機械制造基礎實驗指導書修改稿講解

1、機械制造基礎實驗指導書李志 李菊麗 編徐州工程學院機電學院機械設計制造及其自動化教研室2008.9實驗一 普通車床傳動及調(diào)整一、實驗目的了解機床的傳動系統(tǒng)、 傳動結構、 機床的操縱機構及其操作方法 熟悉和掌握 機床主要部件及其調(diào)整方法。二、實驗設備CA6140型普通車床三、實驗內(nèi)容機床的操縱方法和機床運動的調(diào)整方法。 了解主軸箱的結構、 主軸變速操作機 構的工作原理離合器與制動器的操縱及其調(diào)整。四、實驗步驟1. 閉合電源開關，閉合機床總開關，啟動電動機，操縱離合器，使主軸啟動， 停止、反向，熟悉離合器操縱手柄的使用。2. 接通絲杠，加工螺紋傳動鏈接通， 掌握加工螺紋時機床的調(diào)整方法。 調(diào)整機

2、床，使其加工螺距t=3mm旋向為左旋；t=24mm旋向為右旋。3. 接通光杠，熟悉機動進給手柄的操作方法。 觀察搬動手柄時的操作方法， 觀 察搬動手柄時刀架部件的運動狀態(tài)。操縱快速電機，使刀架快速移動。4. 斷開機床總開關和電源開關， 打開主軸箱，對照傳動系統(tǒng)圖找到各個傳動軸， 觀察滑移齒輪的結構形式、固定齒輪的結構形式及固定方法。5. 觀察離合器、制動器及其操縱，離合器與制動器怎樣實現(xiàn)互鎖。6. 觀察 II 軸上的滑移齒輪操縱機構。本機構使用了那些操縱件？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

3、件。8. 掌握主軸的變速方法。五、注意事項1. 機床開動時要遠離機床運動部件， 以免發(fā)生危險。 機床主軸箱打開后， 不要 用手去摸齒輪離合器等，不要將雜物掉進主軸箱里，以免損壞設備。2. 機床開動前要對機床按要求進行潤滑， 實驗完畢后將機床各部件及操縱機構 復原并對機床導軌部分加油，打掃場地。實驗二車刀幾何角度的測量一、實驗目的和要求1. 熟悉車刀切削部分的構成要素，掌握車刀標注角度的參考平面、參考系及 車刀標注角度的定義：2. 了解車刀量角臺的結構，學會使用量角臺測量車刀標注角度;3. 繪制車刀標注角度圖，并標注出測量得到的各角度數(shù)值。二、實驗原理車刀的標注角度可以用車刀量角 臺進行測量。測

4、量的基本原理是：按 照車刀標注角度的定義，在刀刃選定 點上，用量角臺的指針平面（或側面或 底面），與構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。車刀量角臺結構如圖2-1所示。 圓形底盤2的周邊，刻有從0起向 順、逆時針兩個方向各100的刻度。 其上的工作臺5可以繞小軸7轉動， 轉動的角度，由固連于工作臺5上 的工作臺，指針6指示出來。工作 臺5上的定位塊4和導條3因定在 一起，能在工作臺5的滑槽內(nèi)平行 滑動。圖2-1 車刀量角臺1支腳 2底盤 3導條 4定位塊 5工作臺 6工 作臺指針 7小軸 8 螺釘軸 9大指針 10銷軸 11 螺釘 12大刻度盤 13滑

5、體 14小指針 15小刻度值16小螺釘 17旋鈕 18 彎板 19大螺帽 20立柱立柱20固定安裝在底盤2上，它是一根矩形螺紋絲杠，旋轉絲桿上的大螺帽19,可以使滑體13沿立柱（絲杠）20的鍵槽上、下滑動。滑體13上用小螺釘16固 定裝上一個小刻度盤15,在小刻度盤15的外面，用旋鈕17將彎板18的一端鎖緊 在滑體13上。當松開旋鈕17時，彎板18以旋鈕17為軸，可以向順、逆時針兩個 方向轉動，其轉動的角度用固連于彎板 18上的小指針14在小刻度盤15上指示出 來。在彎板18的另一端，用兩個螺釘11固定裝上一個扇形大刻度盤12,其上4用特制的螺釘軸8裝上一個大指針9。大指針9可以繞螺釘軸8向順

