单因素切削力实验报告

单因素实验设计报告:因素实验报告设计单因素实验设计举例正交实验单因素实验设计方案篇一:实验报告单因素方差分析5.1、实验步骤: 1(建立数据文件。

定义2个变量:PWK和DCGJSL，分别表示排污口和大肠杆菌数量。

2. 选择菜单“分析?比较均值?单因素”,弹出“单因素方差分析”对话框。

在对话框左侧的变量列表中，选择变量“DCGJSL”进入“因变量”列表框，选择变量“PWK”进入“因子”列表框。

3(单击“确定”按钮，得到输出结果。

结果解读:由以上结果可以看到，观测变量大肠杆菌数量的总离差平方和为460.438;如果仅考虑“排污口”单个因素的影响，则大肠杆菌数量总变差中，排污口可解释的变差为308.188，抽样误差引起的变差为152.250，它们的方差(平均变差)分别为102.729和12.688，相除所得的F统计量的观测值为8.097，对应的概率P值为0.003。

在显著性水平α为0.05的情况下。

由于概率P值小于显著性水平α，则应拒绝零假设，认为不同的排污口对大肠杆菌数量产生了显著影响，它对大肠杆菌数量的影响效应不全为0。

因此，可判断各个排污口的大肠杆菌数量是有差别的。

5.2、实验步骤: 1(建立数据文件。

定义2个变量:Branch和Turnover，分别表示分店和日营业额。

将Branch的值定义为1=第一分店，2=第二分店，3=第三分店，4=第四分店，5=第五分店。

2. 选择菜单“分析?比较均值?单因素”,弹出“单因素方差分析”对话框。

在对话框左侧的变量列表中，选择变量“Turnover”进入“因变量”列表框，选择变量“Branch”进入“因子”列表框。

3(单击“确定”按钮，得到输出结果。

结果解读:由以上结果可以看到，观测变量日营业额的总离差平方和为1187668.733;如果仅考虑“分店”单个因素的影响，则日营业额总变差中，分店可解释的变差为366120.900，抽样误差引起的变差为821547.833，它们的方差(平均变差)分别为91530.225和14937.233，相除所得的F统计量的观测值为6.128，对应的概率P 值近似为0。

实验二 切削力的测量实验指导书切削力是影响机械加工质量的主要因素之一，其大小和稳定性很大程度上决定了零件表面质量和刀具的寿命。

本实验通过改变切削参数并测量车削加工中的切削力变化情况，建立车削力的经验公式，从而在已知切削参数时可以定量的计算出相应的切削力，便于进行工艺设计。

一、实验目的1.了解电阻式车削测力仪的工作原理、调整及标定方法。

2.研究切削用量（切削速度v c，进给量ƒ和背吃刀量a p）对车削力的影响规律。

3.通过对实验数据的处理，建立切削力的经验公式。

二、实验仪器设备1. CA6140型车床1台2.应变式车削测力仪1台3. DH3817动静态应变仪1台4.外圆车刀2把5.试件（中碳钢棒料）1件6.卡尺、钢板尺各1把7.双对数坐标纸三、实验原理1.筋板式车削测力仪（电阻式测力仪）工作原理测力仪有两种类型，一种是电感式，另一种是电阻式。

电感式测力仪工作原理如下：切削力作用在刀头上，刀头与弹性体连接如图2-1，2-2所示。

在弹性体受切削力的三个分力方向上分别安装三个电感线圈，线圈两端由电感测力仪电源箱提供一个固定的电压。

当刀尖受到切削力作用时，线圈的间隙变化将使线圈周围的磁场也发生变化，从而使通过线圈的磁通量变化，使线圈两端的电压发生变化。

测力仪电源箱内部装有三个电桥与测力仪的三个电感线圈相对应，每个电桥的接线图如图2-2所示。

其中U为电桥电源，V为电感线圈产生的变化电压，接于桥臂两端。

在一个桥臂上装有可调电位器。

测量前调节可变电位器，使电桥达到平衡。

当外部电压发生变化时，电源箱上的三个微安表就会测出这个变化，电流的大小反映出切削力的大小。

4个筋板作为弹性元件，在上面、下面或者侧面，共粘贴着8片电阻应变片（应变计），可以组成三个电桥（考虑应变仪只有8个通道。

若应变仪通道增加，可适当增加应变片的数量），分别测量F z ，F y ，F x 。

（1）电阻式测力仪的基本原理电阻式测力仪的基本原理是将切削力的大小转换成电压的大小来进行测量的一种仪器。

切削力试验与数据处理[摘要] 在切削过程中，切削力直接决定着切削热的产生，并影响刀具磨损、破损、使用寿命、加工精度和已加工表面质量。

在生产中，切削力又是计算切削功率，制定切削用量，监控切削状态，设计和使用机床、刀具、夹具的必要依据。

因此，研究切削力的规律和计算方法，将有助于分析切削机理，并对生产实际有重要实用意义。

切削力的来源有两方面：一是切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形、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。

