切削变形实验报告01
切削变形实验报告01
荆楚理工学院机械工程学院实验报告姓名学号专业成绩课程名：机械制造基础日期指导教师实验题目：切削变形一、【目的要求】1 观察切削变形的过程，以及所出现的现象。
2 掌握测量切削变形和计算变形系数的基本方法。
3 研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素对切削变形的影响规律。
二、【实验仪器与试剂】1 设备： CA6140 普通车床2 工具：游标卡尺、钢板尺、细铜丝等。
3 刀具：YT15硬质合金车刀若干把。
4 试件：30# 钢，轴向带断屑槽的棒料，直径30mm。
三、【实验原理】在金属切削过程中，由于产生塑性变形，使切屑的外形尺寸发生变化，即与切削层尺寸比较，切屑的长度偏短，厚度增加，这种现象称为切屑收缩。
一般情况下，切屑收缩的大小能反映切削变形的程度，衡量切屑收缩的大小可用变形系数表示。
即ξ＝L c / L ch 式中ξ──变形系数；L c ──切削长度（ｍｍ）；L c ＝πD/( ｎ-b) ；对于本实验：槽数ｎ＝ 3 ；槽宽b ＝ 2.5 ；L ch ──切屑长度（ｍｍ），⑴计算变形系数的方法用测量切削长度法。
⑵把实验得到的切屑，冷却后，选出标准切屑，用铜丝沿切屑外部缠绕后拉直，然后用钢板尺测出其长度L ,为提高实验精度，可测 3 ～5 段切屑的长度求出平均值Lc 。
变形系数ξ＝L c / L ch =（πD/n - b ）/ L ch图 2-1 切屑收缩图四、【实验方法和步骤】1、切削速度υ对切削变形的影响刀具参数：κr＝45°；κr ＇＝8°；λs＝0°；γo ＝10°；αo ＝7°；r ＝0.1 mm 切削用量：f＝0.39 mm /r , ap＝40mm。
图 2-2 车削切屑收缩改变切削速度，从低速到高速，可先取υc＝5；10；20；25；30；40；60；80；110 m /min ；ｎ＝53；106；212；265；318；424；636；848；1166r/min ；用每一种转速切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。
2-1切削中的变形
剪切面和切削速度方向 的夹角叫做剪切角，以 φ表示。
第一变形区
变形程度的表示方法
剪切角φ ：（切应力Байду номын сангаас主应力方
向呈45°”）
Φ＝45°－（β－γo） 其中 β—摩擦角 变形系数ζ：实用中较常用较 方便的表示法。
lζLh＝ LLcDchh o sis hhn(cDho)1
相对滑移系数ε
第Ⅱ变形区
金属切削过程中的变形
第Ⅰ变形区 即剪切变形区， 2 从OA线开始发生 塑性变形到OM线 晶粒的剪切滑移 基本完成，金属 剪切滑移，成为 切屑。
1
第Ⅱ变形区 靠近前刀面处，切屑排 出时受前刀面挤压与摩擦，产
生纤维化
第Ⅲ变形区 已加工面受到后刀面挤压与 3 摩擦，产生变形。
Ⅱ Ⅰ
Ⅲ
切削部位三个变形区
刀面流出。
切屑 M
终滑移线
A
Φ剪切角
始滑移线：τ=τs
刀具 O
金属切削过程中的变形
实用条件下，剪切区一般很窄，在 0.02～0.2mm之间。
切削塑形金属，其切屑的形成过程就 是切削层金属的变形过程。
三个变形区： a) 第一变形区：切削刃前面的切削层内的区域； b) 第二变形区：切屑底层与前刀面的接触区域； c) 第三变形区：后刀面与工件已加工表面接触区域
此区变形是造成已加工面纤维化、加工硬化和残余 应力的主要原因。
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当切屑沿前面流出时，由于受到前面挤压和摩擦作 用，在前面摩擦阻力的作用下，靠近前面的切屑底层 金属再次产生剪切变形，使切屑底层薄的一层金属流 动滞缓，流动滞缓的一层金属称为滞流层，这一区域 又称为第Ⅱ变形区。
此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤 的主要原因。
实验一__切削层变形的观察与测量_新)
机械制造技术基础（实验一）切削层变形的观察与测量实验报告专业班级姓名学号指导教师: 焦劲光张太萍日期实验一切削层变形的观察与测量一实验目的1观察切削变形的过程，以及所出现的现象。
