金属切削试验-详解

一、实验目的1. 了解金属切削的基本原理和过程；2. 掌握切削用量对切削力和切削温度的影响；3. 熟悉金属切削实验设备和实验方法；4. 提高对金属切削加工工艺的认识。

二、实验原理金属切削是指用切削工具将金属工件上的多余材料去除，使其达到一定形状、尺寸和表面质量的过程。

金属切削实验主要研究切削用量（切削速度、切削深度、进给量）对切削力和切削温度的影响。

三、实验仪器与设备1. 金属切削实验台；2. 刀具；3. 金属工件；4. 切削力传感器；5. 温度传感器；6. 计算机及数据采集软件。

四、实验步骤1. 安装刀具：将刀具安装在实验台上，确保刀具安装牢固；2. 安装工件：将工件安装在夹具上，调整工件位置，确保工件与刀具对准；3. 设置切削参数：根据实验要求设置切削速度、切削深度和进给量；4. 开启实验台：启动实验台，进行金属切削实验；5. 数据采集：通过切削力传感器和温度传感器采集切削力和切削温度数据；6. 实验结束：关闭实验台，清理实验场地。

五、实验结果与分析1. 切削力与切削速度的关系：在切削深度和进给量不变的情况下，随着切削速度的增加，切削力逐渐增大。

这是因为切削速度提高，切削温度升高，切削材料软化，导致切削力增大；2. 切削力与切削深度的关系：在切削速度和进给量不变的情况下，随着切削深度的增加，切削力逐渐增大。

这是因为切削深度增加，切削面积增大，切削力增大；3. 切削力与进给量的关系：在切削速度和切削深度不变的情况下，随着进给量的增加，切削力逐渐增大。

这是因为进给量增加，切削速度提高，切削力增大；4. 切削温度与切削速度的关系：在切削深度和进给量不变的情况下，随着切削速度的增加，切削温度逐渐升高。

这是因为切削速度提高，切削热增加，切削温度升高；5. 切削温度与切削深度的关系：在切削速度和进给量不变的情况下，随着切削深度的增加，切削温度逐渐升高。

这是因为切削深度增加，切削热增加，切削温度升高；6. 切削温度与进给量的关系：在切削速度和切削深度不变的情况下，随着进给量的增加，切削温度逐渐升高。

金属切削原理及工具实验指导书湖南工业大学机械工程学院实验一 车刀几何角度的测量一、实验目的及要求:1. 研究车刀(直头外园车刀、弯头车刀和切断刀等)的构造。

2. 根据刀具几何角度的定义，使用车刀量角仪，按主剖现参考系和法剖面参考系测量车刀的0γ、0α、s λ、r k 、n γ、n α等角。

3. 根据测量结果绘制车刀的角度标注图及其与工件的相关位置。

二、实验所用的设备及工具1. 车刀量角仪。

2. 直头外园车刀、弯头车刀、切断刀、900外园车刀、螺纹车刀。

三、仪器的构造与说明：车刀量角仪的构造如图所示车刀的几何角度是在车刀的各辅助平面内测量的,而车刀上除法剖面以外的所有剖面均垂直于车刀的基面，因此，以工作台上平面作为车刀的基面，以大指针的量刀板平面代表各剖面，当工作台转到不同位置时，即能测出车刀各剖面内角度(包括切削平面内角度)。

测量基面内角度时，大指针量刀板代表走刀方向。

将副量角器上的小指针指着测出的刃倾角入S s 的值，这时大指针量刀板所在的平面即为车刀的法剖面，因此能测出车刀法剖面内角度。

四、车刀几何角度的测量方法和步骤将车刀置于如图所示的矩形工作台面上，侧面紧靠定位块，测量车刀主、副切削刀上角度的顺序依次是:r k →s λ→0γ→0α→→'r k →'s λ →'0γ→'0αl 、主偏角r k 的测量大小指针对零，以顺时针方向旋转矩形工作台，同时推动车刀沿刀台侧面(紧贴)前进，使主切副刃与量刀板正面密合，这时量刀板面为切削平面，则矩形工作台指针2a 指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角r k 。

2、刃倾角s λ的测量进车刀，使量刀板底面紧贴主切削刃，则大指针所指的角度即为s λ值(左正、右负)。

3、前角0γ的测量将矩形工作台逆时针方向转 90，这时量刀板平面为主剖面，调整主量角器的高度及车刀的位置，使量刀板底边紧靠前刀面，则大指针所指的角度即为0γ值(右正，左负)。

第一编传统加工技术传统加工技术是指用传统的通用加工机床进行加工的方法，如车、铣、鉋、磨等。

传统加工技术适用于中、小规模生产，特别是小规模生产，其特点是设备投资少，生产成本低，对机床的操作掌握相对容易，但生产效率较低。

目前，在工业生产中，应用最为广泛、使用最多的加工手段仍然是传统加工制造技术。

目前世界上有80％的产品零件是用传统加工方法完成的。

传统加工的工艺装备主要有通用车床、通用铣床、通用鉋床、通用磨床和通用齿轮加工设备等。

传统加工技术主要是研究金属切削原理、金属切削刀具、金属切削机床和机械制造工艺等内容，同时，金属切削原理、金属切削刀具和机械制造工艺学的研究内容也是现代加工技术的基础数据和资料，因此，即使目前现代加工技术方兴未艾，但传统加工技术的研究内容仍然是非常重要的。

本篇讲述的主要内容就是在概述基础理论的基础上，通过典型实验来介绍实验仪器和设备的原理、结构和使用；完成相应实验的步骤和方法；实验数据的处理以及实验图表的制作，同时明确实验的目的和意义。

