切削力测量实验数据的处理及分析
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图1-切削实例图
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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 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，求得 切削力与进给量的关系函数模型并与实际测得值的拟 合曲线进行对比和误差分析。
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实验原理
实验采用YDX-III9702三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(测力 传感器)、动态电阻应变仪(或放大器)、采集装置等 组成。
0.40
0.42
0.44
0.46
0.48
0.50
进给速度Vf(mm/min)
280.00
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转速n(r/min)
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SPSS中采用正态概率纸法验证铣削力F的测量结果是否 符合正态分布
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二实验数据初步处理
SPSS 中 采 用 单 样 本 Kolmogorov-Smirnov 法 验证铣削力 F 的测量结 果是否符合正态分布
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二实验数据初步处理
SPSS 中 采 用 单 样 本 Kolmogorov-Smirnov 法 验证铣削力 F 的测量结 果是否符合正态分布
446.00 460.02 481.08 486.92 502.96 515.02 522.94 538.01 545.01
0.97
0.98 1.03 1.00 1.02 1.00 0.99 0.97 0.93 0.93
0.34
0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50
进给量f(mm/r) 0.28 0.30 0.32
进给速度 Vf(mm/min) 280.00 300.00 320.00
转速n(r/min) 1000.00 1000.00 1000.00
均值 558.04 561.01 568.00
方差 1.01 0.94 0.97
0.08
0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26
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切削力测量实验数据的 处理及分析
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背景及选题意义
切削力
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。 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 的指导意义。
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一、实验数据
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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
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二实验数据初步处理
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四、可靠度分析
进一步进行回归计算得：
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总结
1. 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， 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 之下，采用MATLAB拟合的方法更为有效； 2. 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， 因此采用最小二乘法求回归系数CF和yF。 3. 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， 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；
340.00
360.00 380.00 400.00 420.00 440.00 460.00 480.00 500.00
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577.03
582.95 587.99 593.00 605.00 607.03 610.99 618.05 624.97
图2 - YDX-III9702型测力仪实物图
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实验方案简介
（1）实验条件
•机床：XD一40型数控铣床 •刀具：Φ 6硬质合金2刃球头铣刀 •仪器：三向压电铣削测力仪、YD一 28型动态电阻应变仪、INV306U智能 信号采集处理分析仪、DASP2006智能 数据采集和信号分析系统
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进给量f(mm/r)
0.02
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0.16
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进给速度Vf(mm/min)
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图3 – XD-40数控铣床
•试验材料：45钢
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实验方案简介
（2）实验研究对象
选择Φ 30mmX30mm的试件毛坯 为研究对象，测量球头铣刀精铣 曲面时的切削力；
零件铣削示意图如图4所示：
图4 – 铣削示意图
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模型建立
切削力经验公式：
220.00
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转速n(r/min)
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进给量f(mm/r)
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进给量f(mm/r) 0.02 0.04 0.06
进给速度Vf(mm/min) 20.00 40.00 60.00
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均值 315.47 367.99 399.99
方差 0.63 0.67 1.03
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谢谢！ 敬请批评指正！
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1.01 1.04 0.99 1.00 1.04 1.01 1.02 1.00
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四、可靠度分析
根据下列公式求得相应参数的置信区间：
X的均值
Y的均值
2.7133
-0.6913 184.1932 15.0995 -46.2318 14.6215 0.55421 0.1401
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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 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，求得 切削力与进给量的关系函数模型并与实际测得值的拟 合曲线进行对比和误差分析。
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实验原理
实验采用YDX-III9702三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(测力 传感器)、动态电阻应变仪(或放大器)、采集装置等 组成。
0.40
0.42
0.44
0.46
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0.50
进给速度Vf(mm/min)
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转速n(r/min)
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SPSS中采用正态概率纸法验证铣削力F的测量结果是否 符合正态分布
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二实验数据初步处理
SPSS 中 采 用 单 样 本 Kolmogorov-Smirnov 法 验证铣削力 F 的测量结 果是否符合正态分布
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二实验数据初步处理
SPSS 中 采 用 单 样 本 Kolmogorov-Smirnov 法 验证铣削力 F 的测量结 果是否符合正态分布
446.00 460.02 481.08 486.92 502.96 515.02 522.94 538.01 545.01
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进给量f(mm/r) 0.28 0.30 0.32
进给速度 Vf(mm/min) 280.00 300.00 320.00
转速n(r/min) 1000.00 1000.00 1000.00
均值 558.04 561.01 568.00
方差 1.01 0.94 0.97
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0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26
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切削力测量实验数据的 处理及分析
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背景及选题意义
切削力
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。 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 的指导意义。
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一、实验数据
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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
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二实验数据初步处理
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四、可靠度分析
进一步进行回归计算得：
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总结
1. 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， 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 之下，采用MATLAB拟合的方法更为有效； 2. 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， 因此采用最小二乘法求回归系数CF和yF。 3. 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， 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；
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582.95 587.99 593.00 605.00 607.03 610.99 618.05 624.97
图2 - YDX-III9702型测力仪实物图
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实验方案简介
（1）实验条件
•机床：XD一40型数控铣床 •刀具：Φ 6硬质合金2刃球头铣刀 •仪器：三向压电铣削测力仪、YD一 28型动态电阻应变仪、INV306U智能 信号采集处理分析仪、DASP2006智能 数据采集和信号分析系统
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进给量f(mm/r)
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进给速度Vf(mm/min)
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120.00
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图3 – XD-40数控铣床
•试验材料：45钢
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实验方案简介
（2）实验研究对象
选择Φ 30mmX30mm的试件毛坯 为研究对象，测量球头铣刀精铣 曲面时的切削力；
零件铣削示意图如图4所示：
图4 – 铣削示意图
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模型建立
切削力经验公式：
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进给量f(mm/r) 0.02 0.04 0.06
进给速度Vf(mm/min) 20.00 40.00 60.00
转速n(r/min) 1000.00 1000.00 1000.00
均值 315.47 367.99 399.99
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谢谢！ 敬请批评指正！
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四、可靠度分析
根据下列公式求得相应参数的置信区间：
X的均值
Y的均值
2.7133
-0.6913 184.1932 15.0995 -46.2318 14.6215 0.55421 0.1401