“切削層變形的觀察和測(cè)量”的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)

狄寶晶

（長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院，西安710064）

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“切削層變形的觀察和測(cè)量”的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)

狄寶晶

（長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院，西安710064）

摘要：根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，總結(jié)并建立了“切削層變形的觀察和測(cè)量”的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。“切削層變形的觀察和測(cè)量”是大學(xué)機(jī)械制造專業(yè)金屬切削原理課的重要內(nèi)容，也是機(jī)制專業(yè)學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握切削機(jī)理的重要環(huán)節(jié)之一，在機(jī)械制造業(yè)中具有很強(qiáng)的實(shí)用性。以往采取的數(shù)據(jù)處理方法繁瑣且準(zhǔn)確性差，數(shù)據(jù)分析不直觀，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)復(fù)雜、抽象的教學(xué)內(nèi)容理解困難。該課采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)后，有效改變了此狀況，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣濃厚，學(xué)習(xí)成績也獲得了大幅提升。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)切削層變形切屑厚度測(cè)量

切屑形成過程及切削層變形規(guī)律是研究切削加工中各種物理現(xiàn)象（切削力、切削溫度、刀具磨損、加工表面質(zhì)量等）的基礎(chǔ)，因而研究切削層變形具有十分重要的意義。

1 測(cè)量方法

顯微鏡測(cè)厚法，即把二維切削所獲得的切屑根部磨片放在目鏡有刻度尺的金相顯微鏡下測(cè)量其切屑厚度圖（見圖1），從而計(jì)算出各種條件下的變形系數(shù)ξ （ξ=αch/αc，αch為切屑厚度，αc為切屑層厚度）。

圖1 金相顯微鏡下測(cè)量切屑厚度

2 變形系數(shù)與進(jìn)給量關(guān)系曲線圖

金相顯微鏡：目鏡10×，物鏡8×，放大系數(shù)0.016，變形系數(shù)ξ=（ach1+ach2+ach3）÷3×016÷ac。

其他參數(shù)：刀具主偏角κr為90°，切削速度V為170m/min，切削深度ap為3mm。根據(jù)計(jì)算機(jī)提問，輸入各改變進(jìn)給量值：f1=1mm/r、f2=2mm/r、f3=3mm/r、f4=4mm/r、f5=6mm/r、f6=8mm/r。

表1為輸入改變進(jìn)給量時(shí)各切屑厚度測(cè)量值，圖2為計(jì)算機(jī)輸出變形系數(shù)與進(jìn)給量的關(guān)系曲線圖。

表1 輸入改變進(jìn)給量時(shí)各切屑厚度測(cè)量值

圖2 變形系數(shù)與進(jìn)給量關(guān)系曲線圖

3 變形系數(shù)與切削深度關(guān)系曲線圖建立

刀具主偏角κr為90°，進(jìn)給量f1為1mm/r，切削深度ap為3mm。根據(jù)計(jì)算機(jī)提問，輸入改變切削速度值：V1=7 . 5m/min、V2=22 . 5m/min、V3=30m/min、V4=50m/min、V5=60m/min、V6=95m/min、V7=170m/min、V8=210m/min、V9=240m/min。

表2為輸入改變切削速度時(shí)各切屑厚度測(cè)量值，圖3為計(jì)算機(jī)輸出變形系數(shù)與切削深度的關(guān)系曲線圖。

表2 輸入改變切削速度時(shí)各切屑厚度測(cè)量值

圖3 變形系數(shù)與切削深度關(guān)系曲線圖

4 總結(jié)

圖2說明隨著進(jìn)給量的增加變形系數(shù)是條單調(diào)下降的曲線，圖3說明隨著切削速度的增加變形系數(shù)是條馬鞍形曲線。

參考文獻(xiàn)

［1］周澤華.金屬切削原理［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998.

［2］狄寶晶.金屬切削DBJ計(jì)算機(jī)輔助分析與計(jì)算系統(tǒng)使用說明書.

［3］趙芝眉，丁儒林.金屬切削原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

應(yīng)用軟件

［1］狄寶晶.金屬切削DBJ計(jì)算機(jī)輔助分析與計(jì)算系統(tǒng)，中國軟件登記中心，軟著登字第0000715號(hào)，1995.

"The Observation and Measurement of Cutting Layer Deformation" Computer Aided Experiment Teaching

DI Baojing
（College of engineering and mechanical engineering,Chang'an University, Xi'an 710064）

Abstract:The author of this paper, according to the teaching experience of the course for many years, has broken the traditional teaching mode and has established the computer aided experimental teaching of "The observation and measurement of cutting layer deformation". The observation and measurement of cutting layer deformation, it is the important content of the metal cutting principle in University machinery manufacturing. It is also one of the important links in the mechanism of students' understanding and mastery of cutting mechanism. In the past, the data processing method is tedious and the accuracy is poor, the data analysis is not intuitive. Students' understanding of complex and abstract teaching content is difficult. After the class uses Computer Assisted Instruction, effectively changed this situation, students learning interest, a substantial increase in performance.

Key words:Computer,Cutting layer deformation,Chip thickness measurement