機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)提綱

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一 工藝裝備認(rèn)識(shí)與分析（機(jī)床、刀具認(rèn)識(shí)）（現(xiàn)場教學(xué)一 ）一、目的與要求1、了解金屬切削機(jī)床型號的編制方法。2、了解部分典型機(jī)床的工藝范圍、總體部局、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要技術(shù) 性能。3、了解各種常用的金屬切削刀具。4、了解機(jī)床專用夾具的用途、組成及一些典型零部件。二、內(nèi)容1、金屬切削機(jī)床的分類 機(jī)床主要是按加工性質(zhì)和所使用的刀具進(jìn)行分類， 目前我國將機(jī)床分 為 12 大類： 車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨 插床、拉床、特種加工機(jī)床、切斷機(jī)床及其他機(jī)床。 按照萬能程度、機(jī)床又可分為：通用機(jī)床 （萬能機(jī)床 ）、專門化機(jī)床 （專 能機(jī)床 ）、專用機(jī)

2、床。按照加工精度不同，在同一種機(jī)床中分為普通精度、 ，精密和高精度 三種精度等級。機(jī)床按照自動(dòng)化程度的不同， 分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)的機(jī)床。按照機(jī)床重量的不同，分為儀表機(jī)床、中型機(jī)床 （一般機(jī)床 ） 大型機(jī)床和重型機(jī)床、超重型機(jī)床 按照機(jī)床主要器件的數(shù)目，分為單軸、多軸、單刀，多刀機(jī)床等。 上述幾種分類方法， 是由于分類的目的和依據(jù)不同而提出來的。 通常， 機(jī)床是按照加工方式 (如車、鉆、銑、刨、磨等 )及某些輔助特征來進(jìn) 行分類的。2、常用金屬切削刀具(1)車刀車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣泛的刀具， 它可以用來加工外園、 內(nèi) 孔、端面，螺紋，也可以用于切槽和切斷等。車刀按照用途不同可分

3、為外園車刀、端面車刀、切斷刀及螺紋車刀、 成型車刀等。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、 焊接車刀、 機(jī)夾重磨式和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位 車刀。成形車刀按結(jié)構(gòu)和形狀分有：平體成型車刀、棱體成形車刀、圓體成 形車刀，按進(jìn)刀方式可分為徑向成形車刀和切向成形車刀。(2)孔加工刀具 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀、中心鉆、深孔鉆等。(3)銑刀 銑刀的種類很多，按用途分有，園柱銑刀、端銑刀、盤形銑刀(槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀和錯(cuò)齒三面刃銑刀 )、鋸片銑刀、立銑 刀、角度銑刀、鍵槽銑刀、成形銑刀。(4)拉刀由于拉削加工方法應(yīng)用廣泛，拉刀的種類也很多。 按加工工件表面的不同， 可分為內(nèi)拉刀和外拉刀兩類， 內(nèi)拉刀是 用于加工

4、工件內(nèi)表面的。 常見的有園孔拉刀， 鍵槽拉刀、花鍵拉刀等。 加工外表面的拉刀，則稱為外拉刀、如平面拉刀，成形表面拉刀及齒 輪拉刀等。 在分析拉刀時(shí)，注意拉刀的主要組成部分及切削部分的拉削方式（拉削圖形）a、分層拉削方式：成形式（同廓）和漸成式；b、分塊拉削方式：分組式、輪切式：c、綜合式拉削。并進(jìn)一步比較拉刀上相應(yīng)的齒形。（5）齒輪刀具成形法齒輪刀具：盤形齒輪銑刀、指形齒輪銑刀（模數(shù)銑刀）展成法齒輪刀具：齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀。（6）磨料和磨具 砂輪的特性主要由磨科、粒度、結(jié)合劑，硬度、組織及形狀尺寸等因 素決定。注意砂輪端面上的標(biāo)志與砂輪形貌的對應(yīng)。了解各種金屬切削刀具的同時(shí)，應(yīng)能分清刀體

