機(jī)械制造工藝學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、機(jī)械制造工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)福州大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院機(jī)電工程系2007.216實(shí)驗(yàn)定位原理、定位元件及夾具組成觀摩實(shí)踐1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 通過(guò)具體實(shí)物觀摩實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)定位原理的理解，直觀地認(rèn)識(shí)完全定位和不完全定位方式的實(shí)際應(yīng)用。(2) 了解常用夾具的構(gòu)造和組成，增強(qiáng)對(duì)夾具構(gòu)造的感性認(rèn)識(shí)。(3) 熟悉常用的定位方式和定位元件，加深對(duì)常用定位元件結(jié)構(gòu)和 功能的認(rèn)識(shí)。(4) 熟悉“一面兩銷(xiāo)”定位方案的特點(diǎn)。(5) 鞏固課堂所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。2. 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備或模型各種定位元件、各種典型夾具實(shí)物模型。3 .要求(1) 學(xué)生在觀摩實(shí)踐之前，應(yīng)復(fù)習(xí)或預(yù)習(xí)教材或課堂筆記上

2、的相關(guān) 內(nèi)容，帶著若干相關(guān)問(wèn)題在實(shí)踐中求答案。(2) 學(xué)生在實(shí)踐中要做好記錄，要按實(shí)踐內(nèi)容認(rèn)真整理并寫(xiě)出實(shí) 踐報(bào)告。4 .觀摩實(shí)踐內(nèi)容(1) 分析三種以上不同夾具的定位原理，說(shuō)明所限制的白由度， 并以示意圖表示出。(2) 試列出觀摩中見(jiàn)到的采用不完全和完全定位方案的夾具各一種，畫(huà)出其定位原理圖，該不完全定位的夾具設(shè)計(jì)方案是否會(huì)影響本道工序的加工精度？(3) 實(shí)物觀摩實(shí)踐中見(jiàn)到的支承釘結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？支承板結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？分析各有什么特點(diǎn)？用于何種平面定位？(4) 觀摩中見(jiàn)到的定位外圓面的定位元件有哪幾種 ？V形塊的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)，各幾何要素有何功用？(5) V 型塊夾角常見(jiàn)的有哪幾種？(6)

3、長(zhǎng)、短(單個(gè)與兩個(gè))V形塊各限制哪些白由度？(7) 如何檢驗(yàn)V形塊的制造精度和安裝精度？(8) 通過(guò)實(shí)物觀摩，找出工件以?xún)?nèi)孔定位所采用的定位元件，說(shuō) 明各有何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？以結(jié)構(gòu)示意圖表示之，分析其限制的白由度。(9) 長(zhǎng)定位銷(xiāo)和短定位銷(xiāo)、削邊銷(xiāo)各限制多少白由度數(shù)？(10) 定位銷(xiāo)和支承釘?shù)墓τ眉敖Y(jié)構(gòu)有何區(qū)別 ？(11) 找出采用“一面兩銷(xiāo)"定位的夾具實(shí)例，分析兩定位銷(xiāo)的結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)及其所限制的白由度 明削邊銷(xiāo)的安裝方向有何要求？(12) 了解車(chē)床夾具結(jié)構(gòu)主要由哪幾部分組成 ？(13) 鉆模結(jié)構(gòu)主要由哪幾部分組成？(14) 了解銃床夾具結(jié)構(gòu)主要由哪幾部分組成 ？(15) 平面定位的定位元件

4、在夾具上安裝后，如何保證其工作面處 于同一平面上？5.通過(guò)此次觀摩實(shí)物夾具，要求學(xué)生圍繞定位原理、定位元件結(jié) 構(gòu)、工件安裝方式，常見(jiàn)夾具的結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容，每位學(xué)生致少發(fā)現(xiàn)、 提出三個(gè)問(wèn)題，并將問(wèn)題寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。實(shí)驗(yàn)二支承與夾緊機(jī)構(gòu)觀摩實(shí)踐1. 目的(1) 熟悉常用可調(diào)支承、輔助支承和白位支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解 其在夾具中的應(yīng)用，增強(qiáng)對(duì)此類(lèi)支承的感性認(rèn)識(shí)。(2) 熟悉常用夾緊元件的幾何構(gòu)造及其功用。(3) 了解夾緊力作用點(diǎn)的位置特點(diǎn)。(4) 了解常用夾緊機(jī)構(gòu)的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解常用的夾緊方式。(5) 加深對(duì)理論知識(shí)的理解，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。(6) 培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。(7) 培養(yǎng)學(xué)生