2掌握测量切削变形和计算变形系数的基本方法。
3研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素对切削变形的影响规律。
二实验装备1设备：CA6140普通车床2工具：游标卡尺、钢板尺、细铜丝等。
3刀具：硬质合金车刀若干把。
4试件：轴向带断屑槽的棒料。
三实验的基本原理在金属切削过程中，由于产生塑性变形，使切屑的外形尺寸发生变化，即与切削层尺寸比较，切屑的长度偏短，厚度增加，这种现象称为切屑收缩，如图1-1所示。
一般情况下，切屑收缩的大小能反映切削变形的程度，衡量切屑收缩的大小可用变形系数表示。
即ξ＝ Lc / Lch式中ξ──变形系数；Lc ──切削长度（mm）；Lc＝（πD/ｎ-b)；对于本实验：槽数ｎ＝3；槽宽b＝5 ；Lch──切屑长度（mm），把切屑收集起来，学生自己测量其长度。
计算变形系数的方法用测量切削长度法。
在车床上将试件装在三爪卡盘与尾架顶尖之间，试件轴向开槽并镶嵌钢板，以达到断屑和保护刀尖的目的，如图1-2所示。
把实验得到的切屑，冷却后，选出标准切屑，用铜丝沿切屑外部缠绕后拉直，然后用钢板尺测出其长度L，为提高实验精度，可测3～5段切屑的长度求出平均值LC。
变形系数ξ＝ Lc / Lch=（πD/n - b）/ LCh四实验内容1切削速度υ对切削变形的影响在车床上固定试件，装夹好刀具。
试件材料：20#钢，试件直径由现场定。
刀具材料：YT15硬质合金车刀图1-1 切屑收缩图图 1-2 车削切屑收缩刀具参数：κr ＝ 450；κr＇＝ 450；λs ＝ 00；γo ＝ 100；αo ＝ 70；r ＝0.1 mm。
切削用量：ƒ＝ 0.286 mm/r , a p ＝ 2 mm。
改变切削速度；速度取值很关键，从低速到高速，可先取ｎ＝110 ；220；450；700r/min；然后根据试棒直径计算出对应的切削速度。
切削实验报告
切削实验一、实验目的1 观察切削变形的过程，以及所出现的现象。
2 研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素对切削变形的影响规律。
在金属切削过程中，由于产生塑性变形，使切屑的外形尺寸发生变化，即与切削层尺寸比较，切屑的长度偏短，厚度增加，这种现象称为切屑收缩。
一般情况下，切屑收缩的大小能反映切削变形的程度。
二、实验内容1、切削速度υ对切削变形的影响刀具参数：κr＝45°；κr ＇＝ 8°；λs＝ 0°；γo ＝10°；αo ＝7°；r ＝0.1 mm 切削用量：f＝ 0.39 mm /r , ap＝40mm。
改变切削速度，从低速到高速，可先取υc＝ 5； 10； 20； 25； 30； 40； 60； 80； 110 m /min ；ｎ＝ 53；106；212；265；318；424；636；848；1166r/min ；用每一种转速切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。
测量并将结果填入表2-1 中。
2、刀具前角对切削变形的影响刀具参数：κr ＝ 45°；κr ＇＝ 8°；λs ＝ 0°；αo ＝ 7°； r ＝ 0.1 mm 。
切削用量： f＝ 0.39 mm /r , ap ＝40 mm υc＝ 60 m /min 。
改变车刀前角：γo ＝ 0°； 15°； 30°。
用不同前角的车刀分别切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。
3、进给量 f 对切削变形的影响刀具参数：κr＝45°；κr＇＝8°；λs＝0°；γo＝10°；αo＝7°；r＝0.1 mm 。
切削用量： ap ＝ 40 mm υc＝ 60 m /min 。
改变进给量： f＝ 0.2 ； 0.36 ； 0.51 ； 0.66 （ mm/r ）。
切削 变形系数
切削变形系数简介切削变形系数是表征切削过程中材料的变形程度的重要指标。
它反映了切削力对材料的作用及其产生的变形程度，对于切削加工的质量和效率具有重要影响。
本文将介绍切削变形系数的定义、计算方法以及影响因素。