5、材料和切削部分的材 料。 （高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷材抖及立方氮化硼等 ）。3、以 CK6136 車床為例，了解其工藝范圍，布局與組成，傳動(dòng)原理。以 XK7732 為例，了解數(shù)控機(jī)床依靠控制元件實(shí)現(xiàn)程序加工。以 CK6136 為例，了解自動(dòng)化加工設(shè)備中刀只的管理、刀具的識(shí)別選 刀方式及換刀過程。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、記錄本次實(shí)驗(yàn)所見的機(jī)床型號、工藝范圍。2、記錄本次實(shí)驗(yàn)所見的各種刀具名稱和用途。3、記錄本次實(shí)驗(yàn)所見的各種機(jī)床夾具典型部件。實(shí)驗(yàn)二 車刀角度的測量一、目的與要求1、熟悉車刀切削部分的組成，掌握確定刀具角度的參考平面、參 考系及刀具的標(biāo)注角度；2、了解萬能量角器和車刀量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)使用萬

6、能量角器和 車刀量角臺(tái)測量車刀的標(biāo)準(zhǔn)角度；3、繪制車刀標(biāo)準(zhǔn)角度圖，并標(biāo)出測量得到的各標(biāo)注角度數(shù)值。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器和試件車刀、萬能量角器和車刀量角臺(tái)三、測量原理車刀標(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)的指針平面， 與構(gòu)成被測 角度的面或線緊密貼合，把要測量的角度測量出來。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法（一）量角器和量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)1、萬能量角器結(jié)構(gòu)如圖，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

7、直尺12調(diào)整到適當(dāng)位置時(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），然后將制動(dòng)頭3鎖緊，從游標(biāo)尺2的刻座 線上，便可以讀山所要測量的角度數(shù)值。瀟底尺 m怖並一尺用s, “一呈協(xié)擁仃9一卡塊九 10矚動(dòng)Ktj fr-rtAlK 12AM HUK2、車刀量角臺(tái)車刀量角臺(tái)是測量車刀標(biāo)注角度的專用量角儀，它有很多種型式，其中即能測量車刀主剖面參考系的基本角度， 又能測量車刀法剖面參考 系的基本角度的一種車刀量角臺(tái)，如圖1-2所示。圓形底盤2的周邊，刻有從o 0起向順

8、、逆時(shí)針兩個(gè)方向各100 0的 刻度，其上的工作臺(tái)5可以繞小軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，由固連于工作臺(tái)5上的工作臺(tái)指針6指示出來.工作臺(tái)5上的定位塊4和導(dǎo)條3 固定在一起，能在工作臺(tái)5的滑槽內(nèi)平行滑動(dòng)。立柱20固定安裝在底盤2上，它是一根矩形螺紋絲杠，旋轉(zhuǎn)絲杠上 的大螺帽19,可以使滑體13沿立柱（絲杠）20的鍵槽上、下滑動(dòng).滑 體13上用小螺釘16固定裝上一個(gè)小刻度盤15,在小刻度盤15的外 面，用旋鈕17將彎扳18的一端鎖緊住滑體13上.當(dāng)松開旋鈕17時(shí), 彎板18以旋鈕17為軸，可以向順、逆時(shí)針兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的 角度用固連于彎扳18上的小指針14在小刻度盤15上指示出來.國1-3帀刀雖用

9、h1-止盤4一應(yīng)垃映 5-T.fl ATJ1 冷舟甘？一小抽tl-WHiff* H-Wtl-在彎扳18的另一端，用兩個(gè)螺釘11固定裝上一個(gè)扇形大刻度盤12,其上用特制的螺釘軸8裝上一個(gè)大指針9.大指針9可以繞螺釘軸8向順、逆時(shí)針兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并在大刻度盤12上指示出轉(zhuǎn)動(dòng)的角 度.兩個(gè)銷軸10可以限制大指針9的極限位置 當(dāng)工作臺(tái)指針6、大指針9和小指針14都處在o 時(shí)，大指針9的前 面a和側(cè)面b垂直于工作臺(tái)5的平面，而大指針g的底面c平行于工 作臺(tái)5的平面.測量車刀角度時(shí)，就是根據(jù)被測角度的需要，轉(zhuǎn)動(dòng)工 作臺(tái)5,同時(shí)調(diào)整放在工作臺(tái)5上的車刀位置，再旋轉(zhuǎn)大螺帽19,使 滑體13帶動(dòng)大指針9上升或下

