤逐渐减小，故切削力逐渐加大。

思考题及实验总结

1、影响切削力的因素有哪些？

答：

2、分析背吃刀量、进给量和切削速度与切削力的关系。

答：

实验总结：

本组学生在实验前按照实验指导书的要求，认真进行了实验预习，并理解了切削力测量

实验的要点；在实验中认真听取指导教师的讲解，积极思考并记录指导教师所讲的实验关键

要点；在实际切削力测量实验过程中，严格执行操作规程，很好地完成了实验。

通过该实验，使我们将课堂所学的理论知识更加实际化，达到了理论和实际相结合的实

验目的，不仅使我们对切削用量三要素对切削力的影响情况有了最直接的了解，而且使我们

掌握了dj-cl-1型三向切削力实验系统测量切削力的使用方法，达到了实验的效果。

教师评语篇二：刀具,切削力实验报告

实验目录

实验一、车刀角度的测量。实验二、（1）车削力的测定及经验公式的建立。

（2）用切削力动态测量显示系统和ydc-iii89型压电式车削测力仪测量

三向车削力。

附录：切削力动态测量显示系统和ydc-iii89型压电式车削测力仪使用说明书。

实验注意事项

一、实验前，学生必须预习实验指导书和教材（包括课堂笔记）上有关内容。二、进人

实验室要注意安全（女同学带工作帽）。不得擅自开动机床或搬动其它设

备手柄等。

三、使用与操作仪器要细心，损坏者按学校规定进行赔偿。

四、实验做完之后，应及时清理切屑，擦净机床，整理收拾工具仪器等。五、实验完后

应对实验数据进行整理、分析讨论，并认真填写实验报告交教师审阅。六、实验缺课或不及

格者，取消参加考试资格。

实验一车刀角度的测量

一、实验目的

1．熟悉车刀角度，学会一般车刀角度基准面的确定及角度的测量方法。 2．了解不

同参考系内车刀角度的换算方法。二、实验设备，工具和仪器。

1．车刀量角台（三种型式）。量角台的构造如图1—1。（1）台座、（2）立柱、（3）指

度片、（4）刻度板、（5）螺钉、（6）夹固螺钉、（7）定位块。 2．各种车刀模型。

a型量γ0 、α0、αo b ·

型量λs c型量kr 、k 图1—1车刀量角台

三、实验内容

车刀标注角度的测量。

用车刀量角台测量外园车刀的γ0 、α0 、λs 、 kr 、kr·、αo·等角。

（a）量前角：如图1-2，将车刀放置在台座上，调整刻度板4和指度片3使指

度片的b边位于车刀主剖面内并与前刀面贴合，则由刻度板上读出γ0。如果指度片位于

横向或纵向剖面，则可测得γf或γp 。

（b）量后角：如图1-3,调整刻度板和指度片使指度片a边位于主剖面内，并与

后刀面贴合则由刻度板可测得α0。同理指度片位于横向或纵向剖面内可测得αf或αp。

调整刻度片位于副剖面内，可测得αo〃。

（c）量刃倾角：如图1-4,调整指度片使之位于切削平面内并使其测量边与主切削

刃贴合，则由刻度板读出λs。

（d）量主偏角、副偏角：如图1-5，将车刀刀杆靠紧定位块．调整刻度板的指度

片，使指度片测量边分别与主、副切削刃贴合，由刻度板读出kr和kr〃。

图1—2前角γ

0测量

图1—3后角量α0的测量

图1—4刃倾角λs的测量图1—5主偏角kr、副偏角kr的测量

〃

实验报告内容

实验记录

1．主剖面参考系的基本角度（单位：度）

计算：

3.在所测量刀具中选择刃倾角最大的刀具，计算切深前角γp，进给前角γf。

实验二车削力的测定及经验公式的建立

一、实验目的

1．了解切削力动态测量显示系统、ydc-iii89型压电式车削测力仪的工作原理

和使用方法。

2．了解切削力产生过程。

3．掌握切削深度、进给量等对切削力的影响规律

4．通过对实验数据的处理，建立主切削力的经验公式

二、实验设备，工具和仪器。

1．工件?60，q235棒料； 2．c6140普通车床；

3．ydc-iii89型压电式车削测力仪（含外远圆车刀）； 4．sinocer ye5850电荷放大器；

5．pci—9118dg/l多功能数据采集卡（a/d转换）； 6．计算机；

7．切削力动态测量显示系统软件。

三、实验原理

（一）测试系统框图

（二）ydc-iii89型压电式车削测力仪 1．构成

由一个含外圆车刀的整体构件与一个压电石英晶体三维力传感器构成，如图1 切削力单因素实验报告

2012 年级机电专业 1 班 3组第 1次实验主题词 yy 一. 实验条件：

1. 车床型号 ca6140

2. 工件参数工件参数见表1

表1 实验工件参数

实验评分：实验日期：2015-4-15 16:02:44 3. 测力传感器型号 dj-20101124 4. 刀具参数：

1) 刀具（刀片）材料 yt15

2)