[关键词] 切削力刀具磨损切削功率摩擦阻力一、引言常见的切削力研究方法有两大类：理论分析与试验测量方法。

理论分析切削力能相当充分反映切削过程，多年来，国内外学者对计算切削力的理论分析公式作了大量工作，大多切削力理论公式考虑到了刀具材料、工件材料、切削用量、刀具几何参数等影响因素[1]，却没有考虑到副切削刃及刀尖圆弧半径等的影响，因此，迄今为止还不能说己经得出了与实验结果相吻合的切削力理论分析公式。

通过切削实验，由测力仪可以测得具体切削条件下的切削力。

但由于切削过程非常复杂，影响因素很多，不可能对各种影响因素都进行试验研究。

因此，对切削力的研究应采取理论分析与试验研究相结合的研究方法。

切削力实验是《机械制造技术基础》课程的一个基础实验，通过实验可以验证切削力的基础理论，了解测量三向切削力的基本方法和计算机辅助实验系统的基本构成，了解应变式三向测力传感器的原理和结构。

在完成切削力实验的过程中，可以求出切削用量对三向切削力的影响规律，可以学习和掌握计算机辅助实验的方法和技能，认识信息技术在实验中的作用。

本实验的目的是：1.了解切削测力仪的工作原理和测力方法和实验系统；2.掌握背吃刀量进给量和切削速度对切削力的影响规律；3.通过实验数据的处理，建立切削力的经验公式。

所采用的实验方法是单因素法和正交法。

在实验之前已经对测力系统进行了三通道增益标定、机械标定。

实验过程中还需经常进行三通道零位调整，之后再通过数字显示观察输出情况，若输出稳定就可以进行单因素实验和正交实验。

实验二 切削力实验一、实验目的和要求1. 了解切削测力仪的工作原理和测力方法和实验系统；2. 掌握背吃刀量sp a 进给量f 和切削速度c v 对切削力的影响规律；3. 通过实验数据的处理，建立切削力的经验公式。

二、实验及标定原理三向切削力的检测原理，是使用三向车削测力传感器检测三向应变，三向应变作为模拟信号，输出到切削力实验仪器内进行高倍率放大，再经A/D 板又一次放大之后，转换为数字量送入计算机的。