10、降而處于適當(dāng)?shù)奈恢?，然后用大指?9的前面a （或側(cè)面b、或底面c）,與構(gòu)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。（二）測量車刀標(biāo)注角度的方法1、用萬能量角器測量車刀標(biāo)注角度（1）主偏角Kr的測量將萬能量角器裝成如圖1-3所示的樣子團(tuán)1-2用萬備丘曲酈測盤帯山生悄出曲1-4用幣雇尼協(xié)戀謝Mt卉川制嗅伯貼合在直尺（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.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位置，讓基尺和副刀刃 裝表面上的投影相平行，則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值，就是副偏

11、角kr的數(shù)值（見圖1-4）.（3）刃傾角s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，使基尺處椏切削平面 （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°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，就是主剖面前角。的數(shù)值。國F J剛?cè)f6EJL的辣瀏雖下刃刃懈#圖t-6用H餾魔和艸測垃£川曲卅(5)后角a。的測量將萬能量角器裝成

12、如圖1-7所示的樣子，把車刀底面緊密地貼合在直 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 a。的數(shù)值。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。2、用車刀量角臺(tái)測量車刀標(biāo)注角度(1) 校準(zhǔn)車刀量角臺(tái)的原始位置用車刀量角臺(tái)測量車刀標(biāo)注角度之前，必須先把車刀量角臺(tái)的大指針、小指針和工作臺(tái)指針全部調(diào)整到零位，然后把車刀按圖1-8

13、所示平放在工作臺(tái)上，我們稱這種狀態(tài)下的車刀量角臺(tái)位置為測量車刀標(biāo) 注角度的原始位置。主偏角Kr的測量從圖1-8所示的原始位置起，按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)(工作臺(tái)平面 相當(dāng)于P。)，讓主刀刃和大指針前面a緊密貼合，如圖1-9所示，則 工作臺(tái)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(dāng)于Ps,如圖1-10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的數(shù)值.指針在0 0左邊為+ s，指針在0 0右邊 為s。(4) 副偏角kr的測量參照測量主偏角Kr的方法，按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)，使副刀刃和

14、大指針前面a緊密貼合，如圖1 17所示，則工作臺(tái)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。(5) 前角°的測量前角°的測量，必須在測量完主偏角 Kr的數(shù)值之后才能進(jìn)行。從圖1 8所示的原始位置起，按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)，使工作臺(tái)指針I(yè)H F用車血fti臺(tái)測站財(cái)勵(lì)圖blI用車加謝価低比血倔陽指到底盤上r=90° kr ,的刻度數(shù)值處（或者從圖1 9所示測完主偏 角Kr的位置起，按逆時(shí)針方向使工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng) 90。），這時(shí)，主刀刃在 基面上的投影恰好垂直于大指針前面 a（相當(dāng)于Po），然后讓大指針底 面c落在通過主刀刃上選定點(diǎn)的前刀面上（緊密貼合），如圖1 1

15、2所 示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值， 就是主剖面前角°的 數(shù)值。指針在0°右邊時(shí)為+ °，指針在0。左邊時(shí)為-°。（6）后角a。的測量在測完前角 o 之后，向右平行移動(dòng)車刀 （這時(shí)定位塊可能要移到車刀 的左邊，但仍要保證車刀側(cè)面與定位塊側(cè)面靠緊），使大指針側(cè)面 b和通過主刀刃上選定點(diǎn)的后刀面緊密貼合，如圖 1-13 所示，則大指 針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是主剖面后角a。的數(shù)值。指針在0。左邊為+ a。，指針在0。右邊為-a。（7）法剖面前角n利后角n的測量測量車刀法剖面的前角n和后角n，必須在測量完主偏角 Kr，刃傾 角s之后才能進(jìn)