6、、逆時針兩個 方向轉動，并在大刻度盤12上指示出轉動的角度。兩個銷軸10可以限制大指針9 的極限位置當工作臺指針6大指針9和小指針14都處在0時，大指針9的前面a和側 面b垂直于工作臺5的平面，而大指針9的底面c平行于工作臺5的平面。測量車 刀角度時，就是根據(jù)被測角度的需要，轉動工作臺 5，同時調(diào)整放在工作臺5上的車刀位置，再旋轉大螺帽19,使滑體13帶動大指針9上升或下降而處于適當?shù)?位置，然向用大指針9的前面a (或側面b、或 底面c)，與構成被測角度的面或線緊密貼合， 從大刻度盤12上讀出大指針9指示的被測角度 數(shù)值。三、實驗方法(1) 校準車刀量角臺的原始位置用車刀量角臺測量車刀標注角

7、度之前，必 須先把車刀量角臺的大指針、小指針和工作臺 指針全部調(diào)整到零位，然后把車刀按圖2-2所示 平放在工作臺上，我們稱這種狀態(tài)下的車刀量 角臺位置為測量車刀標注角度的原始位置。(2) 主偏角Kr的測量n圖2-2用車刀量角臺測量 車刀標注角度的原始位置從原始位置起，按順時針方向轉動工作臺(工 作臺平面相當于Pr)，讓主刀刃和大指針前面 a緊密貼合，如圖2-3所示，則工作臺指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值，就是主偏角kr的數(shù)值。(3) 刃傾角s的測量測完主偏角kr之后，使大指針底面c和主刀刃緊密貼合(大指針前面a相當于 Ps)，如圖2-4所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是刃傾角 S的

8、數(shù) 值。指針在0左邊為+ s，指針在0右邊為- S。(4) 副偏角kr的測量參照測是主偏角kr的方法，按逆時針方向轉動工作臺，使副刀刃和大指針前 面a緊密貼合，如圖2-5所示，則工作臺指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值，就是副偏角kr的數(shù)值。圖2-3 測量車刀主偏角圖2-4測量車刀刃傾角圖2-5測量車刀副偏角(5)前面o的測量前角0的測量，必須在測量完主偏角kr的數(shù)值之后才能進行。從圖2-2所示的原始位置起，按逆時針方向轉動工作臺，使工作臺指針指到底 盤上r=90。一Kr的刻度數(shù)值處(或者從圖2-3所示測完主偏角kr的位置起，按逆時針方向使工作臺轉動90 ）,這時，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指

9、針前面 a（相當于Po）,然后讓大指針底面c落在通過主刀刃上選定點的前刀面上（緊密貼合）， 如圖2-6所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是正交平面前角o的數(shù)值。指針在0右邊時為+ o，指針在0左邊時為-o。（6）后角:-o的測量在測完前角o之后，向右平行移動車刀（這時定位塊可能要移到車刀的左邊， 但 仍要保證車刀側面與定位塊側面靠緊），使大指針側面b和通過主刀刃上選定點的 后刀面緊密貼合，如圖2-7所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是 正交平面后面：o的數(shù)值。指針在o的數(shù)值。指針在o左邊為+ o,指針在o右 邊為一：9。圖2-6測量車刀前角圖2-7測量車刀后角（7）法平

10、面前角n和后角:n的測量測量車刀法平面的前角n和后角:n，必須在測量完主偏角kr和刃傾角s之后才 能進行。將滑體（連同小刻度盤和小指針）和彎板（連同大刻度盤和大指針）上升到適當位 置，使彎板轉動一個刃傾角s的數(shù)值，這個s數(shù)值由固連于彎板上的小指針在小刻 度盤上指示出來（逆時針方向轉動為+ s，順時針方向轉動為-s），如圖2-8所示,然后再按前所述測量正交平面前角0和后角:-0的方法（參照圖2-8和圖2-7）,便可測量出車刀法平面前角n和后角:n的數(shù)值。圖2-8測量車刀法平面前角和后角1. 用車刀量角臺測量車刀正交平面前角 0和后角：0時，為什么要讓工作臺從 原始位置起，逆時針方向旋轉=90 -

