《金属切削原理与刀具》实验.ppt

金属切削原理与刀具 实 验 指 导,河南科技学院机电学院 2011年9月,实验一：车刀几何角度测量 实验二：切削力测定与分析 实验三：刀具磨损及耐用度实验,实 验 项 目,一、实验目的 熟悉车刀切削部分的构造要素，根据车刀几何角度的定义测量车刀的几何角度。 了解车刀量角仪的结构，学会使用车刀量角仪测量车刀几何角度的方法。 二、实验要求 加深理解刀具标注角度的参考系，各坐标平面的位置（静态的）。 根据测量结果绘制车刀几何角度图。 进一步熟悉各剖面之间的角度关系。,实验一：车刀几何角度测量,三、实验设备,实验一：车刀几何角度测量,车刀量角仪,车刀一套,四、实验方法与步骤 校准车刀测角仪的原始位置 理解正交平面参考系各参考平面的位置 借助刀杆比划出车刀上的相应角度 基面Pr内角度的测量 正交平面Po内角度的测量 切削平面Ps内角度的测量 车刀角度测量视频,实验一：车刀几何角度测量,五、绘制外圆车刀和切断刀的工作图 首先画出车刀的正视图 画出车刀俯视图 过车刀主刃上选定点画出主剖面 过车刀副刀刃上选定点画出副剖图 画出切削平面S向视图 标注车刀主刀刃四个基本角度o、o、Kr、 s和副切削刃的基本角度Kr、o，标注刀杆尺寸及车刀主要技术要求等 此外，必要时应画出局部放大图,实验一：车刀几何角度测量,六、车刀几何角度参考图,实验一：车刀几何角度测量,外圆车刀几何角度图,实验一：车刀几何角度测量,切断刀几何角度图,实验二：切削力测定与分析,一、实验目的 了解SDC-CJ4F精密通用切削测力仪的组成、工作原理、调整及标定方法。 研究切削速度v、切削深度 ap和进给量对切削力的影响规律。 掌握单因素法测量切削力，了解正交实验法。 通过对实验数据的处理，建立主切削力（或轴向力）的经验公式： 同理，可建立进给力（轴向力）、背向力（径向力）或切削扭矩的经验公式：,实验二：切削力测定与分析,二、实验仪器设备 车床（钻床或铣床） 1台 SDC-CJ4F精密通用切削测力仪(由应变式切削力传感器、数据放大器、数据采集卡 、计算机等组成) 1台 外圆车刀（或钻头、铣刀） 1把 试件（中碳钢棒料或板料） 1件 卡尺 1把 双对数坐标纸,实验二：切削力测定与分析,三、实验原理 电阻式测力仪的基本原理是通过电阻应变式传感器将切削力的大小转换成电压的大小，然后再经过标定换算成对应的切削力值。 切削时，切削力经工件或刀具转递给测力仪的传感器，从而使传感器中的应变片发生变形，从而电阻值也随之变化。,测力仪传感器,实验二：切削力测定与分析,电阻的变化通过传感器中的电桥表现为电桥电压的变化。但是由于电阻变化很小，所以传感器输出电压的变化也很小，将输出电信号接入经动态应变放大器放大，并经数据采集模块转换、处理以后，可直接显示切削力的数值。,测力仪总体构成图,车削力测试现场,实验二：切削力测定与分析,四、实验步骤 （一）准备工作 安装工件、刀具，连接测力仪，并记录刀具几何角度。熟悉机床的操纵手柄及操作方法，注意安全操作。 确定实验条件 （二）切削实验 用单因素法进行实验，即在固定其它因素，只改变一个因素的条件下，测量出切削力，并将实验条件和结果填入实验报告表中。然后，按照教材中所述方法建立切削力的指数公式。,实验二：切削力测定与分析,五、车削加工的切削力特征 （一）切削力的时域特征,切削力时域波形图 （vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp，通道2是进给力Ff，通道3是主切削力Fz）,实验二：切削力测定与分析,（二）切削力的频域特征,切削力功率谱 （vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp）,实验二：切削力测定与分析,（三）切削分力对比,切削分力对比 （vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp）,实验二：切削力测定与分析,六、实验数据处理方法 实验数据表 实验数据处理方法 图解法 最小二乘法,一、实验目的 熟悉金属切削刀具的常见磨损形式。 了解刀具的主要磨损原因。 初步掌握刀具耐用度方程的建立方法。 了解金属切削刀具的常见磨损形式。 二、实验要求 加深理解刀具磨损的主要形式，并对明显的磨损原因进行简单分析。 了解刀具的磨损过程，能根据实验结果建立刀具耐用度方程。,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,三、实验设备 车床 1台 YT15硬质合金外圆车刀 数把 正火、调质、淬火态45#钢棒料 各1根 卡尺 1把 光学显微镜 1台 高倍率体视显微镜或扫描电镜 1台,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,四、实验步骤 准备工作 (1) 熟悉CA6140机床的操纵手柄及操作方法，注意安全操作。按照要求安装工件和车刀，并对准工件中心高。 (2) 确定实验条件。 切削实验 (1) 测定相同实验条件下切削不同工件材料的刀具耐用度。,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,(2) 固定和ap，依次改变c，进行切削，测定不同速度下的刀具耐用度，并画出不同切削速度下的刀具磨损曲线和在双对数坐标下的c-T曲线，建立实验条件下的刀具耐用度公式(泰勒公式)： (3) 进行不同c、ap下的切削实验，定期观察刀具的磨损形貌，辨别磨损形式、分析其磨损原因。 注：实验结果的处理方法请参照教材和实验二所述。,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,刀具耐用度方程建立方法,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,刀具耐用度快速实验法 以VB为函数的磨损方程法,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,附：刀具耐用度快速实验法 以VB为函数的磨损方程法,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,附：刀具耐用度快速实验法 以VB为函数的磨损方程法,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,附：刀具耐用度快速实验法 以VB为函数的磨损方程法,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,刀具耐用度的其他快速实验法,四、常见的刀具失效形式 常见磨损形式,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,刀具的磨损形式,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,后刀面磨损,前、后刀面磨损,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,氧化磨损,前面月牙洼磨损,常见破损形式,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,刃口崩碎,梳状裂纹 刃口破碎,实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验,塑性扭转变形,结 束,