中南大学刀具实验报告.doc

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金属切削原理与刀具
实验报告

姓名:李国文
学号:0806110108
班级:机械1106班
专业:机械设计制造及其自动化
指导老师：贺小涛老师
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。
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λsC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。

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γ0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

实验记录
1．主剖面参考系的基本角度（单位：度）

车刀编号车刀名称刀杆尺寸
BH
（mmmm）γ0α0KrKr·λsαo·07外圆车刀9.1°0.5°58.1°15.4°5.2°4.5°09外圆车刀10.5°1.5°43.1°15.5°6.5°5.9°
2．派生角度（单位：度）
车刀编号车刀名称刀尖角r楔角0余偏角r副前角γ，007外圆车刀106.5°76.4°31.9°9.2°09外圆车刀121.4°78°46.9°10.97°
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。
解：在所测量的刀具中刃倾角最大的车刀为09号车刀，刃倾角为6.5°。
由公式：tgγp=tgγocosKr+tgλssinKr
代入数据可以得到：
γp=arctg(tg10.5ocos43.1o+tg(6.5o)sin43.1o)=3.39o

同理由公式：tgγf=tgγosinKr-tgλscosKr
代入数据可以得到
γf=arctg(tg10.5osin43.1o-tg(6.5o)cos43.1o)=12o

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。
了解切削力产生过程。
掌握切削深度、进给量等对切削力的影响规律
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。
工件60，Q235棒料；
C6140普通车床；
YDC-III89型压电式车削测力仪（含外远圆车刀）；
SINOCERYE5850电荷放大器；
PCI—9118DG/L多功能数据采集卡（A/D转换）；
计算机；
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

计算机
A/D转换器
电荷放大器
测力仪
车刀
工件

（二）YDC-III89型压电式车削测力仪
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

1.外圆车刀2.力传感器
该测力仪同一些必要的二次仪表组合在一起，可以完成切削力的静、动态测试，可以准确而容易地获得金属切削加工中最重要的参数，既三维切削力。
全属切削理论的研究已由过去的静态测量发展到动态测量，对测力仪有了更高的要求。YDC-III89A压电式车削测力仪能以其高刚度、高灵敏度、高固有频率能很好地满足静、动态测试的要求，可测出任意方向力的三个相互正交的分量(FX,Fy,Fz)。
2．压电石英晶体三维力传感器原理

（1）基本原理
压电石英晶体三维力传感器的结构如图2
这种传感器有三对不同切型的石英晶片装入壳体内构成。其中一对采用具纵向压电效应的切片，只能测量垂直仪的Z向力；而另外两对晶片由于采用具有切向效应的切型，且相互灵敏度方向成90°放置，因此可测X，Y向的分力。这样空间任何方向的力作用在传感器上时，传感器便能自动地将力分解为空间相互正交的三个分力。