测力系统首先应该通过三向电标定，以确定各通道的增益倍数。

然后，再通过机械标定，确定测力传感器某一方向加载力值与三个测力方向响应的线性关系。

经过这两次标定，形成一个稳定的检测系统之后，才能进行切削力实验。

测量切削力的主要工具是测力仪，测力仪的种类很多。

有机械测力仪、油压测力仪和电测力仪。

机械和油压测力仪比较稳定、耐用。

而电测力仪的测量精度和灵敏度较高。

电测力仪根据其使用的传感器不同，又可分为电容式、电感式、压电式、电阻式和电磁式等。

目前电阻式和压电式用得最多。

图1 由应变片组成的电桥电阻式测力仪的工作原理：在测力仪的弹性元件上粘贴具有一定电阻值的电阻应变片，然后将电阻应变片联接电桥。

设电桥各臂的电阻分别是R 1、R 2、R 3和R 4，如果R 1/R 2=R 3/R 4，则电桥平衡，即2、4两点间的电位差为零，即应变电压输出为零。

在切削力的作用下，电阻应变片随着弹性元件发生弹性变形，从而改变它们的电阻。

如图1所示。

电阻应变片R 1和R 4在弹性张力作用下，其长度增大，截面积缩小，于是电阻增大。

R 2和R 3在弹性压力作用下，其长度缩短，截面积加大，于是电阻减小，电桥的平衡条件受到破坏。

2、4两点间产生电位差，输出应变电压。

通过高精度线性放大区将输出电压放大，并显示和记录下来。

输出应变电压与切削力的大小成正比，经过标定，可以得到输出应变电压和切削力之间的线性关系曲线（即标定曲线）。

测力时，只要知道输出应变电压，便能从标定曲线上查出切削力的数值。

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。

机械制造工程原理实验指导书中北大学实验一车刀几何角度的测量一.实验目的1．认识车刀的类型及用途；2．了解车刀刃磨过程。

掌握测量车刀几何角度的方法及所用仪器。

3．弄清楚车刀几何角度的含义及其在图纸上的表示方法。

二．测量工具1．量角台、重锤式量角器，钢板尺。

2．各种车刀模型。

三．实验步骤及要求1．观察所给各种车刀的结构，了解它的用途。

认出主副切削刃。

并用粗线表示在实验报告的简图上。

2．用所给各量具量出所给车刀的各角度。

填入实验报告中。

3．绘简图表示出弯头车刀(横向进给时)的各基准面，剖面以及工件和刀具的各表面等，并将测得的各角度标注在图上。

图1-1 车刀量角台图1-2 大指针工作面1.支脚2.底盘3.工作台4.定位块5.大指针6.刻度盘7.小螺钉8.小刻度板9.弯板10.螺母11.支栓四．车刀量角台的结构和使用量角台的结构如图(1-1)，使用车刀量角台测量角度时，须令所有的指针对零，称此为车刀的原始位置。

测量时，车刀的主副切削刃分别和大指针的各表面(如图1-2所示a、b、c、d等面)接触并密合。

在底盘2和刻度板6上即可读出所测角度数值。

1．测量车刀主偏角r图1-3为测量外圆车刀主偏角r κ的示意图。

测量前，先把量角台调到原始位置。

然后把被测的车刀放在量角台的工作台3上，并使车刀的侧面紧紧地靠在定位块4的定位面上，再移动定位块4，使车刀处于适当的位置，然后旋转车刀量角台（图1-1）中的大螺母10，使刻度板上的大指针5上下移动，也处于适当位置，这时即可按顺时针的方向转动工作台3，使车刀的主切削刃与大指针5的a 面密合，则固连于工作台3侧面的指针2在底盘1上所指出的刻度值即为主偏角r κ的大小。

2．测刃倾角s λ图1-4为测量外圆车刀刃倾角的示意图。

测量外圆车刀的刃倾角s λ时，同样可参考图1-3进行测量。

即在测完主偏角之后，旋转车刀量角台（图1-1）中大螺母10，使刻度板6上的大指针5上升，再适当的移动定位块4，使主切削刃与大指针5的d 面（底面）密合，大指针5在刻度板6上所指的数值即为刃倾角s λ的度数。

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。

实验二：车削力的测定及经验公式的建立一、实验目的1. 了解车削测力仪的工作原理及测力方法。

2. 掌握切削深度p a 、进给量f 等对车削力的影响规律。

3. 通过实验数据的处理，建立主车削力Fz 的经验公式二、实验内容1. 用压电式切削力测力仪测量车削时的切削力；2. 用单因素法，通过改变切削用量，建立切削力和切削用量的经验公式。

三、实验设备1. CA6140普通车床一台；2. 外圆车刀一把；3. 压电式三项测力仪一台；4. 圆柱毛坯一根。

四、实验原理测量切削力的主要工具之一是测力仪。

测力仪的种类很多，有机械式测力仪、油压式测力仪和电测力仪。

日前应用较多的是电测力仪。

电测力仪又有电阻应变式、电感式、电容式、压电式；其中以电阻应变式及压电式应用的较多。

测力仪必须具备如下性能要求(1) 必须有足够的刚度。

刚度是指单位变形所需的作用力。

要求达到810N ／m 。

(2) 必须有较高的固有频率(自振频率)。

要求大于所测力变化频率的4-5倍。

(3) 应有足够的灵敏度。

灵敏度是指单位作用力下测力仪的输出。

要求能测出切削 力变化的土1％。

灵敏度单位：电阻应变式用微应变表示，/N ；压电式用微微库仑定表示，即/pC N 。

(4) 各分力间的相互干扰应较小。

要求干扰小于3—4％ (5) 测力仪的输入应不受力作用点位置变化的影响。

(6) 测力仪的输出应有较好的线性及较小的滞后现象。

非线性度小于土3％，滞后应小于2％。

a)单向b)三向切削测力计的组装通用型测力计(9257B型)车削(9257B型测力计+9403型刀架）b)实际压电式测力仪图1 压电式传感器与测力仪1.压电式测力仪的工作原理压电式测力仪的工作原理是基于石英晶体的正压电效应。

