《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.doc

機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 指指 導(dǎo)導(dǎo) 書書 武武 漢漢 紡紡 織織 大大 學(xué)學(xué) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 1 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 車刀幾何角度測量車刀幾何角度測量 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 了解量角器的結(jié)構(gòu) 學(xué)會(huì)使用量角器測量車刀標(biāo)注角度 2 掌握車刀幾何角度測量的基本方法 3 加深對(duì)車刀各幾何角度 各參考平面及其相互關(guān)系的理解 二 實(shí)驗(yàn)儀器及刀具二 實(shí)驗(yàn)儀器及刀具 1 儀器 萬能量角器 2 車刀 1 直頭外圓車刀 2 彎頭外圓車刀 3 其它車刀 三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 要求學(xué)生根據(jù)車刀輔助平面及幾何參數(shù)的定義 首先確定輔助平面的位置 再 按照刀具幾何角度的定義利用萬能量角器分別測量直頭外圓車刀 彎頭外圓車刀和其 它車刀的 r r s o o o 等共 6 個(gè)基本角度 2 記錄測得的數(shù)據(jù) 并計(jì)算出刀尖角 和楔角 四 萬能量角器的結(jié)構(gòu)四 萬能量角器的結(jié)構(gòu) 車刀標(biāo)注角度可以用角度樣板 萬能量角器 重力量角器以及各種車刀量角臺(tái)等 進(jìn)行測量 其測量的基本原理是 按照車刀標(biāo)注角度的定義 在刀刃的選定點(diǎn) 用量 角器的尺面或量角臺(tái)的指針平而 或側(cè)面 或底面 與構(gòu)成被測角度的面或線緊密貼 合 或相平行 或相垂直 把要測量的角度 測量出來 由于量角器和量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)不 同 其測量方法也不問 萬能量角器是一種通用的角度測量工 具 如圖 1 1 所示 直角尺 8 或直尺 12 根 據(jù)需要 用定位螺釘 5 或 11 卡塊 6 或 9 制動(dòng)螺釘 7 或 10 裝在尺座 4 上 松開 制動(dòng)螺釘 7 或 10 直角尺 8 或直尺 12 可以 在卡塊 6 或 9 內(nèi)平行移動(dòng) 當(dāng)將直角尺 8 或直尺 12 調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí) 再用制動(dòng) 螺釘 7 或 10 將其鎖緊 測量角度時(shí) 松開 制動(dòng)頭 3 尺體 1 連同基尺 13 可以沿尺座 4 上的半圓形滑軌轉(zhuǎn)動(dòng) 把基尺 13 與構(gòu)成被測 角度的面或線緊密貼合 或相平行 或相垂直 圖 1 1 萬能量角器 1 一尺體 2 一游標(biāo)尺 3 一制動(dòng)頭 4 尺座 5 11 一定位螺釘 6 9 卡塊 7 10 一制動(dòng)螺 釘 8 一直角尺 12 一直尺 13 一基尺 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 2 然后將制動(dòng)頭 3 鎖緊 從游標(biāo)尺 2 的刻度線上 便可以讀出所要測量的角度數(shù)值 五 實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟五 實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟 以直頭外圓車刀為例 說明用萬能量角器測量車刀標(biāo)注角度的方法 1 主偏角 kr的測量 將萬能量角器裝成如圖 1 2 所示的樣子 使車刀的左側(cè)面 主刀刃一側(cè) 緊密地貼 合在直尺 或換成直角尺 的尺面上 讓基尺和主刀刃在基面上的投影相平行 則游標(biāo)尺 零線所指示的角度數(shù)值 就是主偏角 kr的數(shù)值 2 副偏角 kr 的測量 測完主偏角 kr之后 保持車刀和直尺的相對(duì)位置 讓基尺和副刀刃在衷面上的投 影相平行 則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值 就是副偏角 kr 的數(shù)值 見圖 1 3 圖 1 2 萬能量角器測量車刀主偏角 