定义切削变形系数是指切削过程中单位切削力引起的材料变形量与材料初始几何尺寸之比，通常用符号η表示。
切削变形系数的数值范围通常在0到1之间，大小代表了切削过程中材料发生变形的程度。
计算方法切削变形系数可以通过以下公式计算得到：η = (d - d0) / d0其中，η为切削变形系数，d为材料在切削过程中的变形量，d0为材料初始几何尺寸。
切削变形系数的计算需要通过实验或模拟得到切削过程中的变形量，并与材料初始尺寸进行比较。
通过实验，可以测量材料在切削过程中的变形量；通过数值模拟，可以预测材料在不同切削条件下的变形情况。
影响因素切削变形系数受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：切削力切削力是切削过程中作用在刀具上的力，它是切削变形的主要驱动力。
切削过程中，切削力增大，材料的切削变形也会增加，切削变形系数会随之增大。
切削速度切削速度是指刀具在切削过程中的移动速度。
切削速度增加，切削变形系数也会增加，这是因为切削速度增加会导致材料加热，使其变软，容易发生塑性变形。
刀具材料和几何形状刀具的材料和几何形状对切削变形系数也有一定影响。
刀具材料的硬度越大，抗变形能力越强，切削变形系数会减小。
同时，刀具的几何形状也会影响切削变形系数，如刀具前角大小的合理选择能减小切削变形。
切削温度切削过程中产生的高温也会对切削变形系数产生影响。
高温会导致材料的塑性增加，从而增加切削变形系数。
应用切削变形系数的大小与切削过程中材料的变形程度密切相关，因此在切削加工中具有重要的应用价值。
首先，切削变形系数可以用来评估切削工艺的可行性。
通过计算切削变形系数，可以判断切削过程中材料是否会发生过大的变形，从而避免切削过程中产生不合格的工件。
金属切削过程的变形
课堂问题？
三个变形区如何划分及特点？
1.2.2 切削变形
二、切削变形 1.切屑形成过程：对塑性金属进行切削时，切屑 的形成过程就是切削层金属的变形过程。
•当工件受到刀具的挤压以后，切削层金属在始滑 移面OA以左发生弹性变形。 在OA面上，应力达到材料 的屈服强度，则发生 塑性变形，产生 滑移现象。
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1.2.5 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
积屑瘤的形成原因
1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前角； 4）冷却润滑条件。
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1.2.5 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
（3）积屑瘤对切削过程的影响： a. 实际刀具前角增大 • 刀具前角γo指前刀面与基面之间的夹角。如图所 示，由于积屑瘤的粘附，刀具前角增大了一个γb 角度，如把切屑瘤看成是刀具一部分的话，无疑 实际刀具前角增大,现为γo ＋ γb 。 • 刀具前角增大可减小切削力，对 切削过程有积极的作用。而且， 切削瘤的高度Hb 越大，实际刀 具前角也越大，切削更容易。
1.2.5 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
（1）积屑瘤的概念
在切削速度不高而又能形成连续切屑 的情况下，加工塑性材料时，常常在前刀面 处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。它的 硬度很高，通常是工件 材料的2—3倍，在处于 比较稳定的状态时，能 够代替刀刃进行切削。 这块冷焊在前刀面上的 金属称为积屑瘤或刀瘤。
此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。
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1.2.1 概述
3. 第三变形区