16、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(dāng)位置，使彎板轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刃傾角s的數(shù)值，這個(gè)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(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為s，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為一s），如圖1 14所示，然后再按 如前所述測量主剖面前角。和后角a。的方法（參照圖1-12和圖1-13）， 便可測量出車刀法剖面前角n和后角n的數(shù)值。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容（一）實(shí)驗(yàn)用量儀和工具（二）實(shí)驗(yàn)記錄主剖面參考系的基本角度 （單位：度）（三）繪制車刀標(biāo)注角度圖（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論五、思考題1、用車刀量角臺(tái)測量車刀主剖面前角。和后角 。時(shí)，為什么要讓工作臺(tái)從原始位置起，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)r =9

17、00 kr 的角度 ?2、 在什么情況下需要測量車刀法剖面前角 n和后角n ?為什么用車刀 量角臺(tái)測量車刀法剖面前角n和后角n時(shí)，小指針（即彎板）要旋轉(zhuǎn)一 個(gè)刃傾角s的數(shù)值？3、參照測量車刀主剖面前角 。和后角。的方法，怎樣利用車刀量角 臺(tái)測量出車刀副刀刃上的副前角。，和副后角。，？為什么車刀工作 圖上不標(biāo)注副前角 。 ?4、怎樣利用車刀量角臺(tái)測量出車刀切削深度 （進(jìn)給）方向剖面的前角 p（f）和后角p（ f）?標(biāo)注出p（ f）和后角p（ f）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(yīng)如何利用車 刀量角臺(tái)測量切斷車刀的主偏角 kr ，和副偏角 kr ？6、45。

18、彎頭車刀在車外圓和車端面時(shí)，其主、副刀刃和主、副偏角 是否發(fā)生變化 ？為什么 ？7、在實(shí)際切削加工中，由于刀具安裝位置和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，形成 刀具的工作角度，請分析以下情況，切削平面、基面和正交平面位置 是如何改變的。（1）車刀（鏜刀）安裝時(shí)，刀尖高于工件軸線。（2）車刀（鏜刀）安裝時(shí)刀尖低于工件軸線。（3）車刀安裝偏斜。（4）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作角度的影響。（5）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作角度的影響。實(shí)驗(yàn)三車削力的測量、目的與要求1、了解通用測力儀的工作原理及測力方法。2、掌握切削深度p、進(jìn)給量f等對車削力的影響規(guī)律。3、通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，建立主車削力 Fz的經(jīng)驗(yàn)公式二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器、工具和試件1

19、、測試系統(tǒng)框圖記錄儀2、設(shè)備，儀器和試件CA6140普通車床、外園車刀，45#園鋼棒料、QB-09型通用測力儀、Y6D-3A型動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、SC-16型光線示波器。三、測量原理測量切削力的測力儀種類很多，有機(jī)械測力儀，油壓式測力儀和電測 力儀。目前使用較多的是電測力儀，它的測量精度和靈敏度較高，電 測力儀又有電阻應(yīng)變式、電感式、電容式和壓電式等。（一）電阻應(yīng)變式測力儀的工作原理就電阻應(yīng)變式測力儀而言，盡管種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，但其工作原理 是一樣的，即在測力儀彈性元件的適當(dāng)位置粘貼著具有一定電阻值R的電阻應(yīng)變片。并將其聯(lián)成電橋。切削時(shí)，彈性元件受力變形，于是 緊粘在其上的電阻應(yīng)變片也隨之變形，