刀具几何参数刀具几何参数见表2 表2 单因素切削力实验刀具几何参数

单位：度

二. 实验结果：

1. 单因素实验图改变背吃刀量、改变进给量和改变切削速度的切削力实验图见图1、

图2和图3。

3000

(n) 三向切削力

2500 2000 1500 1000 500 0 图1 改变背吃刀量切削力实验图

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

图例（下同）切向力

轴向力

径向力

系统研制：重庆迪佳科技有限公司共3页第1

页

3000

(n) 三向切削力

2500 2000 1500 1000 500 0 0.1 0.2 0.3 0.4 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 50 100 150 200 250

图3 改变切削速度切削力实验图图2 改变进给量切削力实验图

(n) 三向切削力

2. 单因素实验公式单因素实验公式见表3

表3 单因素实验公式

系统研制：重庆迪佳科技有限公司共3页第2

页

3. 单因素实验综合公式：切向力 fc = 2.56 asp

1.43

f

0.71 vc1.64 轴向力 ff = 0.00 asp

1.32 0.10

f

-1.00 0.20 vc3.59 径向力 fsp = 0.16 asp

f vc1.45

三. 实验评语：四. 实验人员：

1. 指导教师：刘增文，刘逢时

2. 参加实验学生：

系统研制：重庆迪佳科技有限公司共3页第3

页篇四：单因素切削力实验报告

切削力单因素实验报告

10 年级机制专业 12 班 2组第 1次实验主题词指导教师：实验日期：

2013-6-16 15:14:04 实验评分：一. 实验条件：

1. 车床型号 ca6140

2. 工件参数工件参数见表1

表1 实验工件参数

3. 测力传感器型号

4. 刀具参数：

1) 刀具（刀片）材料 yt15

2)

刀具几何参数刀具几何参数见表2 表2 单因素切削力实验刀具几何参数

单位：度

二. 实验结果：

1. 单因素实验图改变背吃刀量、改变进给量和改变切削速度的切削力实验图见图1、

图2和图3。

3000

(n) 三向切削力

2500 2000 1500 1000 500 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

图1 改变背吃刀量切削力实验图

图例（下同）切向力

轴向力

径向力

系统研制：重庆迪佳科技有限公司共3页第1

页

3000

(n) 三向切削力

2500 2000 1500 1000 500 0 0.1 0.2 0.3 0.4 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 50 100 150 200 250

图3 改变切削速度切削力实验图图2 改变进给量切削力实验图

(n) 三向切削力

2. 单因素实验公式单因素实验公式见表3

表3 单因素实验公式

系统研制：重庆迪佳科技有限公司共3页第2

页

3. 单因素实验综合公式：切向力 fc = 412.83 asp轴向力 ff = 42.71 asp

1.46

f

0.77 0.46 vc0.37

1.00

f vc0.64 vc0.32 径向力 fsp = 136.24 asp

1.43

f

0.63

实验评语：三. 课后习题

1.简述切削用量对切削力的影响。

系统研制：重庆迪佳科技有限公司共3页第3

页篇五：单因素切削力实验报告

切削力单因素实验报告

2008 年级机自专业 1 班 5组第 1次实验主题词 080501 指导教师：

实验日期：2011-6-1 10:09:55 实验评分：一. 实验条件：

1. 车床型号 ca6140

2. 工件参数工件参数见表1

表1 实验工件参数

3. 测力传感器型号 dj-cl03a-20111123

4. 刀具参数：

1) 刀具（刀片）材料 yt15

2)

刀具几何参数刀具几何参数见表2 表2 单因素切削力实验刀具几何参数

单位：度

二. 实验结果：

1. 单因素实验图改变背吃刀量、改变进给量和改变切削速度的切削力实验图见图1、

图2和图3。