当晶体受力作用时，产生变形，从而在晶体表面上产生电荷，所产生的电荷量与外力大小成正比，这种现象称为压电效应。

由于石英品体在切片时的方位不向，有纵向效应与切向效应之分。

纵向效应的石英晶片，只有当力垂直作用于石英晶片的表面时，才有电荷产生。

第1篇一、实验目的本次实验旨在探究切削参数（切削深度、进给量、切削速度）对切削量（切削力、切削温度、表面粗糙度）的影响，为实际生产中切削参数的优化提供理论依据。

二、实验内容与方法1. 实验设备：高速切削实验台、电主轴、刀具、测力仪、温度计、表面粗糙度仪等。

2. 实验材料：45号钢。

3. 实验参数：- 切削深度：0.5mm、1.0mm、1.5mm- 进给量：0.2mm/r、0.4mm/r、0.6mm/r- 切削速度：300m/min、400m/min、500m/min4. 实验方法：- 将45号钢材料固定在高速切削实验台上，调整切削参数。

- 使用刀具进行切削实验，记录切削力、切削温度、表面粗糙度等数据。

- 对比不同切削参数下切削量的变化规律。

三、实验结果与分析1. 切削力：实验结果表明，切削力随切削深度、进给量的增加而增大，随切削速度的增加而减小。

在相同切削参数下，切削深度对切削力的影响最为显著。

2. 切削温度：实验结果表明，切削温度随切削深度、进给量的增加而升高，随切削速度的增加而降低。

在相同切削参数下，切削深度对切削温度的影响最为显著。

3. 表面粗糙度：实验结果表明，表面粗糙度随切削深度、进给量的增加而增大，随切削速度的增加而减小。

在相同切削参数下，切削速度对表面粗糙度的影响最为显著。

四、结论1. 切削力、切削温度、表面粗糙度均受到切削参数的影响，其中切削深度的影响最为显著。

2. 在实际生产中，应根据工件材料、加工要求等因素，合理选择切削参数，以获得最佳的切削效果。

3. 高速切削技术具有切削速度高、切削力小、切削温度低等优点，有利于提高加工效率、降低生产成本。

五、实验总结本次实验通过探究切削参数对切削量的影响，为实际生产中切削参数的优化提供了理论依据。

实验结果表明，切削深度、进给量、切削速度对切削力、切削温度、表面粗糙度具有显著影响。

在实际生产中，应根据工件材料、加工要求等因素，合理选择切削参数，以获得最佳的切削效果。

车削加工切削力测量实验报告书学号姓名傅亥杰小组 11时间 2015年12月17日成绩上海大学生产工程实验中心2015-11一．实验概述切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。

对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时测量，是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。

通过对实测的切削力、进行分析处理，可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。

在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验数据支持。

通过本实验可使同学熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法，理解设计手册中的设计参数的来由，在处理实际工程问题中能合理应用经验数据。

二．实验目的与要求1. 掌握车削用量υ、f 、a ，对切削力及变形的影响。

2. 了解刀具角度对切削力及变形的影响。

3. 理解切削力测量方法的基本原理、了解所使用的设备和仪器。

4. 理解切削力经验公式推导的基本方法，掌握实验数据处理方法。

三．实验系统组成实验系统由下列设备仪器组成 1、微型数控车床KC0628S2、车床测力刀架系统（图1），包括 （1）车削测力刀架 （2）动态应变仪 （3）USB 数据采集卡 （4）台式计算机线图1四、实验数据记录与数据处理1. 切削力测量记录表1整理采集点并运用MATLAB对数据处理如下：2. 请按指数规律拟合主切削力或背刀力和切削深度、进给量的关系，建立切削力的经验公式。

答：对已有数据运用最小二乘法进行拟合，得出主（背）切削力关于进给量的双对数y=ax+b曲线及参数,其中1、2为主切削力，3、4为背向力：k1= b1=k2= b2=k3= b3=k4= b4=对已有数据运用最小二乘法进行拟合（由于只有两个数据，故直接取直线求解），得出主（背）切削力关于切削深度的双对数y=ax+b的参数，其中1、2为主切削力，3、4为背向力：k1= b1=k2= b2=k3= b3=k4= b4=经上述数据可以计算得,其中1为主切削力，2为背向力：X Fc1 = Y Fc1 = X Fc2= Y Fc2 = C ap1= C ap2= C f 1= C f 2=C fc1y = C f1/ a p0 X Fc1= ^= C fz2y = C ap1/ f 0 Y Fc1=^= C fcy =（C fc1y + C fc2y ）/2=+/2= F cy = C fcy *a p ^ X Fc1*f ^ Y Fc1=**fC fc1x = C f2/ a p0 X Fc2= ^= C fz2x = C ap2/ f 0 Y Fc2=^= C fcy =（C fc1y + C fc2x ）/2=+/2=所以：F cx = C fcx *a p ^ X Fc2*f ^ Y Fc2=**f综上所述,整理得主切削力与背向力的经验公式分别为：F cy =**fF cx = **f。