在已加工表面上与刀具后面挤压、摩擦形成 的变形区域称为第三变形区（Ⅲ）。 由于刀具刃口不可能绝对锋利, 钝圆半径的 存在使切削层参数中公称切削厚度不可能完全切 除，会有很小一部分被挤压到已加工表面，与刀 具后刀面发生摩擦，并进一步产生弹、塑性变形， 从而影响已加工表面质量。 刃前区：三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应 力集中而复杂，被切削层在此与工件本体材料分离
金属切削过程中的变形
工件材料强度越高，切屑和前刀面的接触长度越短，导致 切屑和前刀面的接触面积减小，前刀面上的平均正应力增 大，前刀面与切屑间的摩擦系数减小，摩擦角减小，剪切 角增大，变形系数将随之减小。
2．刀具前角
增大刀具前角，剪切角将随之增大，变形系数将随之减小； 但前角增大后，前刀面倾斜程度加大，切屑作用在前刀面 上的平均正应力减小，使摩擦角和摩擦系数增大而导致剪 切角减小。由于后一方面影响较小，变形系数还是随前角 增加而减小。
av
0
四、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 1．积屑瘤的形成
积屑瘤的产生及其成长与工件材料的性质、切削 区的温度分布和压力分布有关。
2.积屑瘤对切削过程的影响
（1）使刀具前角变大，使切削力减小。 （2）使切削厚度变化，导致切削力产生波动。 （3）使加工表面粗糙度增大。 （4）对刀具寿命的影响
粘在前刀面上的积屑瘤，可代替 刀刃切削，有减小刀具磨损，提高 刀具寿命的作用；但如果积屑瘤从 刀具前刀面上频繁脱落，可能会把 前刀面上刀具材料颗粒拽去（这种 现象易发生在硬质合金刀具上）， 反而使刀具寿命下降。
剪切面
在一般切削速度下，ＯＡ（始滑面）与ＯＭ（终滑面）非常接近 （０．０２－０．２ｍｍ），所以通常用一个平面ＯＯ`来表示这个 变形区，该平面称为剪切面。
➢ 剪切角
2）第二变形区
当切屑沿前刀面流动时，由于切屑与前刀面接触处有相当大的 摩擦力阻止切屑的流动，因此切屑底部的晶粒又进一步纤维化， 其纤维化的方向与前刀面平行。这一沿着前刀面的变形区成为 第Ⅱ变形区。
a）直角切削
b）斜角切削
第二节 金属切削过程中的变形
一、切屑的形成过程 1．变形区的划分
图2-10 金属切削过程中的滑移线和流线示意图
切削测试实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过切削测试，了解不同切削参数对切削过程的影响，分析切削过程中产生的切削力、切削温度、切削速度、切削深度等参数的变化规律，为切削工艺的优化提供理论依据。
二、实验原理切削实验是在切削过程中，通过测量切削力、切削温度、切削速度、切削深度等参数，分析切削过程中的各种因素对切削效果的影响。
实验原理如下：1. 切削力：切削力是切削过程中产生的阻力，与切削速度、切削深度、刀具几何参数等因素有关。
2. 切削温度：切削温度是切削过程中产生的热量，与切削速度、切削深度、刀具材料、工件材料等因素有关。
3. 切削速度：切削速度是切削过程中工件表面与刀具相对运动的速度，与切削力、切削温度、切削深度等因素有关。
4. 切削深度：切削深度是切削过程中工件表面与刀具之间的距离，与切削力、切削温度、切削速度等因素有关。
三、实验内容1. 实验材料：选用碳素结构钢（Q235）作为工件材料，高速钢（W6Mo5Cr4V2）作为刀具材料。
2. 实验设备：C620-1型车床、传感器、数据采集系统、温度计等。
3. 实验步骤：（1）将工件安装在车床上，调整刀具位置，使刀具与工件接触。
（2）启动数据采集系统，记录切削力、切削温度、切削速度、切削深度等参数。
（3）改变切削速度、切削深度、刀具几何参数等参数，重复步骤（2）。
（4）分析实验数据，总结切削过程中的变化规律。
四、实验结果与分析1. 切削力与切削速度的关系：实验结果表明，切削力随切削速度的增加而增大。
这是因为在高速切削过程中，切削刃的磨损加剧，导致切削力增大。
2. 切削力与切削深度的关系：实验结果表明，切削力随切削深度的增加而增大。
这是因为切削深度越大，切削刃所承受的切削阻力越大，从而导致切削力增大。
3. 切削温度与切削速度的关系：实验结果表明，切削温度随切削速度的增加而增大。
