切削力实验报告

切削力实验报告（6篇）

1.切削力实验报告 篇一

基于切削力建模的结构件高效铣削加工技术

为了揭示铝合金切削机理,实现铝合金结构件的高效加工,采用工艺试验和理论分析相结合方法研究了铝合金结构件加工过程中的切削力模型.利用建立的切削力模型计算了给定切削参数下的.切削力,分析了某典型结构件翼面侧壁加工的受力情况,由受力分析可知,采用准高速段切削参数加工翼面可保持较小的切削力,有利于控制侧壁的加工变形.加工实例表明,该翼面可以进行高效加工,并可得到良好的加工质量和精度.

作 者：成群林 侯正全 唐建平安庆龙 陈明 作者单位：成群林,侯正全,唐建平(上海航天精密机械研究所)

安庆龙,陈明(上海交通大学)

刊 名：航天制造技术英文刊名：AEROSPACE MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(4)分类号：V4关键词：结构件 切削力 工艺试验 高效加工

2.切削力实验报告 篇二

关键词：YB415,涂层硬质合金刀片,切削力,三元线性回归分析

0 引言

由于涂层硬质合金刀片表面的涂层材料具有极高的硬度、耐磨性和稳定的化学性能等特点，故在切削加工中能显著提高切削速度，从而提高加工生产率。在切削过程中，切削力直接影响刀具的寿命和零件的加工质量，又是计算切削功率、设计和使用机床、刀具、夹具的重要依据。因此，研究硬质合金涂层刀具切削加工中的切削力，对生产实际具有指导意义。本文以YB415涂层硬质合金刀片为研究对象，通过实验测定切削力，再运用线性回归分析法推导出该刀具切削力的经验公式。

1 实验原理及测量系统的组成

1.1 实验原理

该实验选用YB415涂层硬质合金车刀，在改装成无级变速的C620-1车床上对正火处理后的45钢进行车削。在车削过程中，利用测力仪测量切削力，并将3个切削分力Fx、Fy、Fz由力电流变成力电压信号，经动态应变仪转化到A/D转换器转换成数字信号，再输入给计算机，对这些数据进行处理并绘出相应的力波形曲线，其结果用打印机打出来。

1.2 测量系统的组成

本实验测量系统主要由SDC-15测力仪、YD-15型动态电阻应变仪、A/D卡、计算机和转速数字显示仪等部分组成，如图1所示。其中，Fx对应应变仪的第1通道，Fy对应应变仪的第2通道，Fz对应应变仪的第3通道。

2 切削力的测定

测定切削力的步骤如下：

(1）对测力仪进行标定。在测定切削力前应该根据实验条件对测力仪进行标定，标定测力仪就是记录采集的电压值与加载在测力仪上的力之间的关系。标定时可以对测力仪的X向、Y向或Z向任意方向施加力，对Z方向施加力最为方便，直接把重量压在台面上即可实现，如图2所示。因为测力仪的线性度是很好的，所以加载一次即可。此次实验测力仪的标定值为：加载1kg、X向24N/V、Y向-23.6N/V、Z向-90N/V。

(2）调平应变仪。首先把衰减放在最大的一档上（100）调平衡，然后逐渐减小衰减，直到衰减为零即可。

(3）测量切削力。在确定切削进给量f、背吃刀量ap和切削速度v后开始切削，再用测力仪测定切削力Fz，此次实验进行了9次车削，实验数据见表1。

3 数据处理

本实验数据处理采用三元线性回归分析法。切削力指数形式的经验公式为：

其中：CFz为决定于被加工金属和切削条件的系数；YFz为进给量的指数；XFz为背吃刀量的指数；ZFz为切削速度的指数。

令，则切削力线性回归关系式可表示为：

假设：，则表1可以转换为表2的形式。

下面通过线性回归计算来求解式（2）中的回归系数b0、b1、b2、b3。依最小二乘法原理列方程组如下：

将数值代入式（3）解得：b1=0.231 4、b2=0.552 1、b3=0.041 6。再经过变换，解得b0=6.016。

最后得出的切削力表达式为：

4 结论

对式（4）的切削力经验公式进行了回归方程的显著性检验，所得数据见表3。

从检验值F分布表上查出：α=0.01时，临界值Fα=12.06。由于F=230.8>Fα，表明式（4）在α=0.01的水平上是高度显著的，即可信赖度为99%以上。因此，得出的切削力表达式可以应用于生产中，对实际生产具有一定的指导意义。

参考文献

[1]袁哲俊.金属切削实验技术[M].北京:机械工业出版社,1988.