圖 1 3 萬能量角器測量車刀副偏角 3 刃傾角 s的測量 將萬能量角器裝成如圖 1 4 所示的樣子 把車刀底面緊密地貼合在直尺尺面上 調(diào)整車 刀的位置 使基尺處在切削平面 Ps 內(nèi) 并 和主刀刃緊密貼合 則游標(biāo)尺零線 所指示的角度數(shù)值 就是刃傾角 s的數(shù)值 4 前角 o 的測量 將萬能量角器裝成如圖 1 5 所示的樣子 把車刀底面緊密地貼合在直尺尺面上 調(diào)整車 刀的位置 使基尺處在主剖面 Po 內(nèi) 并通過 主刀刃上的選定點(diǎn) 和前刀面緊密貼合 則游 標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值 就是主削面前角 圖 1 4 萬能量角器測量車刀刃傾角 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 3 o 的數(shù)值 5 主后角 o 的測量 將萬能量角器裝成如圖 1 6 所示的樣子 把車刀底面緊密地貼合直角尺 或換成 直尺 的尺面上 調(diào)整車刀的位置 使基尺處在主剖面 P 內(nèi) 并通過主刀刃上的選定 點(diǎn) 和后刀面緊密貼合 則游標(biāo)尺零線所指示的角度 就是主剖面后角 o的數(shù)值 6 副后角 o 的測量 副后角的測量與主后角的測量方法相近 所不同的是須把主平面作為副剖面 用萬能量角器測量車刀標(biāo)注角度 其角度數(shù)值的精確度可以達(dá)到分 但由于基尺 直角尺和直尺的尺面較窄 定位不準(zhǔn) 再加上是用眼睛觀察來判斷尺面是否在基面 切削平面和主削面內(nèi) 因此可能造成較大的測量誤差 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 圖 1 6 萬能量角器測量車刀后角 圖 1 5 萬能量角器測量車刀前角 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 4 1 將測得的刀具角度記錄值填寫在下表中 車刀幾何角度測量結(jié)果記錄表 角 度 測 量 結(jié) 果 度 前角后角 刃 傾 角 主 偏 角 副 偏 角 副 后 角 法向 前角 法向 后角 切深 前角 進(jìn)給 前角 刀具名稱 刀桿 截面 B H 0 0 sKrKr a0 nan prf 2 畫出外圓車刀簡圖 并在圖上標(biāo)注出所測量的幾何角度數(shù)值 2 切斷車刀有幾條刀刃 哪條是主刀刃 哪條是副刀刃 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 5 3 45 彎頭車刀在車外圓和車端面時(shí) 其主 副刀刃和主 削偏角是否發(fā)生變化 為 什么 4 什么情況下需要測量車刀法剖面前角 n和后角 n 5 為什么車刀工作圖上不標(biāo)注副前角 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 機(jī)床靜剛度測定機(jī)床靜剛度測定 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 6 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 了解和掌握機(jī)床剛度的測定方法之一 靜載法 2 比較機(jī)床各部件剛度的大小 分析影響機(jī)床剛度的各個(gè)因素 3 鞏固和驗(yàn)證課程中有關(guān)系統(tǒng)剛度的概念 二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 用靜載法測定車床剛度 著重測量記錄車床主軸前頂針 刀架及尾架后頂針在受力 后的位移 以便計(jì)算其各部件剛度及機(jī)床剛度及繪制其剛度曲線 三 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備三 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 C6140H 車床 ES 03A 標(biāo)準(zhǔn)測力儀 千分表及表架 工件 剛性心軸 等 四 實(shí)驗(yàn)原理四 實(shí)驗(yàn)原理 機(jī)械加工時(shí) 機(jī)床的有關(guān)部件 夾具 刀具 和工件在切削力的作用下 都會(huì)不 同程度的變形 導(dǎo)致刀刃和加工表面在 Y 方向的相對(duì)位置發(fā)生變化 產(chǎn)生加工誤差 工藝系統(tǒng)在力 y F 的作用下的總位移 系統(tǒng) y 是各個(gè)組成部分位移 系統(tǒng) y 機(jī)床 y 夾具 