这是因为切削速度越高，切削过程中的热量越多，导致切削温度升高。
4. 切削温度与切削深度的关系：实验结果表明，切削温度随切削深度的增加而增大。
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荆楚理工学院机械工程学院实验报告
姓名学号专业成绩
课程名：机械制造基础日期指导教师
实验题目：切削变形
一、【目的要求】
1 观察切削变形的过程，以及所出现的现象。
2 掌握测量切削变形和计算变形系数的基本方法。
3 研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素对切削变形的影响规律。
二、【实验仪器与试剂】
1 设备： CA6140 普通车床
2 工具：游标卡尺、钢板尺、细铜丝等。
3 刀具：YT15硬质合金车刀若干把。
4 试件：30# 钢，轴向带断屑槽的棒料，直径30mm。
三、【实验原理】
在金属切削过程中，由于产生塑性变形，使切屑的外形尺寸发生变化，即与切削层尺寸比较，切屑的长度偏短，厚度增加，这种现象称为切屑收缩。
一般情况下，切屑收缩的大小能反映切削变形的程度，衡量切屑收缩的大小可用变形系数表示。
即ξ＝L c / L ch 式中ξ──变形系数；
L c ──切削长度（ｍｍ）；L c ＝πD/( ｎ-b) ；
对于本实验：槽数ｎ＝ 3 ；槽宽b ＝ 2.5 ；L ch ──切屑长度（ｍｍ），
⑴计算变形系数的方法用测量切削长度法。
⑵把实验得到的切屑，冷却后，选出标准切屑，用铜丝沿切屑外部缠绕后拉直，然后用钢板尺测出其长度L ,为提高实验精度，可测 3 ～5 段切屑的长度求出平均值Lc 。
变形系数ξ＝L c / L ch =（πD/n - b ）/ L ch
图 2-1 切屑收缩图
四、【实验方法和步骤】
1、切削速度υ对切削变形的影响
刀具参数：κr＝45°；κr ＇＝8°；λs＝0°；γo ＝10°；αo ＝7°；r ＝0.1 mm 切削用量：f＝0.39 mm /r , ap＝40mm。
图 2-2 车削切屑收缩
改变切削速度，从低速到高速，可先取
υc＝5；10；20；25；30；40；60；80；110 m /min ；
ｎ＝53；106；212；265；318；424；636；848；1166r/min ；
用每一种转速切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。
测量并将结果填入表2-1 中。
2、刀具前角对切削变形的影响
刀具参数：κr ＝45°；κr ＇＝8°；λs ＝0°；αo ＝7°；r ＝0.1 mm 。
切削用量：f＝0.39 mm /r , ap ＝40 mm υc＝60 m /min 。
改变车刀前角：γo ＝0°；15°；30°。
用不同前角的车刀分别切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。
测量并将结果填入表2-2 中。
3、进给量f 对切削变形的影响
刀具参数：κr＝45°；κr＇＝8°；λs＝0°；γo＝10°；αo＝7°；r＝0.1 mm 。
切削用量：ap ＝40 mm υc＝60 m /min 。
改变进给量：f＝0.2 ；0.36 ；0.51 ；0.66 （mm/r ）。
用不同的进给量分别切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。
测量并将结果填入表2-3 中。
五、【实验现象、结果记录及整理】
1将切屑长度测量后取平均值，记录在表2-1 、2-2 、2-3 中，计算变形系数。
表 2-1 切削速度对切削变形影响实验数据记录
固定条件
试件切削用量刀具几何参数
材料 D b Lc f ap κr κr ＇γo αo λs 30# 30 2.5 188 0.39 40 45°8° 10° 7° 0°
实验顺序切削速度υc 切屑长度 Lch 变形系数ξ
表 2-2 刀具前角对切削变形影响实验数据记录
表2-3 进给量对切削变形影响实验数据记录表
六、【分析讨论与思考题解答】
1、绘出ξ──υc；ξ──γo ；ξ──f曲线。
f mm/r
2、分析切削参数（υc、γo 、f）对切削变形的影响规律。