车削切削力实验装置及配置

① 分析车削测力仪器必须具备哪些性能要求

车削测力仪是测量切削力不可缺少的仪器,因此研究其工作性能具有重要意义。 本文从工程实际需求出发,以大连理工大学研发的刀杆式压电车削测力仪为基础,设计了一种结构简洁、维护和使用方便、静态性能良好的可换刀具车削测力仪。测力仪各向固有频率均大于2000Hz。装配并调整后测力仪的非线性、重复性均小于1%,向间横向干扰小于5%。 针对测力仪切削性能测试中发现的测试信号失真的问题,设计正交试验,分析失真产生的原因,并研究切削三要素与测力仪动态切削信号失真误差的关系；建立了车削测力仪热-结构耦合有限元模型,分析切削过程中车削测力仪的热变形规律；结合测力仪核心元件-压电传感器的预紧原理,证明切削热引起的测力仪温度场变化是切削测试误差的主要来源。

② 切削加工中的切削力有什么概念

切削时刀具的前面和后面上都承受法向力和摩擦力，这些力组成合力F,在外圆车削时，一般将这个切削合力F分解成三个互相垂直的分力（[切削合力和分力])：切向力F──它在切削速度方向上垂直于刀具基面，常称主切削力；径向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向垂直，又称推力；轴向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向平行，又称进给力。一般情况下,F最大,F和F较小，由于刀具的几何参数刃磨质量和磨损情况的不同和切削条件的改变,F、F对F的比值在很大的范围内变化。
切削过程中实际切削力的大小，可以利用测力仪测出。测力仪的种类很多，较常用的是电阻丝式和压电晶体式测力仪。测力仪经过标定以后就可测出切削过程中各个分力的大小。

③ 怎样使用测力仪测量切削力

车外圆时,车刀对工件会产生:主切削力(垂直基面，且过主切削刃方向的力)、径向切削力、轴向切削力。 一般车外圆时,用90度的外圆刀车时：主切削力>轴向切削力>径向切削力。一般径向切削力不会使零件变形，但是当车削细长轴零件时，就容易产生变形，车成两头小中间大的外圆。 “使用千分表测量在与该径向切削力（切深抗力）相等的径向外力作用下工艺系统不同位置的变形量。”这句话要求你，在不同的轴向位置，用千分尺测量工件的外圆直径。 你测出来的结果，一定应该是工件两头位置的尺寸小，中间位置的尺寸大。用最大的直径，减去最小的直径，就是“径向外力作用下工艺系统不同位置的变形量”

④ “切削力对加工精度的影响”实验

车外圆时,车刀对工件会产生:主切削力(垂直基面，且过主切削刃方向的力)、径向切削力、轴向切削力。
一般车外圆时,用90度的外圆刀车时：主切削力>轴向切削力>径向切削力。一般径向切削力不会使零件变形，但是当车削细长轴零件时，就容易产生变形，车成两头小中间大的外圆。
“使用千分表测量在与该径向切削力（切深抗力）相等的径向外力作用下工艺系统不同位置的变形量。”这句话要求你，在不同的轴向位置，用千分尺测量工件的外圆直径。
你测出来的结果，一定应该是工件两头位置的尺寸小，中间位置的尺寸大。用最大的直径，减去最小的直径，就是“径向外力作用下工艺系统不同位置的变形量”

⑤ 数控车床镗孔车刀装刀及对刀步骤有哪些

装刀与对刀是数控车床加工中极其重要并十分棘手的一项工作。对刀的好与差，将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。通过对刀或刀具预调，还可同时测定其各号刀的刀位偏差，有利于设定刀具补偿量。
1、车刀的安装
（1）车刀不能伸出刀架太长，应尽可能伸出的短些。因为车刀伸出过长，刀杆刚性相对减弱，切削时在切削力的作用下，容易产生振动，使车出的工件表面不光洁。一般车刀伸出的长度不超过刀杆厚度的2倍。
（2）车刀刀尖的高低应对准工件的中心。车刀安装得过高或过低都会引起车刀角度的变化而影响切削。根据经验，粗车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍高一些；精车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍低一些，这要根据工件直径的大小来决定，无论装高或装低，一般不能超过工件直径的 1%。以车削外圆（或横车）为例，当车刀刀尖高于工件轴线时，因其车削平面与基面的位置发生变化，是前角增大，后角减小：反之，则前角减小，后角增大。车刀安装的歪斜，对主偏角和副偏角影响较大，特别是车螺纹时，会使牙形半角产生误差。因此，正确地安装车刀，是保证加工质量，减少刀具磨损，提高刀具使用寿命的重要步骤。
（3）装车刀用的垫片要平整，尽可能地用厚垫片以减少片数，一般只用2-3片。如垫刀片的片数太多或不平整，会使车刀产生振动，影响切削。并使各垫片在刀杆正下方，前端与刀座边缘齐。
（4）车刀装上后，要紧固刀架螺钉，一般要紧固两个螺钉。紧固时，应轮换逐个拧紧。同时要注意，一定要使用专用扳手，不允许再加套管等，以免使螺钉受力过大而损伤。
2、 对刀

在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。理想的基准点可以设在基准刀的刀尖上，也可以设定在对刀仪的定位中心（如光学对刀镜内的十字刻线交点）上。