20、電阻值R發(fā)生了變化。當(dāng)應(yīng)變片R1及R3受拉而伸長時(shí)，電阻絲直徑變細(xì)，電阻增大 （R+ R）,當(dāng)應(yīng)變片R2、R4受壓縮變形時(shí)，電阻絲直徑變粗，電阻減?。≧- R）, 于是電橋失去平衡而產(chǎn)生輸出電壓（或電流）。但由于電阻應(yīng)變片的電 阻變化很小，所以一般還必須經(jīng)過電阻應(yīng)變儀放大， 然后由記錄儀器 記錄，再根據(jù)標(biāo)定曲線的換算，就能求得切削力的數(shù)值。利用電補(bǔ)償 原理，可以消除各分力間的相互干擾圖示為幾種不同結(jié)構(gòu)形式的八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀。0人角黑矗血機(jī)蜒畫股帶廨詹為慎（二）電阻應(yīng)變式測力儀常用的放大與記錄儀器1、電阻應(yīng)變儀由于電橋的輸出電壓很小，因此需用應(yīng)變儀來放大電橋的輸出信號 電阻應(yīng)變儀的型

21、號很多，常用的有 YJD-1型、YJ-5型、Y6D-2型、 Y6D-3A 型、 Y8DB-5 型等。 根據(jù)負(fù)載電阻的不同，上述電阻應(yīng)變儀分為電壓橋和功率橋兩類， YJD-I、YJ-5、Y6D-2 等型號屬電壓橋； Y6D-3A 、Y8DB-5 等型號屬 功率橋。應(yīng)當(dāng)注意，使用電壓橋的電阻應(yīng)變儀時(shí)，每一工作橋臂上的 電阻應(yīng)變片的片數(shù)、 串聯(lián)或并聯(lián)不影響電橋的靈敏度， 而使用功率橋 的電阻應(yīng)變儀時(shí)， 電橋的靈敏度則與每一個(gè)工作臂上的電阻應(yīng)變片的 片數(shù)、串聯(lián)或并聯(lián)的方法有關(guān)，在接橋時(shí)必須注意。2、記錄儀器 與電阻應(yīng)變儀配套使用的記錄儀器有光線示波器 （SC-16 型等 ）及數(shù)字 電壓表（PZ8、PZ

22、26型等）。（三）壓電式測力儀 壓電式測力儀的工作原理是基于石英晶體的正壓電效應(yīng)。 當(dāng)晶體受力 作用時(shí)，產(chǎn)生變形，從而在晶體表面上產(chǎn)生電荷，所產(chǎn)生的電荷量與 外力大小成止比， 這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 由于石英晶體在切片時(shí)的 方位不同，有縱向效應(yīng)與切向效應(yīng)之分?？v向效應(yīng)的石英晶片，只有 當(dāng)力垂直作于石英晶片的表面時(shí)， 才有電荷產(chǎn)生。 而切向效應(yīng)的石英 晶片，只有當(dāng)力沿著靈敏軸方向切于石英晶片表面時(shí)， 才有電荷產(chǎn)生。 單向壓電晶體傳感器是由兩片縱向效應(yīng)的石英晶片組成， 只能測量垂 直于傳感器表面的作用力。 三向壓電晶體傳感器是由三組石英晶片組 成，其中測量 Fz 力的一組是由二片縱向效應(yīng)的石英晶片

23、組成，而測 量 Fy 及 Fx 力的二組都是由二片切向效應(yīng)的石英晶片組成， 但兩組石 英晶片的靈敏軸方向互成 90'，因此，當(dāng)空間任意方向的力作用于傳感器上時(shí)，就能自動(dòng)的將作用力分解為三個(gè)相互垂直的分力。壓電式測力儀由于剛性好，靈敏度高，且可以測量動(dòng)態(tài)切削力，因此 應(yīng)用逐漸增多。壓電測力儀，由于在力作用下石英晶片所產(chǎn)生的電荷 很少，因此尚需配用電荷放大器進(jìn)行放大（電荷放人器有FDH-2型、 FDH-7型等），再用光線示波器（SC-16型等）或數(shù)字電壓表（PZ8型、 PZ26型等）進(jìn)行記錄。使用壓電式測力儀測力時(shí)，測量系統(tǒng)框圖如 圖所示。切削力屯訊號業(yè)荷竝大船償«sid愉出四、

