切削力試驗測量是在K5232C型數(shù)控立式升降臺銑床上進行的，選用定制直徑為148m金剛石鋸片，石材種類選用具有中等硬度的花崗巖，測力裝置用定制的八角環(huán)測力儀，放大器選用 YJD-1型電阻應(yīng)變儀，電壓信號的采集通PCL8 12PG 采集卡進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)成像采用VC編制的程序并進行數(shù)據(jù)處并保存。

  圖3-13為金剛石鋸片切削石材時切削力的測量系統(tǒng)示意圖。切削加工前，先將信號調(diào)零，在加工石材過程切削力的作用下使測力儀4上的應(yīng)變片變形，電阻變化生成信號，通過放大#器5進行數(shù)據(jù)放大后傳輸?shù)讲杉?中，在 PC7 中成像并保存數(shù)據(jù)。

  金剛石鋸片在加工花崗巖等硬脆材料時，影響干切片受力的因素很多，其中包括鋸片本身的制造工藝及物理力學(xué)性能、被加工件的成分及物理力學(xué)性能 、力工工藝參數(shù)、冷卻條件等諸多因素。本試驗主要測量鋸片在切割石材過程中切力的情況，主要加工參數(shù)包括鋸切深度、進給速度與主軸轉(zhuǎn)速三個主要因素。

  切削力試驗在測量前要進行調(diào)零工作，將數(shù)控機床開啟，由于機床自身的振動與電信號的干擾不能完全屏蔽，會對切削力的測量產(chǎn)生一定的干擾，因此測開始前, 必須進行調(diào)零工作，通過YJD-1型電阻應(yīng)變儀分別對Fx和Fy 進行調(diào)零。圖3-14為切削力調(diào)零成像圖，其中Fx為調(diào)零后成像圖，與水平軸重合，F(xiàn)y 前端波動信號，調(diào)零后為后半段，合力F∑ 為Fx和Fy的合力圖。

  進行校零后，利用測力儀進行金剛石鋸片切割花崗巖切削力的測量，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速fn為 1800r/min、鋸切深度ap 為 0.5mm、 進給速度vf 為400mm/min 時其測量得的切削力Fx 、Fy和合力F∑的圖像如圖3-15所示。

  通過多次測量在不同主軸轉(zhuǎn)速、進給速度和切割深度條件下，對金剛石鋸片切割花崗巖進行切削力測量，應(yīng)用 MATLAB 線性回歸的方法總結(jié)出干切片受公式為

  運用上述公式可以求解任意切削參數(shù)條件下的水平切削力Fx和垂直切削力Fy ，進而為金剛石鋸片有限元模擬提供有力的試驗依據(jù)。