对刀一般分为手动对刀和自动对刀两大类。目前，绝大多数的数控车床（特别是车床）采用手动对刀，其常用方法有定位对刀法、光学对刀法、试切对刀法。

⑥ 切削力实验的检测原理是什么

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，输出到切削力试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背书。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，才能进行切削力试验。

⑦ 试分析车外圆时各切削分力的作用和影响

1、切削力Fc总切削力F在主运动方向上的分力，大小约占总切削力的80% ~90%。Fc消耗的功率最多约占总功率的90%以上，是计算机机床动力，主传动系统零件和刀具强度及刚度的主要依据。当Fe过大时，可能使刀具损坏或使机床发生“闷车”现象。

2、进给力Ff 总切削F在进给运动方向上的分力，是设计和校验进给机构所必须的数据。进给力业作功，但占总功的1%~5%。

3、背向力Fp总切削力F在垂直于工作平面方向上的分力。因为切削时这个方向上的运动速度为零，所以Fp不消耗功率。但它一般作用在工件刚度较弱的方向上，容易使工件变形，甚至可能产生振动，影响工件的加工精度。因此，应当设法减小或消除Fp的影响。

(7)车削切削力实验装置及配置扩展阅读

在外圆车削时，一般将这个切削合力F分解成三个互相垂直的分力（切削合力和分力)：切向力F──它在切削速度方向上垂直于刀具基面，常称主切削力；径向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向垂直，又称推力；

轴向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向平行，又称进给力。一般情况下，F最大，F和F较小，由于刀具的几何参数刃磨质量和磨损情况的不同和切削条件的改变，F、F对F的比值在很大的范围内变化。

⑧ 数控车床切削力的怎样计算，在下请教了

通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。

在实际中使用切削力的经验公式有两种：一是指数公式，二是单位切削力。指数公式：Fc=kc•ap•f=kc•hd•bd。kc=Fc/A d=Fc/(a p•f)=F c/(b d•h d) 。

Fp ———— 背向力（ N）；

Ff ———— 进给力（ N）。

(8)车削切削力实验装置及配置扩展阅读：

数控机床与普通机床相比，数控机床有如下特点：加工精度高，具有稳定的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

⑨ 简述切削力实验原理方法

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

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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。

⑩ 带锯条切削力计算

切削力源切削合力及其解切削功率

研究切削力进步弄清切削机理计算功率消耗刀具、机床、夹具设计制定合理切削用量优化刀具几何参数等都具非重要意义金属切削刀具切入工件使加工材料发变形并切屑所需力称切削力切削力源于三面：

克服加工材料弹性变形抗力；
克服加工材料塑性变形抗力；
克服切屑前刀面摩擦力刀具刀面渡表面与已加工表面间摩擦力

切削力源

述各力总形作用刀具合力Fr(标F)实际应用Fr解相互垂直Fx(标Ff)、Fy(标Fp)Fz(标Fc)三力车削：

Fz——切削力或切向力切于渡表面并与基面垂直Fz计算车刀强度设计机床零件确定机床功率所必需

Fx——进给力、轴向力或走刀力处于基面内并与工件轴线平行与走刀向相反力Fx设计走刀机构计算车刀进给功率所必需

Fy——切深抗力、或背向力、径向力、吃刀力处于基面内并与工件轴线垂直力Fy用确定与工件加工精度关工件挠度计算机床零件车刀强度与工件切削程产振关

切削力合力力

消耗切削程功率称切削功率Pm(标Po)切削功率力FzFx所消耗功率Fy向没位移所消耗功率于

Pm=(FzV+Fxnwf/1000)×10-3

其：Pm—切削功率（KW）；

Fz—切削力（N）；

V—切削速度（m/s）；
Fx—进给力（N）；
nw—工件转速（r/s）；
f—进给量（mm/s）

式等号右侧第二项消耗进给运功率相于F所消耗功率说般(<1%～2%)略计于 Pm=FzV×10-3

按式求切削功率要计算机床电机功率(PE)便选择机床电机应考虑机床传效率

PE≥ Pm/ηm

式 ：ηm—机床传效率般取0.75～0.85值适用于新机床值适用于旧机床

二 切削力测量及切削力计算机辅助测试

产实际切削力般采用由实验结建立起经验公式计算需要较准确知道某种切削条件切削力需进行实际测量随着测试手段现代化切削力测量发展场合已经能精确测量切削力切削力测量研究切削力行效手段目前采用切削力测量手段主要：

1. 测定机床功率计算切削力

用功率表测机床电机切削程所消耗功率PE按式计算切削功率Pm：

Pm=PEηm

切削速度v已知情况利用Pm即求切削力F种能粗略估算切削力够精确要求精确知道切削力通采用测力仪直接测量

2. 用测力仪测量切削力

测力仪测量原理利用切削力作用测力仪弹性元件所产变形或作用压电晶体产电荷经转换读Fz、Fx、Fy值自化产利用测力传装置产信号优化监控切削程

按测力仪工作原理机械、液压电气测力仪目前用电阻应变片式测力仪压电测力仪

3. 切削力计算机辅助测试

三 切削力经验公式切削力估算

目前已经积累量切削力实验数据于般加工车削、孔加工铣削等已建立起直接利用经验公式用经验公式约两类：类指数公式类按单位切削力进行计算

实践证明切削力影响素主要工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨损状态切削液等