24、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法：1、測力儀的標(biāo)定實(shí)際測定切削力之前，必須對測力儀進(jìn)行標(biāo)定，這樣才能得到測力儀 承受力的大小與記錄儀輸出的函數(shù)關(guān)系. 能否準(zhǔn)確地進(jìn)行標(biāo)定，將影 響測力的精度。通過測力環(huán)來進(jìn)行標(biāo)定可得到切削力（N或kgf）與微應(yīng)變與uE之間的 函數(shù)關(guān)系曲線，即標(biāo)定曲線。2、準(zhǔn)備工作（1）安裝工件、測力儀及車刀。注意刀尖伸出長度應(yīng)與標(biāo)定時(shí)一致， 并對準(zhǔn)工件中心高。（2）按測量系統(tǒng)圖連線。（3）熟悉電阻應(yīng)變儀使用，并進(jìn)行電橋平衡調(diào)節(jié)。熟悉記錄儀器的使 用。(4) 熟悉機(jī)床操作手柄及操作方法。注意安全事項(xiàng)。(5) 確定實(shí)驗(yàn)條件。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和處理與經(jīng)驗(yàn)公式的建立 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式通常是以切深 ap 和進(jìn)

25、給量 f 為變量的冪函數(shù)，其 形式為： (以主切削力 Fz 為例)FZ CFapx FZ f yFZ首先建立切削力與每一單獨(dú)變化因素間的關(guān)系式(如 Fz-ap 與 Fz-f) ，分別求出各指數(shù)和系數(shù)，然后經(jīng)過綜合，求出總的系數(shù)。1、圖解法 在單因素實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思下，固定其他因素不變，只改變一個(gè)岡素，分別 表達(dá)切深印、進(jìn)給量f與主切削力Fz關(guān)系的單項(xiàng)切削力指數(shù)公式為：FZ CFapxFZ ； FZ Cff yFZ 將等號兩邊取對數(shù)，則有 lgF Z =lgC ap +X FZ lgap lgF Z=lgC f +X FZlgf 顯然Fz-ap線和Fz-f線在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上是直線。 系數(shù)Cap為Fz-

26、ap線在ap=l mm時(shí)的Fz值. 系數(shù)Cf為Fz-f線在f=lmm /r時(shí)的Fz值。 指數(shù)Xfz為Fz-sp線的斜率。 指數(shù)Yfz為Fz-f線的斜率。用本次的數(shù)據(jù)可在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上畫山5條Fz-sp線和4條Fz-f線,分別求Xfz和YFz，然后取平均值，以提高實(shí)驗(yàn)精度。取任意一對Fz-ap線和Fz-f線，可以求出cFz。Cf由于式Fz CapapXFZ是在f= f ° （改變ap實(shí)驗(yàn)時(shí)所固定的f值）的情況 下得到的，故有：FzCapapXFZ=CFzapXFZfoyFZ 則 CfZ1而式Fz CffyFZ是在ap apo （改變f實(shí)驗(yàn)時(shí)所固定的ap值），固有FzCffXFZ= CF

27、zap°XFZy FZTo由于實(shí)驗(yàn)誤差Cfzi與CFZ2不一定相等，因此取兩者的平均值，即1CFZ 2 （C FZ1 CFZ2 ）2、一元線性回歸法理論上IgFz-lgap與IgFz-lgf應(yīng)是線性關(guān)系，但實(shí)際的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)往往不可 能全部落在一條直線上，上述圖解法是用眼晴觀察繪出的一條直線， 使各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)大約均布在該直線的上下，因此所求得的指數(shù)、系數(shù)存在 一定的誤差.一元線性回歸法是運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中回歸分析的方法，建立一元線性回歸方程，因?yàn)樗墙⒃谡`差平方和為最小的 “最小二 乘法”基礎(chǔ)上得出的一條直線，因此誤差最小。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 （一）實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備及測試系統(tǒng)原理圖 1、儀器、設(shè)備機(jī)