[2]费业泰.误差理论与数据处理[M].北京:机械工业出版社,1981.

3.《学习力》读书报告 篇三

组员：周佳欢

陈乐

冯菁

顾敏敬

姜玲珑

姚望

蓝圣瑶

（10财管1班）

《学习力》读书报告

本书观点十分明确，思路十分清晰，首先给“学习力”下了一个十分准确的定义，学习动力，学习态度，学习能力的总和。

先说说“学习动力”，一个人学习，一定有他自己的目标和期望，所以首先明白为什么学习。在如今的应试教育制度下，许多人对学习的真正目的发生歪曲，我们学习不仅仅是为了分数，与其那样死读书，不如给自己定下一个个目标。对学习而言，目标越明显越能够让自己放下包袱，也越能调动学习的主动性和积极性。所以，学习中需要一个清晰的目标，我认为这一点十分重要。

看到哈佛大学的教育制度，我觉得这是一种十分先进，高效的制度。高效体现在它给了学生足够的自由空间去选择自己感兴趣的科目。有句话叫：兴趣是最好的老师，兴趣是学习力中最充沛，最快乐，最轻松，最美好，最活泼的品质。只要我们对学习有了兴趣，那么好奇心会驱使我们去探究进而去学习，而这样的学习才是最具有动力的。

《学习力》一书对我的启发概括一下有以下几点：1.学习力是一种学习的方式和解决问题的方法，有了创新能力我们才不会变为学习的奴隶。2.要明确自己的人生目标，也就是明白自己为什么学习，为了什么去学习。3.如果想要成功需要具备对学习的兴趣，一份好奇心以及百折不挠的毅力。

在哈佛，有一个公认的学习定律，就是W=X+Y=Z，看到时我迷惘，看到解释才知道，原来成功=勤奋学习+正确方法+少说废话。照我看来，这是对成功最精辟的诠释。其实不论你是在哈佛抑或是在别的大学，如果你严格用这个定律来衡量自己，那么成功将在等待着与你握手。很多人走出哈佛之后，就会有这种感触：他们已经不再惧怕任何困难，因为他们在哈佛的苦读中已经经受了炼狱般的煎熬。丘吉尔的最后一次演讲是在一个大学里，他用他的成功经验告诉我们：学习根本没有什么秘诀，有的话就只有两个，第一个是坚持到底，永不放弃；第二个就是当你想放弃的时候请回过头来再参考第一个秘诀去做：坚持到底，永不放弃。所以成功的学习百分之八十与态度有关。因为学习是一种滴水穿石的持久运动，没有捷径可走。

专注是学习力中最具有凝聚效力，整合效力的品质。多一份专注，添一份执着，坚持，坚持，再坚持，豁然间，你会发现，一点一滴地积累下你已经取得了巨大的成果。首先这本书就告诉了我们，进入哈佛的同学都需要把坏习惯扔到门外，树立良好的新习惯。以下几点，我觉得甚好：1.养成良好的读书习惯2.勤于观察3.善于质疑4.学会自学5.善于将知识融洽贯通，会举一反三6.自效管理自我。是的，进入了哈佛这个高校的门槛，你要想在里面开创自己的一片天，这都是最起码要做到的。

珍惜现在的大学生活吧，可能我们会觉得大学很空虚，远不及高中的充实，让我们感到在虚度光阴，可是我们需要看清现实，一旦离开这个学校，迎面而来的将会是复杂多变的社会，面对就业的压力以及我们对高薪工作的追求会让我们感叹：为什么当初不在大学里多学习一点，为什么不再多学一点？所以，让我们珍惜现在的“子宫时代”吧！既然进入了大学，我们便要抱着既来之，则安之的心态，摆正学习态度，培养专注的精神，失败中振作勇气，对时间有合理的分配和管理。

学习力是我们生活在21世纪最需要具备的能力，是一个人生存的最大资本，这是我读完《学习力》后最深的感触。

本书从选择最适合自己的学习方法，使自己完全融入学习之中，多听，多读，多观察，学会团队学习四个方面来说明怎样掌握学习方法，未来学家阿尔温托长勒早在20世纪就曾经预言：“21世纪的文盲，不是那些没有知识的人，而是那些不会学习的人，总而言之方法比事实更重要。”