第二章金属切削原理与刀具2.1 切削概述切削加工的方法很多，切削过程也不尽相同，但大多都有共同的规律，诸如切削刀具（或工具）与工件之间都所具有相对运动（即切削运动），切削过程都要产生一些物理现象等等。

金属切削原理与刀具是研究金属切削过程的变形规律、切削力的产生与计算、切削力的测量、切削刀具的几何参数与切削力和零件表面质量的关系、刀具材料与刀具的使用寿命以及生产率和生产成本等内容。

研究和掌握这些基本规律，是学习和分析各种切削加工方法的基础，也是拟订各种技术规范的理论依据。

2.2 车削力车削力是最具代表性的切削力，下面以车削力为代表，阐述一下车削力的产生和测量及计算方法，以达到举一反三的功效。

2.2.1车削力的产生及计算一、车削力的产生研究车削力的目的是为了生产上的需要，要正确的设计和使用机床、刀具和夹具，防止加工时工件变形过大和引起振动，就必须对车削力的大小和方向进行研究和掌握。

实验三数控机床典型部件解刨认识一实验目的及要求1 熟悉掌握数控机床主传动系统机构形式。

2 熟悉掌握数控机床主轴组件如：刀具自动装夹装置、主轴准停装置等部件的工作原理及工作方式。

3 了解数控机床自动换刀装置的形式、刀库类型、道具系统及选刀方式。

4了解进给系统中滚珠丝杠的工作原理以及制动过程。

5 了解数控机床机床的润滑与排屑装置。

二实验内容1 了解数控机床的主传动系统的机构形式2 掌握数控机床主轴结构、准停、支承及密封润滑；数控机床导轨的作用及要求；3 掌握数控机床自动换刀装置及机床的润滑与排屑。

三实验设备数控车床(CAK6136)、数控铣床(VMC1370)、数控加工中心(VMC850)四实验步骤和方法1．讲解——主要由老师向学生作现场讲解，需详细介绍数控机床的主传动系统机构形式。

2．演示——主要由老师向学生演示数控机床主轴组件如：刀具自动装夹装置、主轴准停装置等部件的工作原理及工作方式。

3．练习——学生可按教师的演示步骤进行一些简单的操作五实验相关知识概述1.刀具自动夹紧装置刀具自动夹紧由活塞8、螺旋弹簧7、拉杆4、蝶形弹簧5和4个钢球3所组成。

该机床采用锥柄刀具，刀柄的锥度为7：24，它与主轴前端锥孔锥面定心，且装卸方便。

夹紧时，活塞8上端接通回油路无油压，螺旋弹簧7使活塞8向上移动至图示位置，拉杆4在蝶形弹簧压力作用下也向上移动，钢球3被迫进入刀柄尾部拉钉2的环形槽内，将刀具的刀柄拉紧。

放松时，即需要换刀松开刀柄时，油缸上腔通入压力油，使活塞8向下移动，推动拉杆4也下移，直到钢球3被推至主轴孔径较大处，便松开了刀柄，机械手将刀具连同刀柄从主轴孔中取出。

刀具的刀柄是靠弹簧产生的拉紧力进行夹紧的，以防止在工作中突然停电时，刀柄自行脱落。

在活塞8上下移动的两个极限位置上，安装有行程开关9和10，用来发出刀柄夹紧和松开信号。

在夹紧时，活塞8下端的活塞杆端部与拉杆4的上端面之间应留有一定的间隙，约为4mm，以防止主轴旋转时引起端面摩擦。

实验一普通车床各部件的结构和功用一、实验目的普通车床具有较典型的机械传动系统及操纵机构，应用了较多的机械传动机构如带传动、齿轮传动、链传动、摩擦传动、螺旋机构、凸轮机构、曲柄机构、杠杆机构等等和较多的机械零件如轴承、齿轮、链轮、带轮、键、花键、联轴器、离合器等零件。

本实验的目的一是了解这些机构和零件是怎样组合完成一定的功用的；二是掌握以普通车床为代表的机床各部件的传动系统的传动原理及路线、结构特点和功用。

二、实验内容1．了解车床的用途、布局、各操纵手柄的作用和操作方法；2．了解主运动、进给运动的传动路线；2．了解主运动、进给运动的调整方法；3．了解和分析机床主要机构的构造及工作原理。

三、实验步骤学生在实验指导人员带领下，到CA6140型普通车床现场教学。

1．观察CA6140型普通车床的主轴箱结构，注意调整方法；2．观察、了解进给互锁机构及丝杠螺母机构的工作原理；3．根据实物了解车床主要附件的使用。

四．分析讨论题1.结合实验说明C6140机床主轴正、反转与操纵手柄位置的对应关系，并阐述主轴正、反转、停转的工作原理。

主轴正转：操纵手柄向上扳，左离合器压紧，主轴正转；主轴反转：操纵手柄扳至下端，右离合器压紧，主轴反转；主轴停转：操纵手柄处于中间位置，离合器脱开，主轴停转。

工作原理：主轴的正反转、停转是由双向多片摩擦离合器实现的。

摩擦离合器由内外摩擦片、止推片、压块、空套齿轮组成。

例如左离合器，内摩擦片的孔是花键孔，装在主轴花键上，随主轴旋转的外摩擦片的孔是圆的，直径略大于花键外径。

外圆上有4个凸起，嵌在空套齿轮的缺口中，内外摩擦片相间安装。

当杆通过销向左推动压块时，将内片与外片互相压紧。

轴的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传给齿轮，使主轴正转，同理，压块向右时，使主轴反转，当压块处于中间位置时，离合器脱开，主轴停止运动。

2.根据实验观察和教材189页内容，绘出C6140车床主轴的结构。

说明主轴中孔与莫氏锥孔的作用。

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。