11、Kr的角度？2. 在什么情況下需要測量車刀法平面前角n和后角山?為什么用車刀量角臺測量車刀法平面前角n和后角:n時，小指針（即彎板）要旋轉一個刃傾角s的數(shù)值？3. 參照測量車刀主剖面前角0和后角：0的方法，怎樣利用車刀量角臺測量出車刀副刀刃上的副前角0,和副后角：0, ?為什么車刀工作圖上不標注副前角0, ?4. 怎樣利用車刀量角測量出車刀假定工作平面、背平面參考系的前角 f、p 和后角：f :-p?標注出f、p和后角：f :- p有什么用處？5. 切斷車刀有幾條刀刃？哪條是主刀刃？哪條是副刀刃？應如何利用車刀量 角臺測量切斷車刀的主偏角 Kr和副偏角Kr ？6. 45彎頭車刀在車外圓和車端面

12、時，其主、副刀刃和主、副偏角是否發(fā)生變化？為什么?實驗三 機床夾具拆裝與調(diào)整一、實驗目的1. 掌握夾具的組成、結構及各部分的作用；2. 理解夾具定位原理及各部分的連接關系，了解夾具的裝配過程；3. 掌握夾具與機床連接、定位方法，了解加工前的對刀方法。二、實驗設備1. 鉆床、銑床一臺2. 鉆床、銑床夾具一套3. 拆裝、調(diào)整工具各一套三、實驗內(nèi)容及步驟1. 熟悉夾具的總體結構，找出夾具中的定位元件、夾緊元件、對刀元件、夾具 體及導向元件。2. 分析夾具是如何實現(xiàn)工件定位和夾緊的 , 指出定位基準和各定位元件所限制 的自由度，判斷該夾具在設計中有無不合理之處，如過定位、 欠定位等，若有不合 理的定位

13、方案請?zhí)岢龈倪M意見。3. 使用工具， 按順序把夾具各連接元件拆開， 注意各元件之間的連接和定位關 系，并把拆掉的各元件擺放整齊。4. 利用工具，按正確的順序把各元件裝好，了解裝配方法，調(diào)整好各工作表面 之間的位置。5. 把夾具裝到鉆、銑床的工作臺上，注意夾具在機床上的定位，調(diào)整好夾具相 對機床的位置，然后將夾具夾緊。6. 將工件安裝到夾具中，注意工件在夾具中的定位、夾緊。7. 利用對刀塞尺，調(diào)整好刀具的位置，注意對刀時塞尺的的使用。8. 實驗后繪出一種零件工序簡圖及夾具裝配示意圖， 裝配示意圖重點表達清楚 工件在夾具中的定位和夾緊方式，完成實驗報告。四、實驗注意事項1. 實驗中小心毛刺，注意安

14、全。2.遇到別卡現(xiàn)象， 不要硬行裝配，不要用金屬物敲打零件， 以防破壞夾具精度。實驗四 加工誤差的統(tǒng)計分析一、實驗目的與要求學習加工誤差統(tǒng)計分析法的基本理論， 掌握分布曲線圖的作法，學會計算分布 曲線參數(shù)和工藝能力評價，學會分布曲線圖的分析并能提出解決加工誤差問題的措 施。二、實驗裝置及工具材料+0.121 小軸尺寸 14 - 018小軸數(shù)量：100根2.游標卡尺 測量范圍：0125/150mm 游標讀數(shù)值：0.02mm三、加工誤差統(tǒng)計分析概述在實際機械加工過程中，影響加工精度的因素往往是錯綜復雜的， 不可能用單 因素的方法一一分析計算，通常要用統(tǒng)計分析法來分析和解決加工精度問題。所謂加工誤差

15、統(tǒng)計分析法，就是在加工一大批零件中抽檢一定數(shù)量的零件， 并運用數(shù)理 統(tǒng)計的方法對檢查測量結果，進行數(shù)據(jù)處理與分析。從中找出規(guī)律性的東西及產(chǎn)生 加工誤差的原因、誤差的性質(zhì)，從而找到解決加工精度問題的途經(jīng)。四、測量方法與步驟1 .游標卡尺的使用方法量具使用得是否合理，不但影響量具本身的精度，且直接影響零件尺寸的測量 精度，甚至發(fā)生質(zhì)量事故。所以，必須重視量具的正確使用，對測量技術精益求精， 以獲得正確的測量結果。在使用游標卡尺測量小軸直徑尺寸時，必須注意以下幾點:(1) 測量前應把卡尺擦干凈，把兩個量爪密貼合時，無明顯的間隙，同時游 標和主尺的零位刻線要相互對準。(2) 移動尺框時，活動要自如，不