读了这本书也让我受益匪浅，我获得了最有价值的知识，那就是关于学习方法的知识，那些看似非常有用的学习方法未必是适合自己的，只有你最喜欢，最适应的才是最好的，因为世界上没有绝对适合于任何一个人的学习秘诀。学习是个人行为，必须采取自己喜欢的方法，在选择了学习方法的同时，也让我懂得了怎样利用自己喜欢的模式，最重要的是我们要始终保持愉快的心情，不随便让自己的情绪受到影响，这有利于取得更好的学习效果，对于自己不喜欢的科目，要客观全面公正评价，并且要自我激励，予以警示。在运用这种学习方法的过程中，可以巧妙地控制好自己。任何事情都不可能一帆风顺，学习也一样。当学到一定程度，我就会感到疲倦，消沉，对自己的学习丧失了信心。现在我知道这属于学习的“高原时期”，是每个人都会遇到的，不必大惊小怪，可采用不在乎的态度，仍像以前一样继续努力，要坚信这种状态是暂时的，到了一定程度是会有转机的，同时要多读励志的书，名人传记，接近乐观朋友，这有助于提升乐观进取的力量。在学习的过程中，要遵循实践是认识的基础。我们如能在不断地求知学习的同时，又不能不抛弃可贵又可爱的婴儿原则，想必学习将不再枯燥和困难，而是十分惬意和轻松。若是“一团大”，也要摸一下，触一下，亲身体验一下，什么叫“温热”、“灼烧”、“炽烈”。在实践过程中要多观察，观察实在是一个人最基本的学习能力，正如伯特罗所说：“真理其实就存在于我们身边，并且只有通过观察才能认识。”

我对这本书是充满感激的，它不仅仅让我找到了适合自己的学习方法，还让我更加理性全面地看待学习过程中的不足。

选课绝对是门艺术，不仅要确立目标，还要懂得运筹学。选课的过程就是选择学习方向的过程，它将决定你能否学到真正需要的知识，能够正确选择课程的人，才能使自己每一天、每一小时、每一分钟的学习都是有效的，才能成为一个高效能的学习者。

成为一个高效能的学习者，这样才能保证在现在和将来都能以最快的速度，最短的时间从各种资源中学到新知识，获得新信息，未来学习惟一具有的持久优势，就是有能力学习地更快更好。

《学习力》该书在第四章中主要跟我们讲述了知识需要进行取舍，要善于利用时间，合理分配自己的精力，并且还要在自己的学习生活中学会排除干扰。

读了该书，给我最大的感悟就是要提高自己的学习办事效率，这在如今信息大爆炸的时代显得尤为重要，而且要想提高学习效率，就需要我们不断地更新学习方法，譬如运用探寻与质询的方法，运用因特网、电子词典等，它们能帮助我们更快、更好地学习。在学习中还必须要学会更高效的利用时间，优化事序，抓住事件的重要程度来合理分配自己的精力。该书也告诉我们真正懂得学习的人才能摆脱课堂的限制，不会把一切东西都往肚子里塞。这就要求我们要根据自己的兴趣爱好、性格等来合理定位自己，选择最佳适合自己的学科。同时，对于学习者来说，如果可以准确地在无穷无尽的知识中选择某一部分、某一领域来作为学习的方向，就比较容易成功。即使是一个智力一般的人，只要善于选定方向，发挥自己的优势，也能有所成就。所以，从自己的实际出发去选择学习的方向，这样学到的知识都是有用的，这样的学习才是高效的。从福尔摩斯的例子中我们就可以了解到任何一个有成就的人，他的知识、结构都能很好地为他的成功服务。知识是绝无止境的，但学习却必须有相对的止境，所学的知识对实现自己的目标够用即可，不够用时可随时加以补充，对实现目标没有多大用途的我们大可不必浪费太多的精力去学习。

该书很好地告诫了我们在学习工作中，必须分清主次，每天永远先做最重要的事，遇到难以解决的问题时可以先暂时搁置，把时间用在另一件事情上。同时，当我们需要专心致志干某一件事时，若遇到不必要的干扰因素，我们要及时的退避以及学会拒绝，学会说不。把握好自己的时间周期，在精力旺盛的时间段做最具效率的事情。

