湖 南 科 技 大 学
课 程 设 计
课程设计名称： 不同切削参数下数控机床的
机械及伺服电机特性参数测试
学 生 姓 名： 学 院： 机电工程学院 专业及班级： 13机械设计一班 学 号： 指导教师：
2016年 12月26 日
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专业综合实验Ⅰ任务书
学院 机电工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 教研室主任 班级 姓名 学号
实验名称：不同切削参数下数控机床的机械及伺服电机特性参数测试 1、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：
1> 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；
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。 2、实验内容
以高速铣床为实验对象，首先测量机床各坐标轴丝杠的直径及长度，并弄清楚丝杠的材料；然后以奥-贝球墨铸铁圆台为工件材料，对工件进行圆周铣削，设定相应的切削参数，并用三相功率测试仪分别对机床各坐标轴伺服电机的电压、电流、功率、功率因素进行测试，进而计算出各伺服电机的有功功率、无功功率、视在功率、电压与电流的相位角、有效能耗、无效能耗、总能耗等特征参数，且要求每一组同学针对不同切削参数下的机械与电磁参数测量3次。
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3、实验分组
机床 所测坐标轴 X轴 高速铣床 Y轴 Z轴 电主轴 X轴 高速凸轮轴磨床 Y轴 Z轴 电主轴
4、任务要求
1）要求实验原理图1份（A3）；
2）正确、完整的实验过程述说及完整的实验数据、实验实物接线图；
3）根据实验目标要求，推导每一个目标参数的计算公式； 4）每位同学需提交1份不少于20页的包含实验原理、实验方法、数控程序、实验数据检测及实验分析与结论的说明书一份。
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分组 1-4号 5-8号 9-12号 13-16号 17-20号 21-24号 25-28号 29-33号
5、实验原始测试数据记录表
被测数控机床坐标轴滚珠丝杠参数 材料密度? 备注（被测对半径r（mm） 长度L（mm） X轴丝杠（ ） 切削参数 Y轴丝杠（ ） Z轴丝杠（ ） 切削深度dp 总时间t3 机床主轴（ ） 表面粗糙度 c X轴电机（ ） Y轴电机（ ） Z轴电机（ ） 主轴电机（ ） 进给速度 加工时间t1 主轴转速n 空程时间t2 三相电参数测定 电压U 电流I 有功功率功率因素
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6、实验目标参数 项目名称 转动惯量J 质量m 体积V 丝杠驱动力矩M 电机输出力矩T 无功功率Q 视在功率S 有效能耗E1 无效能耗E2 总能耗E3 相位角? 切削力F 表面粗糙度Ra
计算结果 备注（被测对X轴丝杠（ ） Y轴丝杠（ ） Z轴丝杠（ ） 机床主轴（ ） 指导老师（签名） 学 生（签名）
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不同切削参数下数控机床的机械及伺服电机特性参数测试