5、對(duì)夾具夾緊機(jī)構(gòu)和非固定支承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。2. 實(shí)踐所用的設(shè)備或模型各類(lèi)支承件、夾緊機(jī)構(gòu)以及各種典型夾具實(shí)物模型。3. 要求(1) 學(xué)生在觀摩實(shí)踐之前，應(yīng)復(fù)習(xí)或預(yù)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，帶著若 干相關(guān)問(wèn)題在實(shí)踐中求答案。(2) 學(xué)生在實(shí)踐中要認(rèn)真做好記錄，必要時(shí)要繪出草圖，并寫(xiě)出 詳細(xì)的實(shí)踐報(bào)告。4. 觀摩實(shí)踐內(nèi)容(1) 觀察實(shí)踐中，找出兩種以上可調(diào)支承，并畫(huà)出其結(jié)構(gòu)示意圖。(2) 觀摩實(shí)踐中，分析并找出兩種以上白位支承，畫(huà)出其結(jié)構(gòu)示 意圖？說(shuō)明其功用？(3) 分析并找出兩種以上輔助支承，畫(huà)出其結(jié)構(gòu)示意圖？說(shuō)明其功 用？(4) 分析可調(diào)支承，白位支承和輔助支承三者在定位作用方面有 何區(qū)別？(5) 分析

6、白位支承的幾個(gè)接觸點(diǎn)相.當(dāng)于幾個(gè)獨(dú)立支承點(diǎn)？有何功 用？(6) 觀摩實(shí)物夾具過(guò)程中，找出五種不同夾緊方案的夾具，分析各白在夾緊力的作用點(diǎn)和方向的選擇上有何特點(diǎn)， 說(shuō)明其夾緊機(jī)構(gòu)有 何特點(diǎn)，畫(huà)出結(jié)構(gòu)示意圖。(7) 分析螺旋夾緊裝置中，采用螺桿直接壓緊工作與通過(guò)壓塊壓 緊工件有何不同點(diǎn)，并以示意圖表示螺桿與壓塊的主要結(jié)構(gòu)。(8) 找出螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)，分析其如何實(shí)現(xiàn)快速夾緊功能。5. 通過(guò)此次觀摩實(shí)物夾具，要求學(xué)生圍繞可調(diào)支承、白位支承、 輔助支承、夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)容，每位學(xué)生致少發(fā)現(xiàn)、提出三個(gè)新問(wèn)題，并 將問(wèn)題寫(xiě)在實(shí)踐報(bào)告上。實(shí)驗(yàn)三 夾具構(gòu)造觀摩實(shí)踐1. 目的(1) 了解多件夾緊機(jī)構(gòu)夾具的特點(diǎn)。(2)

7、 熟悉鉆套的用途及基本結(jié)構(gòu)形式。(3) 了解常用鉆模的種類(lèi)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(4) 了解對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(5) 了解各種夾具的基本組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。提高學(xué)生機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)能力。(6) 通過(guò)對(duì)各種夾具的定位原理和結(jié)構(gòu)原理分析，進(jìn)一步加深對(duì) 定位原理實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決實(shí)際 問(wèn)題的能力。2. 實(shí)踐所用設(shè)備或模型各類(lèi)鉆套、對(duì)刀裝置以及各種典型結(jié)構(gòu)的夾具實(shí)物和模型。3. 要求(1) 學(xué)生在觀摩實(shí)踐之前，應(yīng)復(fù)習(xí)或預(yù)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，帶著若 干相關(guān)問(wèn)題在實(shí)踐中求答案。(2) 學(xué)生要認(rèn)真做好記錄，必要還要繪出草圖，并整理出實(shí)踐報(bào) 告。4. 觀摩實(shí)踐內(nèi)容(1)分析采用螺桿夾緊機(jī)構(gòu)的夾具