在哈佛，唯一不变的就是“变”。哈佛的学习格言中就有了一句“面对一轮又一轮的变革浪潮，经验不再奏效，知识不是唯一，机遇提供的帮助有限„„而可以让你拥有持久竞争力的便是创新思维。”其实，我们身边的一切的一切都在随时随地地发生着变化。如若谁对这些变化先做出反应，谁也就首先掌握住了竞争的先机，对变化把握得更全面也就掌握住了竞争的主动性。在这其中创新思维便是一条尤为重要的出路，同时也是学习力的核心竞争力，更是学习力中最具生命力和竞争力的品质。因此，我们必须学会独立思考和开放性地思考问题。

独立思考不仅是要独自一个人思考，而且还要做到不“迷信式学习”，不要过于迷信所谓的权威，要相信自己的思考，对自我有信心，有敢于质疑和挑战的信心和勇气，“迷信式学习”让我们容易屈从习惯、屈从于经验„„从而深深陷入于错误的沼泽中不能自拔，是让我们提升学习力的最大障碍。事物总是不断变化发展的，我们所生活的社会也是不断前进发展的，它伴随着新事物的产生和旧事物的灭亡。我们总是在不断改革中求发展、谋新路，那么，不可避免的，我们将会推翻现在的认为权威的认知。所以我们不必一味符合权威，正如书上所说的“伟人之所以成为伟人，是因为我们跪着。”所以我们进行角色转换，要从“跪立者”的角色转变到“站立者”的角色，那么，是否具有怀疑精神，是否具有提出问题的意识，就是创新思维成熟的标志。然而现今的教育是灌输式的教育，在这种教育方式的熏陶下，人们很容易“顺从”，创新思维就变得更重要了。

开放性地思考问题也是必不可少地一部分，要学习从多方面思考问题，有时也可从反方面想想事情和问题。我们需要自由的想象力，想象力能涵盖整个世界，推动前进，有时相信直觉也不错，没有什么是不可能，要敢想才会敢做。

看了本书后大大增强了我学习的积极性和自信心。

创新是学习力的最高境界。整个章节都是围绕创新展开的，从各个方面讲述了创新的作用、重要性、意义，以及例举古今伟人因其自身的创新精神而取得的各种成就。从而得出每个人都应该培养创新精神，具有知识应用能力和具备问题意识。

“创造是学习力的最高境界，如果一个人学习的结果，是使自己什么也不会创造，那他的一生将永远是模糊和抄袭。学习的目的是，就是要使自己最快达到这种境界。”这是章题目下的小标，这就说明了，创新的重要性。紧接着科比就提出了：创新力士一流人才和三流人才的分水岭；傻瓜是没有创新力的。领导与教育国际中心主任威尔特·达谷特曾经将学习分为三个目的：第一是学会学习即你如何能学的更好更快更轻松，第二是学会思考即不要让自己成为一个被动的知识承受着，第三是学会创造即它是学习的最高境界它会让你学会创造。从中我们可以认识到教育的目的是培养反思性，经过良好的训练，有知识、严谨社会责任意识和具有独立创造能力的人。由此哈佛的毕业生中有多名诺贝尔奖的得主和国家科学奖章得，而哈佛的退学学生中也有许多杰出的人才。反观中国，虽然有遍地都是大学生，由于在上中小学时，只注重成绩，缺乏创造力的培养，导致学生只会做题目，却没有大胆、独特的创造性思维。

从《学习力》中，我们收获颇多。作为一个学生，不论将来我们朝何处发展，我们都需要清楚有效的进行思考和写作；对我们将来从事的专业有一定的认识度；具有文学和艺术方

面的审美能力和理性知识；能够运用现代科学的概念和分析能力；对道德有一定的认识和思考；积累丰富的社会经验。

4.推拉力测试报告格式 篇四

规范实验人员提供作业步骤，确保实验结果的准确性，并使实验设备得到维护。2．0范围

适用于公司所有产品的推力实验，拉力实验，压力压强实验。3．0职责

3．1品管部实验员按此指引作业和保养； 3．2品管部主管负责督导下属执行。4．0定义

无

5．0工作内容

5.1推拉力测试仪 5.2推力实验步骤

5.2.1将推拉力仪如图1固定在测试架上，并装上推力测试头，打开电源，设置显示

使其合符实验要求。5.2.2将被测样品装在辅助工装上，放置在测试架底部工作台面上，然后转动螺丝杆

如图2，达到实验要求数值后停止保持5秒松开。5.2.3按《试验作业标准》中要求检验被测样品，并将检验结果记录在《qa成品检验

报告》中。

5.3拉力试验步骤

5.3.1将推拉力仪如图1固定在测试架上，并装上推力测试头，打开电源，设置显示 5.3.2将被测样品如图4所示，挂在挂钩上，然后转动螺丝杆，达到实验要求数值后停止保持5-10秒松开。