y 工件 y 的疊加 即 工件刀具夾具機(jī)床系統(tǒng) yyyyy 系統(tǒng)系統(tǒng) y Fk y 機(jī)床機(jī)床 y Fk y 夾具夾具 y Fk y 刀具刀具 y Fk y 工件工件 y Fk y 所以機(jī)床綜合剛度 工件刀具夾具機(jī)床系統(tǒng) y 1y 1y 1y 1 1 k 五 實(shí)驗(yàn)步驟五 實(shí)驗(yàn)步驟 1 按圖 1 所示安裝測力儀和各千分表 注意各千分表的表頭要在工件的中心軸線 上 2 先預(yù)加一定的載荷消除接觸面間隙 各表校零 3 旋轉(zhuǎn)加力螺釘 開始施加載荷 每 20KG 加一次 間隔時(shí)間為 2 3 分鐘 并記 下各表的讀數(shù) 依次加 40 60 200KG 4 加載到 200KG 后 開始卸載 從 200KG 卸到 180KG 并記下各表的計(jì)數(shù) 再依次 卸 160 140 120 20 0 間隔時(shí)間為 2 3 分鐘 同時(shí)記錄各表的計(jì)數(shù) 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 7 按照上述方法重復(fù)加載三次 取平均值繪曲線圖 5 卸下各儀表及工具 擦拭處理 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 8 1 填寫加 卸載記錄于下表中 床 頭 m 刀 架 m 尾 架 m 第一次第二次第三次第一次第二次第三次第一次第二次第三次 載荷 kg 刻度 顯示 mm 加 載 卸 載 加 載 卸 載 加 載 卸 載 加 載 卸 載 加 載 卸 載 加 載 卸 載 加 載 卸 載 加 載 卸 載 加 載 卸 載 01 00 201 54 402 08 602 62 803 16 1003 70 1204 24 1404 78 1605 32 1805 86 2006 40 2 計(jì)算車床平均靜剛度 K床頭 K尾座 K刀架 K系統(tǒng) 3 以變形 Y 為橫坐標(biāo) 載荷 Py為縱坐標(biāo) 畫出車床各部件 床頭 尾座和刀架 的 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 9 剛度曲線圖 4 實(shí)驗(yàn)中 加載曲線與卸載曲線不重合 為什么 5 當(dāng)載荷去除后 變形恢復(fù)不到起點(diǎn) 什么因素影響的 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 普通車床三箱普通車床三箱 Py kg Y m 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 10 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 機(jī)床的操縱機(jī)構(gòu)及其操作方法 熟悉和掌握機(jī) 床主要部件及其調(diào)整方法 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 C6140H 型普通車床 三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 機(jī)床的操縱方法和機(jī)床運(yùn)動(dòng)的調(diào)整方法 了解主軸箱的結(jié)構(gòu) 主軸變速操作機(jī)構(gòu) 的工作原理 離合器與制動(dòng)器的操縱及其調(diào)整 四 實(shí)驗(yàn)步驟四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 閉合電源開關(guān) 閉合機(jī)床總開關(guān) 啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) 操縱離合器 使主軸啟動(dòng) 停止 反向熟悉離合器操縱手柄的使用 2 接通絲杠 加工螺紋傳動(dòng)鏈接通 掌握加工螺紋時(shí)機(jī)床的調(diào)整方法 調(diào)整機(jī)床 使其加工螺距 t 3mm 旋向?yàn)樽笮?t 24mm 旋向?yàn)橛倚?3 接通光杠 熟悉機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄的操作方法 觀察搬動(dòng)手柄時(shí)的操作方法 觀察搬 動(dòng)手柄時(shí)刀架部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 操縱快速電機(jī) 使刀架快速移動(dòng) 4 