6 实验二 切削力实验 一、实验目的和要求 1. 了解切削测力仪的工作原理和测力方法和实验系统； 2. 掌握背吃刀量spa进给量f 和切削速度cv 对切削力的影响规律； 3. 通过实验数据的处理，建立切削力的经验公式。 二、实验及标定原理 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，输出到切削力实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倍数。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，才能进行切削力实验。 测量切削力的主要工具是测力仪，测力仪的种类很多。有机械测力仪、油压测力仪和电测力仪。机械和油压测力仪比较稳定、耐用。而电测力仪的测量精度和灵敏度较高。电测力仪根据其使用的传感器不同，又可分为电容式、电感式、压电式、电阻式和电磁式等。目前电阻式和压电式用得最多。 图 1 由应变片组成的电桥 电阻式测力仪的工作原理：在测力仪的弹性元件上粘贴具有一定电阻值的电阻应变片，然后将电阻应变片联接电桥。设电桥各臂的电阻分别是R1、R2、R3 和R4，如果R1/R2=R3/R4，则电桥平衡，即 2、4 两点间的电位差为零，即应变电压输出为零。在切削力的作用下，电阻应变片随着弹性元件发生弹性变形，从而改变它们的电阻。如图 1 所示。电阻应变片 R1 和R4 在弹性张力作用下，其长度增大，截面积缩小，于是电阻增大。R2 7 和 R3 在弹性压力作用下，其长度缩短，截面积加大，于是电阻减小，电桥的平衡条件受到破坏。2、4 两点间产生电位差，输出应变电压。通过高精度线性放大区将输出电压放大，并显示和记录下来。输出应变电压与切削力的大小成正比，经过标定，可以得到输出应变电压和切削力之间的线性关系曲线（即标定曲线）。测力时，只要知道输出应变电压，便能从标定曲线上查出切削力的数值。 实际使用的测力仪的弹性元件不像图 1 所表示的那样简单，粘贴的电阻应变片也比较多，由于要同时测量三个方向的分力，因而测力仪结构也较复杂。 使用复合国家标准的测力环做基准进行测力仪三受力方向的机械标定，可获得较高的精确度。机械标定（下称标定）还确定了三向力之间的相互响应关系，在测力过程中，通过计算，消除了各向之间的相互干扰，因而可获得较高的准确度。 标定切削...