5.3.3按《试验作业标准》中要求检验被测样品，并将检验结果记录在《qa成品检验

报告》中。

5.4压力压强实验步骤按《试验作业标准》中执行。5.5当实验完备后将设备擦拭干净，放入盒中，此仪器是电子产品，电力不够时应按产品说明书中要求及时充电。6．0相关文件

《试验作业标准》 7．0相关表格

《qa成品检验报告》 8．0附录

无篇二：亿光拉力测试报告 1 / 5 2 / 5 3 / 5 4 / 5 5 / 5 篇三：拉拔力测试报告

一、检测项目: 拉拔力测试

二、检测条件: 2.1.试验时间: 2016/01/04 2.2试验地点: 品保部实验室, 2.3测试设备: 推拉力测试机 2.4试验方法: 2.4.1.将产品固定在推拉力测试治具上，并将推拉力测试机归零，测试点焊小铁件能承受的拉力值。

5.切削力实验报告 篇五

GCr15轴承钢属于高硬度、高强度、耐磨难加工材料。这类工件经淬火或低温去应力退火后硬度高达HRC50-65, 广泛应用于制造各种对硬度和耐磨性要求较高的基础零部件如轴承和齿轮等。淬硬钢的精加工通常采用传统的磨削方法加工, 随着新型刀具材料聚晶立方氮化硼PCBN的出现, 采用超硬材料PCBN刀具实现以车代磨的方法完成零件的精加工, 已成为一个新的加工途径[1]。

在切削过程中, 切削力直接决定着切削热的产生, 并影响刀具使用寿命、加工精度和已加工表面质量[2]。由于PCBN刀具的刃口具有负倒棱或钝圆的结构, 因此, 刀具挤压切削层金属时的挤压方式不同, 而造成切削规律有较大差异[3]。

2 切削试验

2.1 试验方法及条件

PCBN刀片CB7015刀片主要是针对淬硬钢零件加工时的高质量表面以及高生产率加工而开发的。表面带有涂层, 在连续和轻微断续条件下精加工, 可以用于高速切削。7015WH刀片切削刃是“T”型刀, 即负前角韧带;CB7015刀片属于“S”型切削刃, 即负前角韧带和ER钝化处理。其几何参数如表1所示, 工件材料为GCr15轴承钢, 通过热处理得到硬度HRC62-64的试验用料。在干式切削条件下, 通过系统改变切削用量 (切削速度、进给量和切削深度) 进行切削力的试验研究, 切削用量取切削速度Vc在160-225m/min, 切削深度ap在0.05-0.15mm, 进给量f在0.05-0.1mm/r, 通过单因素实验法, 研究高速切削状态下切削力的变化规律。

机床为CA6140, 配有变频调速装置, 用转速表进行切削速度的检测。采用应变式测力仪测量切削力。

2.2 切削力的特征

在硬态切削过程中, 切削力是衡量整个工艺系统稳定性和切削加工精度的主要因素。由于PCBN刀具材料脆性大, 因此使用前一般都要进行钝化 (R200-400-μm) 和倒棱处理[5]。在切削过程中, 由于切削深度和进给量均很小, 钝圆和负倒棱实际上成为刀具主要参与切削的部分。由PCBN刀具切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力测量结果可知, 当v=200m/min, f=0.15mm/r, ap分别取0.05, 0.08, 0.1mm时, 随着切削深度的增加切削力明显增大, 当v=200m/min, ap=0.1mm, f分别取0.05, 0.1, 0.15时, 随着进给量的增加, 切削力明显增大。当ap=0.1, f=0.15, v分别取160, 200, 225m/min时, 随着切削速度的增加, 切削力有减小的趋势, 但T型刃切削力变化不很明显。