斷開機(jī)床總開關(guān)和電源開關(guān) 打開主軸箱 對(duì)照傳動(dòng)系統(tǒng)圖找到各個(gè)傳動(dòng)軸 觀 察滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式 固定齒輪的結(jié)構(gòu)形式及固定方法 5 觀察離合器 制動(dòng)器及其操縱 離合器與制動(dòng)器怎樣實(shí)現(xiàn)互鎖 6 觀察 II 軸上的滑移齒輪操縱機(jī)構(gòu) 本機(jī)構(gòu)使用了那些操縱件 滑移齒輪的位置 是怎樣保證的 既滑移齒輪是怎樣定位的 7 觀察軸 IV 軸上的滑移齒輪及主軸上的離合器是怎樣操縱的 使用了那些操縱 件 掌握主軸的變速方法 五 注意事項(xiàng)五 注意事項(xiàng) 1 機(jī)床開動(dòng)時(shí)要遠(yuǎn)離機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件 以免發(fā)生危險(xiǎn) 機(jī)床主軸箱打開后 不要用手 去摸齒輪 離合器等 不要將雜物掉進(jìn)主軸箱里 以免損壞設(shè)備 2 機(jī)床開動(dòng)前要對(duì)機(jī)床按要求進(jìn)行潤滑 實(shí)驗(yàn)完畢后將機(jī)床各部件及操縱機(jī)構(gòu)復(fù)原 并對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌部分加油 打掃場地 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 11 1 卸荷皮帶輪工作原理是什么 2 摩擦片離合器的工作原理是什么 通過什么環(huán)節(jié)可以保持離合器的自鎖 3 超越離合器 安全離合器的用途和工作原理是什么 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 12 4 繪制車床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)圖 計(jì)算出最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速 實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 加工誤差統(tǒng)計(jì)分析加工誤差統(tǒng)計(jì)分析 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 13 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析法研究一批零件在加工過程中尺寸的變化規(guī)律 來分析加工誤差的 性質(zhì)和產(chǎn)生原因 并提出消除或降低加工誤差的途徑和方法 通過本實(shí)驗(yàn)使同學(xué)能夠 掌握綜合分析機(jī)械加工誤差的基本方法 二 實(shí)驗(yàn)裝置及工具材料二 實(shí)驗(yàn)裝置及工具材料 1 M1040A 型無心磨床 2 50 根直徑尺寸 D 20 0 10 0 04mm 的小軸 3 游標(biāo)卡尺 測量范圍 0 125mm 游標(biāo)讀數(shù)值 0 02mm 三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 在無心磨床上連續(xù)磨削一批試件 50 件 按加工順序用游標(biāo)卡尺測量其直徑尺寸 并記錄之 然后畫尺寸點(diǎn)圖和 R 圖 并從點(diǎn)圖上取尺寸比較穩(wěn)定 即盡量排除掉X 變值系統(tǒng)性誤差的影響 的一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)加工的零件 50 件 由此計(jì)算出 并X 做出尺寸分布圖 分析加工過程中產(chǎn)生誤差的性質(zhì) 工序所能達(dá)到的加工精度 工藝 過程的穩(wěn)定性和工藝能力 提出消除或降低加工誤差的措施 四 實(shí)驗(yàn)步驟四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 按給定尺寸 d 0 0 02 mm 調(diào)整機(jī)床 試磨五件工件 使得平均尺寸應(yīng)保 證在公差帶中心稍偏下為宜 然后用貫穿法連續(xù)磨削一批零件 2 按工件的磨削順序 用游標(biāo)卡尺測量其直徑尺寸 并將每一根小軸的測量結(jié)果 填入表格中 為了獲得正確的測量結(jié)果 應(yīng)在小軸的不同截面和同一截面的不同方向 進(jìn)行測量 取得平均值 3 清理機(jī)床 