16、應過緊或過松。用固定螺釘固定尺框時， 卡尺的讀數(shù)不應有所改變。(3) 測量小軸直徑尺寸時，先把卡尺的活動量爪張開，把小軸貼靠在固定量 爪上，然后移動尺框，用輕微的壓力使活動量爪接觸小軸表面， 不要過分地施加壓 力?？ǔ邇蓽y量面的聯(lián)線應垂直于被測量表面， 不能歪斜，測量時可以輕輕搖動卡 尺，放正垂直位置。同時，應當用量爪的平面測量刃進行測量，盡量避免用端部測量刃和刀口形量爪去測量外尺寸(4) 在游標卡尺上讀數(shù)時，首先要看游標零線的左邊，讀出主尺上尺寸的整數(shù)是多少毫米，其次是找出游標上那一根刻線與主尺刻線對準， 該游標刻線的次序 數(shù)乘其游標讀數(shù)值，就是尺寸的小數(shù)部分，整數(shù)和小數(shù)相加的總值，即是被測

17、小軸 尺寸的數(shù)值。讀數(shù)時應水平拿著卡尺，使人的視線和卡尺的刻線表面垂直， 以免由 于視線的歪斜造成讀數(shù)誤差。(5) 為了獲得正確的測量結果，應在小軸的不同截面和同一截面的不同方向 進行測量，取得平均值。2測量小軸100根，并將每一根小軸的測量結果，填入實驗報告小軸直徑測量值”表格中。五、分布曲線圖的繪制1 .從小軸直徑實測值(100個數(shù)據(jù))中，找出最大值Xmax和最小值Xmin并在表 中畫上記號。2.計算組距h:關于分組數(shù)的確定見表1。表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)k50 1006101010025071210250以上10 2010實踐證明，組數(shù)太少會掩蓋組內(nèi)數(shù)據(jù)的變動情況

18、， 組數(shù)太多會使各組的高度參 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45個數(shù)據(jù)。根據(jù)表1可求得組距：組距 h=( Xmax Xmin) / K3. 計算第一組的上下界限值：Xmin h / 24. 計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，填入實驗報告“小軸頻數(shù)分 布表”。5. 計算各組的中心值X :X =(某組上限值+某組下限值)/ 26. 統(tǒng)計各組的小軸頻數(shù) m計算各組頻率m/n (n= 100)。7 .以頻數(shù)或頻率為縱坐標，組距為橫坐標，畫出一系列直方形，即直方圖。

19、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。六、分布曲線參數(shù)計算及工藝能力評價實際分布曲線能表示加工尺寸的分布規(guī)律， 但不能進行具體計算，因為曲線方 程不知。所以在用統(tǒng)計分析法研究加工誤差問題時， 常常應用數(shù)理統(tǒng)計學中的一些 理論分布曲線來近似代替實際分布曲線， 以使分析問題的方法簡化。其中應用最廣 的便是“正態(tài)分布曲線”。1. 分布曲線參數(shù)計算(1) 零件平均尺寸X:x = ( xi + x 2+ + x n) / n(2) 均方根誤差(T :(T (xi x)2+ (X2- x)+ ( xn-

20、x) / nX、C是曲線的兩個特性參數(shù)。x確定零件尺寸分散范圍中心的位置，即確定曲線位置。c表示零件尺寸分散范圍的大小，即決定曲線形狀。(3)公差帶中心值：+0 12小軸 14 -0.18 me 13.97 O.rnrn x= 13.97mm(4)中心偏移值：/= x x(5)計算合格率：x x / c =(T/2 /)/ c (查積分表，見教材)2. 測定加工精度和評價工藝能力分布曲線也是加工精度的客觀標志。抽查部分零件，如果加工尺寸服從正態(tài)分 布，則尺寸分散范圍6c (3 c, 99.73%的概率)也就代表了這種加工方法的平 均經(jīng)濟加工精度。若零件加工公差帶為T,則工藝能力系數(shù)為：Cp =

21、 T / 6 c根據(jù)工藝能力系數(shù)大小，可將工藝能力分為5級，見表2表2 工藝系數(shù)等級工藝等級特級一級二級三級四級C pCP 1.671.67CP 1.331.33CP 1.001.00 CP 0.670.67 CP能力判斷很充分充分不夠充分明顯不足非常不足對于 Cp 1的工藝應采取措施，提高工藝能力系數(shù)，以保證產(chǎn)品的加 工質(zhì)量。七、分布曲線圖的觀察分析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，這類因素比較容易被識別，并且可通過調(diào) 整法將其減