8、結(jié)構(gòu)形式，歸納此類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu) 可分為幾種類(lèi)型，說(shuō)明螺旋夾緊機(jī)構(gòu)壓緊工件端的結(jié)構(gòu)形式有哪幾種不同形式，并繪出其壓緊端的端部結(jié)構(gòu)。(2) 平行多件夾緊為何用浮動(dòng)壓塊？(3) 找出采用多件夾緊的夾具，分析其結(jié)構(gòu)功能？并說(shuō)明該夾具的 用途。(4) 了解壓板的結(jié)構(gòu)形式，以示意圖表示其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？(5) 觀摩中見(jiàn)到的快撤螺旋夾緊裝置主要用于何種夾具中？(6) 分析車(chē)床夾具的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說(shuō)明其主要夾具構(gòu)件的功用。(7) 觀摩中見(jiàn)到的鉆套結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？各有何特點(diǎn) ？(8) 分析固定式鉆模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析工件定位所限制的白由度，分析鉆套所限制的白由度與工件所限制的白由度之間的關(guān)系？(9) 分析蓋板式鉆模的結(jié)構(gòu)

9、特點(diǎn)，進(jìn)行工件定位的白由度分析，分析鉆套所限制的白由度與工件所限制的白由度間的關(guān)系？(10) 分析回轉(zhuǎn)式鉆模的回轉(zhuǎn)分度盤(pán)如何工作 ？(11) 翻轉(zhuǎn)式鉆模連同工件的總重量有何限制 ？(12) 分析手動(dòng)滑柱式鉆模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，指出其主要優(yōu)點(diǎn)。(13) 設(shè)有支腳作為夾具安裝面時(shí)，分析支腳斷面寬度或直徑與機(jī) 床工件臺(tái)的T型槽有何關(guān)系？(14) 分析車(chē)床夾具與車(chē)床如何聯(lián)接。(15) 分析銃床夾具如何在機(jī)床工作臺(tái)面上定位。(16) 通過(guò)實(shí)物觀摩實(shí)踐，了解哪些夾具上設(shè)有定向鍵，并以示意圖表示定向鍵的布局形式，說(shuō)明定向鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功用？(17) 實(shí)物觀摩中見(jiàn)到的哪些夾具設(shè)有對(duì)刀裝置，以結(jié)構(gòu)示意圖的形式表示對(duì)刀

10、裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，指出對(duì)刀工作面，如何減少對(duì)刀過(guò)程中 對(duì)刀塊工作面的磨損？5. 通過(guò)觀摩實(shí)物夾具以及夾具結(jié)構(gòu)拆裝，要求學(xué)生圍繞夾具夾 緊機(jī)構(gòu)、工件被限制的白由度、鉆套結(jié)構(gòu)、鉆模結(jié)構(gòu)以及其電夾具結(jié) 構(gòu)內(nèi)容，每位學(xué)生至少提出三個(gè)新問(wèn)題，并將問(wèn)題歸納在實(shí)踐報(bào)告上。實(shí)驗(yàn)四 車(chē)床剛度測(cè)定實(shí)驗(yàn)工藝系統(tǒng)受到切削力用時(shí)，將產(chǎn)生一定的彈性位移.影響到零件 的加工精度。而機(jī)床的綜合剛度往往是工藝系統(tǒng)剛度的主要環(huán)節(jié)。隨著機(jī)床工業(yè)不斷向高精度和白動(dòng)方向發(fā)展， 機(jī)床的剛度已成為機(jī)床加 工精度和穩(wěn)定性以及提高生產(chǎn)率的重要課題之一。由于機(jī)床本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其剛度難以用一般的方法進(jìn)行估 算，所以目前大都采用試驗(yàn)方法測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)

