1、 专业综合实验专业综合实验 综合实验名称：综合实验名称： 不同切削参数下数控机床的机械不同切削参数下数控机床的机械 与伺服电机特性参数测试与伺服电机特性参数测试 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 院：院： 机电工程学院机电工程学院 专专 业业 班班 级：级： 学学 号：号： 指指 导导 教教 师：师： 2017 年 12 月 25 日 目目 录录 实验指导书实验指导书. 1 目目 录录. 4 第一章第一章 实验目的实验目的 5 第二章第二章 实验原理实验原理 6 2.1 实验理论原理. 6 2.2 实验计算公式. 6 2.3 实验检测仪器原理. 7 2.4 实验装置. 9 2.5 实验步骤.
2、9 2.6 注意事项. 10 2.7 实验内容. 10 第三章第三章 实验过程实验过程 11 3.1 数控铣床实验操作过程. 11 3.2 实验操作过程. 11 3.3 数控程序. 12 3.4 实验原始测试数据记录表. 13 3.5 实验目标参数 14 3.6 数据变化记录图. 15 3.7 数据分析计算. 16 3.8 实验结论. 18 第四章第四章 实验心得实验心得 19 参考文献参考文献. 20 5 第一章第一章 实验目的实验目的 要求学生通过本实验能够综合应用电工学 、 机械制造技术基础 、 公 差配合与技术测量 、 控制工程基础 、 数控技术等专业知识，通过对零件 加工过程参数的不
3、同设置，检测其机械、电气参数，分析零件加工过程中影响 产品质量的各种因素，具体要求如下： 一掌握数控机床的机械-电气结构特点，理解数控机床的伺服控制回路及 相应的控制、检测设备； 二掌握数控编程技术，理解切削参数与数控机床各坐标轴的进给速度、 主轴转速、伺服电机转速及功率之间的转换关系； 三理解三相电机电磁参数功率测试仪的工作原理，掌握其使用方法； 四理解电磁参数功率测试仪所测得的电压、电流、功率及功率因素等随 切削参数变化而变化的原理，进而理解切削参数变化对机床能耗的影响，并掌 握机床切削能耗的计算方法。 1.了解数控机床的机械-电气结构特点，理解数控机床的伺服控制回路及相 应的控制、检测设
4、备； 2.掌握数控编程技术，理解切削参数与数控机床各坐标轴的进给速度、主 轴转速、伺服电机转速及功率之间的转换关系； 3.理解三相电机电磁参数功率测试仪的工作原理，掌握其使用方法； 4.理解电磁参数功率测试仪所测得的电压、电流、功率及功率因素等随切 削参数变化而变化的原理，进而理解切削参数变化对机床能耗的影响，并掌握 机床切削能耗的计算方法。 6 第二章第二章 实验原理实验原理 2.1 2.1 实验理论原理实验理论原理 为了让学生理解并掌握数控机床切削加工时，切削参数（进给速度 v、主轴 转速 n、切削深度 dp 等）变化会引起切削力 F/力矩 M 以及表面粗糙度 Ra 的相 应变化，实验采用
5、改变切削参数时对机床各坐标轴及机床主轴伺服电机的电压、 电流及输出功率进行测试，然后依据公式依次计算： 2.2 2.2 实验计算公式实验计算公式 1.给定进给速度 v 求坐标轴滚珠丝杠驱动力矩 M 及其转速 ns 60 s nd v r v JM 其中 v 为坐标轴进给线速度，m/s；ns 为丝杠转速，r/min；d 为丝杠直径， mm；r 为丝杠半径，J 为丝杠的转动惯量。 LrV Vm mrJ 2 2 2 1 其中为丝杠密度；V 为丝杠体积；L 为丝杠长度 2.根据测得的伺服电机有功功率 P 计算电机的输出转矩 T n P T9550 其中 P 为电机输出有功功率，kW；对机床主轴，n 为
6、转速，对各坐标轴，n ns，r/min 3.根据测得单相的电压 U、电流 I、功率因素角，计算有功功率 P，无功功 率 Q，视在功率 S 22 sin cos QPS UIQ UIP 则 总有功功率： cbatol PPPP 7 总无功功率： cbatol QQQQ 总视在功率： cbatol SSSS 式中：U 为线电压，I 为线电流， 为电压与电流的相位差 机床切削能耗： tPE （t 为时间） 2.3 2.3 实验检测仪器原理实验检测仪器原理 三相电参数功率测试仪由三路独立的功率采样电路、微处理器运算电路、 显示/键盘电路、USB/RS232C/RS485 通讯电路、电源电路组成。其中功率采样 电路