2.3 已加工表面质量

加工后的工件用便携式表面粗糙度测量仪TR240可检测工件的表面质量, 在相同切削用量下 (Vc=225m/min, ap=0.1mm, f=0.15mm) , 用CB7015WH刀片加工的工件1和CB7015刀片加工的工件2表面粗糙度如图1所示。测量结果表明:用倒棱刀具可获得比钝圆刀具更好的加工表面质量, 其加工精度可达到磨削的要求。这是因为负倒棱切削刀刃口锋利加上刀片涂层, 可增强PCBN刀具的耐磨性并保持较低的摩擦系数, 可有效降低切削力, 适于进行高速切削, 在微量进给和切深条件下, 可获得较好的加工表面质量。S型切削刃由于刃口经过钝化处理, 使切削过程中的犁耕作用比较明显, 切削变形加大影响加工表面质量。

3 硬态切削力的有限元建模

3.1 有限元模型的建立和边界条件

将高速硬切削过程简化为直角自由切削, 采用平面应变单元, 工件材料为GCr15, 并把工件材料看作弹塑性材料, 在模型中假定其为具有一定厚度的长方形。在仿真模型中假定其为刚体, 切削时不产生变形, 内部材料不参与计算, 整个模拟采用二维平面应变分析。

3.2 仿真切削力的特征

通过有限元软件Deform仿真试验参数下T型和S型切削刃的切削力, 其仿真如下:随着在切削速度Vc的增加切削力减小;切削深度ap和进给量f增加都会使切削力增加。与试验结果高速状态下切削力的变化趋势相同。

3.3 仿真应力分布

如图2所示, 在切削厚度都是0.05mm, 切削速度200m/min的切削条件下, 钝圆刀具比倒棱刀具对切削区的应力略大, 但是对切削区域的影响较大, 因此钝圆刀具比倒棱刀具的切削力要大。

4 结论

4.1 在高速硬切削过程中, 使用倒棱结构的切削力小于倒棱加钝圆, 切削力随着进给量和切削深度增加而增加, 随着切削速度的增加而呈减小的趋势。

4.2 高速硬切削试验结果表明倒棱可获得比倒棱加钝圆刀片更好的加工表面质量。

4.3 相同切削条件下, 在允许的误差范围内, 仿真结果与试验值具有较好的一致性。

4.4 仿真刀具与屑接触的最大有效应力倒棱加钝圆结构略高于倒棱结构的切削刃

参考文献

[1]jing shi, C.Richard liu:on Predicting Softening Effects in Hard Turned Surfaces-Part I:Construction of Material Soft-ening Model.Journal of Manufac-turing Science and Engineering, August2005.P476-483.

[2]周泽华.金属切削原理[M].上海科学技术出版社.2000.3.

[3]文东辉, 刘献礼.用PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢[J].工具技术.2002.3.

[4]刘献礼, 胡景姝.超硬刀具技术及清洁技术的最新发展[J].机械工程师.2005.3.P10-11.

6.切削力实验报告 篇六

关键词：平均削力模型,切削力数据

0 引言

我们建立了一个简易的平均切削力模型,只考虑某一种刀具、某一种材料,某一个铣削深度的特定条件下的平均切削力模型,在此模型中的平均切削力F只与两个独立参数即有效切削深度δe和进给速度f有关,通过正交实验法,取第一个影响切削力的因素有效切削深度δe的7个有代表性的值,再取影响切削力的第二个因素进给速度f的有代表性的12个值,按7×12=84个实验数据,建立了一个基于平均切削力的简易平均切削力模型F=F(δe,f)。

1 切削力数据的获得

为了获得平均切削力模型的切削数据,采用如下试验方案:机床:XK714A;刀具:φ12高速钢铣刀;工件材料:45#钢HRC37;测力仪:YDX-B型三向压电式铣削力测力仪(所测力为主铣削力FC);轴向切深:1mm;主轴转数:1500r/min;切削条件:不加切削液;试验目的:改变铣削宽度ae,ae从0.1D一直变化到0.7D,以公差为0.1D的等差数列排布,D为刀具直径,为φ12mm。在不同的切削速度下,切削速度从50mm/min一直变到600mm/min,以公差为50的等差数列排布,测量铣削力大小的变化,建立铣削力大小与有效切削深度δe和进给速度f的数学模型。实验方法:选定一个铣削宽度后,改变进给速度大小(50-600mm/min),计录切削力12个值的大小。再改变一个铣削宽度后,改变进给速度大小(50-600mm/min),计录切削力12个值的大小。注意在ae取最大,f取最大时,仔细观察机床和测试台有无振动及切削噪音大小问题。

