切削力测量实验数据的处理及分析.pptx

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1896192019872006切削力测量实验数据的切削力测量实验数据的处理及分析处理及分析18961920198720062背景及选题意义背景及选题意义切削力切削力切削过程中重要的物理参数之一，切削过程中重要的物理参数之一，其大小决定了切削过程中消耗的功率和其大小决定了切削过程中消耗的功率和加工工艺系统变形。

同时，切削力还直加工工艺系统变形。

同时，切削力还直接影响切削热的产生，并进一步影响刀接影响切削热的产生，并进一步影响刀具的磨损、破损、刀具耐用度等，对加具的磨损、破损、刀具耐用度等，对加工精度和加工质量有着直接的影响。

工精度和加工质量有着直接的影响。

因此，研究切削力的变化规律有助因此，研究切削力的变化规律有助于分析切削过程，对实际生产有很强的于分析切削过程，对实际生产有很强的指导意义。

指导意义。

图图1-切削实例图切削实例图18961920198720063实验目的实验目的对曲面铣削加工在不同进给量下测得的主切削力的对曲面铣削加工在不同进给量下测得的主切削力的实验数据进行处理。

实验数据进行处理。

以实际生产中常用的切削力经验模型为基础以实际生产中常用的切削力经验模型为基础，求得，求得切削力切削力与进给量的关系与进给量的关系函数模型并函数模型并与实际测得与实际测得值的拟值的拟合曲线进行合曲线进行对比和对比和误差分析误差分析。

18961920198720064实验原理实验原理实验采用实验采用YDX-III9702YDX-III9702三向压电铣削测力仪实现切三向压电铣削测力仪实现切削载荷的在线综合测试。

测试系统主要由测力仪削载荷的在线综合测试。

测试系统主要由测力仪（测力测力传感器传感器）、动态电阻应变仪、动态电阻应变仪（或放大器或放大器）、采集装置等、采集装置等组组成。

成。

图图2-YDX-III9702型测力仪实物图型测力仪实物图18961920198720065（11）实验实验条件条件机床：

机床：

XDXD一一4040型数控型数控铣床铣床刀具：

刀具：

66硬质合金硬质合金22刃球头刃球头铣刀铣刀仪器：

三向压电铣削测力仪、仪器：

三向压电铣削测力仪、YDYD一一2828型动态电阻应变仪、型动态电阻应变仪、INV306UINV306U智能智能信号采集处理分析仪、信号采集处理分析仪、DASP2006DASP2006智能智能数据采集和信号分析数据采集和信号分析系统系统试验材料：

试验材料：

4545钢钢实验方案简介实验方案简介图图3XD-40数控铣床数控铣床18961920198720066（22）实验研究对象）实验研究对象选择选择30mmX30mm30mmX30mm的试件毛坯的试件毛坯为研究对象，测量球头铣刀精铣为研究对象，测量球头铣刀精铣曲面时的切削力；曲面时的切削力；零件零件铣削示意图如图铣削示意图如图44所示所示：

实验方案简介实验方案简介图图4铣削示意图铣削示意图18961920198720067模型建立模型建立切削力经验公式：

切削力经验公式：

18961920198720068进给量进给量f（mm/r）0.020.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.26进给速度进给速度Vf（mm/min）20.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00160.00180.00200.00220.00240.00260.00转速转速n（r/min）1000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.00进给量进给量f（mm/r）0.280.300.320.340.360.380.400.420.440.460.480.50进给速度进给速度Vf（mm/min）280.00300.00320.00340.00360.00380.00400.00420.00440.00460.00480.00500.00转速转速n（r/min）1000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.001000.0018961920198720069一、实验数据一、实验数据189619201987200610二实验数据初步处理给定进给速度情况下，测得的铣削力表现为波动形式给定进给速度情况下，测得的铣削力表现为波动形式189619201987200611二实验数据初步处理SPSSSPSS中采用中采用正态概率纸正态概率纸法法验证铣削力验证铣削力FF的测量结果是否的测量结果是否符合正态分布符合正态分布189619201987200612二实验数据初步处理SPSSSPSS中中采采用用单单样样本本Kolmogorov-SmirnovKolmogorov-Smirnov法法验验证证铣铣削削力力FF的的测测量量结结果是否符合正态分布果是否符合正态分布189619201987200613二实验数据初步处理SPSSSPSS中中采采用用单单样样本本Kolmogorov-SmirnovKolmogorov-Smirnov法法验验证证铣铣削削力力FF的的测测量量结结果是否符合正态分布果是否符合正态分布189619201987200614进给量进给量f（mm/r）进给速度进给速度Vf（mm/min）转速转速n（r/min）均值均值方差方差进给量进给量f（mm/r）进给速度进给速度Vf（mm/min）转速转速n（r/min）均值均值方差方差0.0220.001000.00315.470.630.28280.001000.00558.041.010.0440.001000.00367.990.670.30300.001000.00561.010.940.0660.001000.00399.991.030.32320.001000.00568.000.970.0880.001000.00424.940.970.34340.001000.00577.031.070.10100.001000.00446.000.980.36360.001000.00582.951.010.12120.001000.00460.021.030.38380.001000.00587.991.040.14140.001000.00481.081.000.40400.001000.00593.000.990.16160.001000.00486.921.020.42420.001000.00605.001.000.18180.001000.00502.961.000.44440.001000.00607.031.040.20200.001000.00515.020.990.46460.001000.00610.991.010.22220.001000.00522.940.970.48480.001000.00618.051.020.24240.001000.00538.010.930.50500.001000.00624.971.000.26260.001000.00545.010.93189619201987200615189619201987200616189619201987200617四、可靠度分析根据根据下列公式求得相应参数的置信区间下列公式求得相应参数的置信区间：

X的均值2.7133Y的均值-0.6913184.193215.0995-46.231814.62150.554210.1401189619201987200618四、可靠度分析进一步进行回归计算得进一步进行回归计算得：

189619201987200619总结总结1.1.传统金属切削实验数据的处理方法是将数据以点坐传统金属切削实验数据的处理方法是将数据以点坐标的形式在双坐标系中描点，再将点连接成直线，标的形式在双坐标系中描点，再将点连接成直线，根据斜率与系数的关系以及一些几何知识确定切削根据斜率与系数的关系以及一些几何知识确定切削力方程，此种方法操作繁琐，并且精度较低。

相比力方程，此种方法操作繁琐，并且精度较低。

相比之下，采用之下，采用MATLABMATLAB拟合的方法更为有效；拟合的方法更为有效；2.2.为提高测量精度，准确监测切削力，由误差分布规为提高测量精度，准确监测切削力，由误差分布规律可知回归曲线是所有曲线中偏差平方和最小的，律可知回归曲线是所有曲线中偏差平方和最小的，因此采用最小二乘法求回归系数因此采用最小二乘法求回归系数CCFF和和yyFF。

3.3.由拟合后的曲线可以看出，实际由拟合后的曲线可以看出，实际值和拟合值基本吻合，偏差很小，值和拟合值基本吻合，偏差很小，可有效提高机床加工中的切削精可有效提高机床加工中的切削精度，改善零件质量，减少刀具磨损；度，改善零件质量，减少刀具磨损；1896192019872006谢谢！

敬请批评指正！