11、根據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律的原 理，用生產(chǎn)法測(cè)定車(chē)床的靜剛度，并通過(guò)分析計(jì)算進(jìn)一步明確工藝系 統(tǒng)靜剛度對(duì)加工精度的影響。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)熟悉金屬切削機(jī)床剛度的測(cè)定方法，并獲得機(jī)床剛 度對(duì)機(jī)械加工精度影響的具體概念。2. 幫助學(xué)生鞏固和驗(yàn)證所學(xué)的剛度理論，掌握車(chē)床部件剛度及 機(jī)床綜合剛度的計(jì)算方法。3. 有助于進(jìn)一步理解誤差復(fù)映規(guī)律的概念。4. 可比較機(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，并討論提Wj剛度的措施。二. 實(shí)驗(yàn)裝置：在一根剛度很大的一心軸1上裝有三個(gè)偏心為e的偏一心環(huán)3, 這些偏心環(huán)通過(guò)鍵4與軸1聯(lián)接，三個(gè)試件6空套在偏心環(huán)3上，并 由隔套5把三個(gè)試件分別隔開(kāi)如圖1所

12、示。試件裝好后，擰緊夾緊盤(pán) 8上螺釘9使擻絮。由于夾緊盤(pán)的內(nèi)錐面與嵌在軸l頸部的兩片錐環(huán) 10配合，所以擰緊螺釘會(huì)推動(dòng)軸上的央套 7軸向移動(dòng)而將試件夾牢。在擰緊螺釘時(shí)，應(yīng)注意各螺釘?shù)乃删o程度要一致，以免試件受力不均 勻而產(chǎn)生偏移。三、實(shí)驗(yàn)原理：用生產(chǎn)法測(cè)定機(jī)床剛度的實(shí)質(zhì)是：在加工余量不均勻的毛坯時(shí)，工藝系統(tǒng)會(huì)隨著加工余量的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形，從而引起試 件加工后有關(guān)尺寸的變化。因此根據(jù)毛坯余量和工件尺寸的變化量就可以計(jì)算工藝系統(tǒng)或 機(jī)床的剛度。本實(shí)驗(yàn)采用車(chē)削偏心毛坯的方法來(lái)測(cè)定車(chē)床的剛度。由于試件裝在偏心套上，試件每一轉(zhuǎn)過(guò)程中切削深度作有規(guī)律的變化。即由tmin到tmax,再 由tmax

13、到tmin作周期性變化。圖1偏心圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖圖中：1.剛性心軸；2.套；3.偏心環(huán)；4.鍵；5.隔套；6.試件；7.夾套;8.夾緊盤(pán)；9.夾緊螺釘；10.錐環(huán)；11.撥桿這就引起了切削力的相應(yīng)變化，工藝系統(tǒng)也產(chǎn)生了相應(yīng)的彈性變 形（位移）。切深大，切削力及其產(chǎn)生的位移地大；切深小，切削力及 其產(chǎn)生的位移也小，故裝在偏心套上的試件毛坯的偏心量在車(chē)削后仍 然會(huì)反映在試件上，使加工后的試件仍然有偏心。本實(shí)驗(yàn)就是利用這種誤差復(fù)映規(guī)律的原理來(lái)測(cè)定車(chē)床的剛度。如圖2所示，O為試件回轉(zhuǎn)中心,O為偏心環(huán)中心，偏心距為e,則試件毛坯誤差為t 1-t 2,用 m表示。即： m=ti 12=2e設(shè)加工后試件的最

