007切削力测量实验报告

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 2500 2000 1500 1000 500 0 (N) 三向切削力 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 (N) 三向切削力 3000 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 (N) 三向切削力

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 50 100 150 200 250 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