2 平均切削力模型的建立

铣削力F一般来讲,可分解为三个相互垂直的分量:(1)主切削力FC为总切削力在铣刀主运动方向上的的分力,它消耗功率最多。(2)垂直切削力FCN为在工作平面内,总切削力在垂直于主运动方向上的分力,它使刀杆产生弯曲;(3)背向力FP为总切削力在垂直于工作平面上的分力。我们本课题所说的切削力及指主切削力FC,主切削力经验计算公式:主切削力FC=kFC9.81(65.2)ae0.86fz0.27apZd-0.86。其中:kFC修正系数:加工钢料时kFC=(σb/0.637)0.30σb单位:GPa;加工铸铁时kFC=(布氏硬度值/0.637)0.30;ae侧吃刀量;fz每齿进给速度;ap背吃刀量;Z刀齿数;d铣刀直径。通过实验数据与理论切削力的计算对比,发现有些差异,经分析,修正系数是极其关键的因数,加工材料的不同硬度变化都会影响到切削力的变化。由于有效切削深度δe与铣削宽度ae存在式。δe=ae/R,R表示刀具半径,所示的数学关系,所以可以通过铣削宽度ae求得有效切削深度δe,从而建立平均切削力模型。用平均切削力的试验数据,以有效切削深度、进给速度和平均切削力三个参数的数值分别为X、Y、Z坐标值,就可以得到一系列的离散数据点,对这些离散点进行曲面拟合后,就可以得到该试验条件下的平均切削力曲面模型。Matlab软件以其强大的数据分析处理功能以及简洁易懂的编程语言,在很多领域都有了广泛的应用,它的图形处理功能很强大,可以绘制函数图形,绘制专业图形,处理图像,处理图形句柄,绘制三维图形,创建图形用户界面等。在这里利用Matlab软件对实验数据进行插值处理功能和绘制三维图形功能。等切削力曲线是根据上面的平均切削力模型生成的。生成等切削力曲线前,我们先要设定切削力的值Flim,考虑到发挥机床的最大效能,Flim取加工时允许的最大切削力。理论预期是在此平均切削力下进行切削加工,平均切削力的上限可以根据加工条件获得,如刀具允许的最大切削力,或者是根据加工人员的经验设定一数值。设定了Flim=600后,我们只需用平行于X、Y平面的平面Z=600N与平均切削力曲面模型求交,即可获得等切削力曲线。在此可利用Matlab软件等高线功能,得到Z=600N的X、Y一些对应数值,即侧向切深δe与进给速度在切削力为600牛时的对应值,再用插值法和n次函数拟合法得到侧向切深δe与进给速度的三次拟合方程。求出的Flim=600N,等切削力曲线方程:y=-1605x3+7110x2-11025x+6225,其中y表示进给速度,x表示有效侧向切深δe。进给速度与有效切削深度的数学关系式为f=-1605δe3+7110δe2-11025δe+6225。当刀具、轴向切削深度或主轴转速、刀具材料、工件材料、切削条件等工艺参数发生变化时,平均切削力模型也随之发生变化。更多加工条件下的平均切削力模型的有待日后进一步完善。

3 进给速度的自动优化

对生成的NC程序的刀位文件需要对数据进行预处理。数控加工层切法刀位文件数控代码中很多指令都属于模态指令,模态指令又称续效指令,一经程序段中指定,便一直有效,直到后面出现同组另一指令或被其他指令取消时才失效。编写程序时,与上段相同的模态指令可以省略不写,这一特点虽然简化了数控程序,但却给我们获取刀位数据带来了不便。如果按程序段提取参数必然导致参数“丢失”。对于程序段“丢失”的参数信息,必须在以前的程序段找回。本文编制了独立的数据处理软件(vb程序编写)来对数控加工程序进行预处理,保证数控加工相关参数的完整性。经过预处理后,数控程序转换成按行列存储的文本文件,且生成的文本文件中,每行对应数控加工程序中的一个程序段,每行的记录了一个刀位点位置信息和工艺参数信息。预处理后的具体格式为,第一行是表头,分N、G、X、Y、Z、I、J、K、F、S和M共11栏,对应不同的数控指令。从第二行开始到最后一行(假设为n+1行),是从该数控程序提取出来的参数列表,也可以理解为一个n×11的矩阵。