14、大半徑為Rnax,最小半徑為Rnin ,則: g = Rnax* Rnin。式中g(shù)為試件加工后的誤差。由誤差復(fù)映規(guī)律，可求得復(fù)映系統(tǒng)數(shù)值為: .=g|mi式中：i = Q Z、H。分別表示靠近前頂尖處、中間處、靠近后頂尖處的三個(gè)試件。用生產(chǎn)法測(cè)定機(jī)床剛度時(shí)，不能直接測(cè)出機(jī)床各部件的位移量,而只能測(cè)出在三個(gè)不同位置試件的徑向跳動(dòng)，并對(duì)這三個(gè)跳動(dòng)量進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理以獲得所要求的剛度值。根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛度理論，可以分別求出前、中、后三個(gè)位置的工藝系統(tǒng)剛度為:圖2偏心引起試件毛坯公差KxtQ0.75Cfy f；Q(4)Kxtz0.75_ C fy f(5)；zKxtH0.75Cfy，f(6)H由于該

15、裝置的心軸剛度很大，其變形可忽略，車(chē)刀的變形也可忽 略，故上面求出的三個(gè)位置的工藝系統(tǒng)剛度就是這三處的機(jī)床剛度。即 KxtQ = KjQ ,Kxtz = KjH ，KxtH = KjH 。根據(jù)車(chē)床剛度計(jì)算公式可列出如下關(guān)系式：111(8)=T KjQKctKdj11111 = （ ） Kjz 4官"牌= + （!KjH Kwz KdjI式中：Kq、Kz、Kh分別表示機(jī)床在前、中、后三個(gè)位置的剛度；Kct表示車(chē)床前頂尖的剛度；Kd表示車(chē)床刀架的剛度；Kwz表示車(chē)床尾座頂尖的剛度。聯(lián)立（7）、（8）、（9）就可以求得車(chē)床三個(gè)部件的剛度分別為：(10)(11)(12)12111（Kdj K

16、jz 2'KjQ KjH111KctKjQKdj111K wzK jHKdj四、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 用油石研磨車(chē)刀。2. 將試件安裝在特殊心軸上，或?qū)⒃嚰谛妮S上松開(kāi)后由前次 實(shí)驗(yàn)所在位置沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) 600左右，調(diào)整試件偏心量使 m= 6mncB再夾緊。3. 在特殊心軸前后頂尖孔中涂油后裝在機(jī)床的前后頂尖上。4. 用百分表量出余量的變動(dòng)量，算出 m并作記錄。5. 安裝車(chē)刀，使刀尖高度與頂尖中心線重合，刀具懸伸長(zhǎng)度取20 30mm6. 熟悉車(chē)床操作系統(tǒng)，選取合適的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，進(jìn)行必要的潤(rùn)滑后，征得指導(dǎo)教師和工作師傅同意后方能開(kāi)車(chē)乙 調(diào)整切削深度tmin = 0.20.3mm則其最高點(diǎn)

17、的切削深度為6.2 6.3mm8. 白右至左一次走刀切削三個(gè)試件。9. 加工后用干分表測(cè)出試件是誤差 g。10. 實(shí)驗(yàn)完畢，清理機(jī)床和實(shí)驗(yàn)使用的所有工具、量具。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1. 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)。2. 實(shí)驗(yàn)用的設(shè)備及儀器，包括機(jī)床及量?jī)x的名稱(chēng)、型號(hào)、規(guī)格， 實(shí)驗(yàn)裝置及其簡(jiǎn)圖等。3. 記下實(shí)驗(yàn)所用刀具的幾何角度，材料及切削用量參數(shù)。4. 列表記錄 m Ag的值，計(jì)算出各處的8及其剛度，并按相 應(yīng)公式算出KCt、K/z、Kdj。5. 對(duì)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析和討論。6. 回答指定的思考題。六、注意事項(xiàng)：1. 安裝心軸前，松開(kāi)屋座架，移動(dòng)屋座架使兩頂尖之間的距離 略大于夾具心軸的距離，然后緊固尾座，應(yīng)注意盡量縮短尾座套筒的 懸伸長(zhǎng)度。2. 轉(zhuǎn)動(dòng)尾座手輪，使心軸在兩頂尖之間松緊程度適宜，既不允許整個(gè)裝置有軸向或徑向移動(dòng)，又不能頂?shù)锰o燒壞頂尖孔，然