“切削层变形的观察和测量”的计算机辅助实验教学

狄宝晶

（长安大学工程机械学院，西安710064）



“切削层变形的观察和测量”的计算机辅助实验教学

狄宝晶

（长安大学工程机械学院，西安710064）

摘要：根据多年教学经验，打破传统教学模式，总结并建立了“切削层变形的观察和测量”的计算机辅助实验教学。“切削层变形的观察和测量”是大学机械制造专业金属切削原理课的重要内容，也是机制专业学生认识和掌握切削机理的重要环节之一，在机械制造业中具有很强的实用性。以往采取的数据处理方法繁琐且准确性差，数据分析不直观，导致学生对复杂、抽象的教学内容理解困难。该课采用计算机辅助教学后，有效改变了此状况，学生的学习兴趣浓厚，学习成绩也获得了大幅提升。

关键词：计算机切削层变形切屑厚度测量

切屑形成过程及切削层变形规律是研究切削加工中各种物理现象（切削力、切削温度、刀具磨损、加工表面质量等）的基础，因而研究切削层变形具有十分重要的意义。

1 测量方法

显微镜测厚法，即把二维切削所获得的切屑根部磨片放在目镜有刻度尺的金相显微镜下测量其切屑厚度图（见图1），从而计算出各种条件下的变形系数ξ （ξ=αch/αc，αch为切屑厚度，αc为切屑层厚度）。

图1 金相显微镜下测量切屑厚度

2 变形系数与进给量关系曲线图

金相显微镜：目镜10×，物镜8×，放大系数0.016，变形系数ξ=（ach1+ach2+ach3）÷3×016÷ac。

其他参数：刀具主偏角κr为90°，切削速度V为170m/min，切削深度ap为3mm。根据计算机提问，输入各改变进给量值：f1=1mm/r、f2=2mm/r、f3=3mm/r、f4=4mm/r、f5=6mm/r、f6=8mm/r。

表1为输入改变进给量时各切屑厚度测量值，图2为计算机输出变形系数与进给量的关系曲线图。

表1 输入改变进给量时各切屑厚度测量值

图2 变形系数与进给量关系曲线图

3 变形系数与切削深度关系曲线图建立

刀具主偏角κr为90°，进给量f1为1mm/r，切削深度ap为3mm。根据计算机提问，输入改变切削速度值：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为输入改变切削速度时各切屑厚度测量值，图3为计算机输出变形系数与切削深度的关系曲线图。

表2 输入改变切削速度时各切屑厚度测量值

图3 变形系数与切削深度关系曲线图

4 总结

图2说明随着进给量的增加变形系数是条单调下降的曲线，图3说明随着切削速度的增加变形系数是条马鞍形曲线。

参考文献

［1］周泽华.金属切削原理［M］.上海：上海科学技术出版社，1998.

［2］狄宝晶.金属切削DBJ计算机辅助分析与计算系统使用说明书.

［3］赵芝眉，丁儒林.金属切削原理实验指导书［M］.北京：机械工业出版社，1986.

应用软件

［1］狄宝晶.金属切削DBJ计算机辅助分析与计算系统，中国软件登记中心，软著登字第0000715号，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