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K r、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 、K r、K r·、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。

切削力试验与数据处理[摘要] 在切削过程中，切削力直接决定着切削热的产生，并影响刀具磨损、破损、使用寿命、加工精度和已加工表面质量。

在生产中，切削力又是计算切削功率，制定切削用量，监控切削状态，设计和使用机床、刀具、夹具的必要依据。

因此，研究切削力的规律和计算方法，将有助于分析切削机理，并对生产实际有重要实用意义。

切削力的来源有两方面：一是切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形、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。

[关键词] 切削力刀具磨损切削功率摩擦阻力一、引言常见的切削力研究方法有两大类：理论分析与试验测量方法。

理论分析切削力能相当充分反映切削过程，多年来，国内外学者对计算切削力的理论分析公式作了大量工作，大多切削力理论公式考虑到了刀具材料、工件材料、切削用量、刀具几何参数等影响因素[1]，却没有考虑到副切削刃及刀尖圆弧半径等的影响，因此，迄今为止还不能说己经得出了与实验结果相吻合的切削力理论分析公式。

通过切削实验，由测力仪可以测得具体切削条件下的切削力。

但由于切削过程非常复杂，影响因素很多，不可能对各种影响因素都进行试验研究。

因此，对切削力的研究应采取理论分析与试验研究相结合的研究方法。

切削力实验是《机械制造技术基础》课程的一个基础实验，通过实验可以验证切削力的基础理论，了解测量三向切削力的基本方法和计算机辅助实验系统的基本构成，了解应变式三向测力传感器的原理和结构。

在完成切削力实验的过程中，可以求出切削用量对三向切削力的影响规律，可以学习和掌握计算机辅助实验的方法和技能，认识信息技术在实验中的作用。

本实验的目的是：1.了解切削测力仪的工作原理和测力方法和实验系统；2.掌握背吃刀量进给量和切削速度对切削力的影响规律；3.通过实验数据的处理，建立切削力的经验公式。

所采用的实验方法是单因素法和正交法。

在实验之前已经对测力系统进行了三通道增益标定、机械标定。

实验过程中还需经常进行三通道零位调整，之后再通过数字显示观察输出情况，若输出稳定就可以进行单因素实验和正交实验。

车削加工切削力测量实验实验概述切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。

对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时测量，是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。

通过对实测的切削力、进行分析处理，可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。

在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验数据支持。

通过本实验可使同学熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法，理解设计手册中的设计参数的来由，在处理实际工程问题中能合理应用经验数据。

实验目的与要求1、 掌握车削用量υc 、f 、a p ，对切削力及变形的影响。

2、 理解切削力测量方法的基本原理、了解所使用的设备和仪器。

3、 理解切削力经验公式推导的基本方法，掌握实验数据处理方法。

实验系统组成实验系统由下列设备仪器组成1、 CA6140车床单元2、 3向切削力传感器单元3、 YD-15动态应变仪单元4、 计算机数据处理仪单元5、 DCI 型电子秤或测力环6、 硬质合金外圆车刀单元7、 45号钢试件单元3向切削力传感器结构与工作原理3向切削力传感器是一种以电阻式应变片为敏感元件的力传感器。

它具有八角扁环型结构（上下环）的弹性元件。

八角扁环是用整体钢材加工成八角状结构，从而避免接触面间的摩擦和螺钉夹紧的影响。

在八角状弹性元件的适当位置粘贴电阻应变片作为敏感元件。

弹性元件受力变形后，导致电阻应变片变形，引起电阻应变片的电阻值变化，见图1。

其电阻变化率△R/R 与应变△L/L 有如下的线性关系：△R/R=K 0*△L/L=K 0*ε式中K o 为电阻应变片的应变灵敏系数，一般K o =2.0~2.4；ε—八角状弹性元件的应变。

由于应变片电阻的电阻变化率△R/R 是很小的。

故此需外接电阻应变仪，将电阻应变片的微小变化量放大，进而转变成电流（电压）的变化量，形成电信号输出。

在电阻应变仪的输出端连接计算机数据处理仪，对此信号进行实时采样，A/D 转换、形成数字数据流输出，存储，形成实验数据的实时记录文档。