收拾所用量具 工具等 4 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 做實(shí)驗(yàn)報(bào)告 五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及數(shù)據(jù)處理五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及數(shù)據(jù)處理 1 分布曲線圖的繪制 1 從小軸直徑實(shí)測值 50 個(gè)數(shù)據(jù) 中 找出最大值 xmax和最小值 xmin并在表中 畫上記號(hào) 2 計(jì)算組距 h 關(guān)于分組數(shù)的確定見表 4 1 表 4 1 分組數(shù)的確定 抽查零件數(shù) n分 組 數(shù) k一般使用組數(shù) k 50 100 100 250 250 以上 6 10 7 12 10 20 10 10 10 實(shí)踐證明 組數(shù)太少會(huì)掩蓋組內(nèi)數(shù)據(jù)的變動(dòng)情況 組數(shù)太多會(huì)使各組的高度參差 不齊 從而看不出變化規(guī)律 通常確定的組數(shù)要使每組平均至少攤到 4 5 個(gè)數(shù)據(jù) 根 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 14 據(jù)表 1 可求得組距 組距 h Xmax Xmin K 3 計(jì)算第一組的上下界限值 Xmin h 2 4 計(jì)算其余各組的上下界限值 第一組的上界限值就是第二組的下界限值 第 二組的下界限值加上組距就是第二組的上界限值 其余類推 并將每組小軸尺寸范圍 填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告 小軸頻數(shù)分布表 5 計(jì)算各組的中心值 Xi Xi 某組上限值 某組下限值 2 6 統(tǒng)計(jì)各組的小軸頻數(shù) m 計(jì)算各組頻率 m n n 50 7 以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo) 組距為橫坐標(biāo) 畫出一系列直方形 即直方圖 通 過直方圖能夠更形象 更清楚地反映出小軸尺寸分散的規(guī)律性 如果將各矩形頂端的 中心點(diǎn)連成曲線 就可繪出一條中間凸起兩邊逐漸低的頻率分布曲線 如圖 4 1 所示 圖 4 1 分布曲線圖 作分布曲線圖的目的 是通過觀察圖的形狀 判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定 預(yù)測生產(chǎn) 過程的加工質(zhì)量 然后和零件尺寸公差比較 即可確定有無廢品 根據(jù)分布曲線還可 以看出影響加工精度的誤差性質(zhì) 從而分析原因 找出解決加工誤差問題的途經(jīng) 一 般來說 系統(tǒng)誤差規(guī)律性比較強(qiáng) 這類因素比較容易被識(shí)別 并且可通過調(diào)整等法將 其減小或消除 但隨機(jī)性誤差產(chǎn)生的因素比較復(fù)雜 且又是難以查找 必要時(shí)可將各 種可能產(chǎn)生的因素一一分析 最終查明原因 提出解決措施 2 R 圖的繪制x 對(duì)所磨削的一批試件尺寸依次按每五個(gè)一組進(jìn)行分組 并以橫坐標(biāo)表示分組的順序 號(hào) 以每組工件誤差的平均值為縱坐標(biāo) 同時(shí)把每組的極差 R x x 做為另一 imaxmini 點(diǎn)的縱坐標(biāo) 則可得到 R 圖 如圖 4 2 所示 圖中各控制線按下式確定 x 圖的中心線為 x k i i x K x 1 1 表一 x 分 散 范 圍 n m 頻率 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 15 圖上控制界限 xRAxxu 圖下控制界限 xRAxxl 其中系數(shù) A 取 0 58 R 圖的中心線為 k i i R K R 1 1 R 圖的上控制界限 RDRu 其中系數(shù) D 為 2 11 K 為工件分組數(shù) 1 lx 組次 R 圖 4 2 圖Rx 由圖可判斷該工藝過程的穩(wěn)定性 Rx 3 工藝能力分析 所謂工藝能力是用工藝能力系數(shù) C 來表示的 它是公差范圍 T 和實(shí)際加工誤差 p 分散范圍 6 之比 即 C T 6 p 根據(jù)工藝能力系數(shù) C 的大小 可將工藝分成 5 個(gè)等級(jí) p C 1 67 為特級(jí) 說明工藝能力過高 不一定