28、床1好定帚數(shù)9Kk-1 憐材料對 A材料Y n口 X： JKJY *br2、測試系統(tǒng)原理圖（二）實(shí)驗(yàn)步驟（三）實(shí)驗(yàn)記錄切削轉(zhuǎn)罐 nw/r?htin切削連挖v/jfi/min |1 . .（ _列削潯度時(shí)皿氐|_哎錯(cuò)盤伽站主切削力F0（四）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及經(jīng)驗(yàn)公式建立（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論實(shí)驗(yàn)四 加工精度的統(tǒng)計(jì)分析一、目的與要求在無心磨床上磨削一批試件，按順序測量其尺寸。1、繪制實(shí)際分布圖。2、計(jì)算平均尺寸X及均方根偏差，繪制理論分布曲線。3、繪制X R質(zhì)量控制圖。4、確定本工序的工序能力及工序能力系數(shù) Cp。通過實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生切實(shí)掌握加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法的基本理論和了 解統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制的基本方法。

29、通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生：1、掌握樣本數(shù)據(jù)的取得利處理方法，能繪制實(shí)際分布圖、理論分布 圖及點(diǎn)圖。2、判斷加工誤差的性質(zhì)，確定工序能力及其等級.3、培養(yǎng)對加工誤差進(jìn)行綜合分析的能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器和試件1、測量儀器士 0. 001mm比較儀。2、量具：025mm千分尺，塊規(guī)一組。3、試件：100200個(gè)，園柱形工件，材料45鋼。三、實(shí)驗(yàn)原理在加工過程中，由于隨機(jī)誤差利系統(tǒng)誤差的影響， 使一批工件加工后 的尺寸各不相同，通過測量一批工件的尺寸，可畫出該批工件的實(shí)際 分布圖，可判斷加工誤差的性質(zhì)。如果通過評定確認(rèn)樣本是服從正態(tài) 分布的，就可以認(rèn)為工藝過程中變值系統(tǒng)性誤差很小 （或不顯著），引起被加工

30、工件質(zhì)量分散的原因主要是由隨機(jī)誤差引起，這時(shí)可進(jìn)一步分析有無常值系統(tǒng)性誤差存在。如果評定結(jié)果表明樣本不服從正態(tài)分 布，就要進(jìn)一步分析是哪種變值系統(tǒng)性誤差在顯著地影響著工藝過 程。實(shí)踐證明：在機(jī)械加工中，若同時(shí)滿足下列三個(gè)條件：1、無變值系統(tǒng)性誤差（或有而不顯著）；2、各隨機(jī)性誤差是相互獨(dú)立的；3、在各隨機(jī)性誤差中沒有一個(gè)是起主導(dǎo)作用的；則工件的誤差就服從正態(tài)分布。在研究加工誤差問題時(shí)，常常應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中一些“理論分布曲線” 來近似地代替實(shí)際分布曲線。其中應(yīng)用最廣的便是正態(tài)分布曲線（或稱高斯曲線）。其概率密度函數(shù)的方程為：1(x X)y xexpV2(x,0)2Xi 工件尺寸；nX工件平均尺寸

31、X = 2 Xi ；n i i-均方根偏差/ n (Xi X)2n i i的大小反映了機(jī)床加工精度的高低，正態(tài)分布的分散范圍為X 士3 , X的大小反映了機(jī)床調(diào)整位置的不同。工序能力就是工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，加工誤差正常波動(dòng)的幅度，通常用6來表示，工序能力系數(shù)就是工序能力滿足加工精度要求的程度，當(dāng)工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，工序能力系數(shù)：Cp 6T t工件的尺寸公差分布圖分析法具有以下特點(diǎn)：(1) 分布圖分析法采用的是大樣本，因而能比較接近實(shí)際地反映工藝過程總體(母體)；(2) 能把工藝過程中常值系統(tǒng)性誤差從誤差中區(qū)分開來，由于沒有考 慮工件加工的先后順序，因此不能把變值系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)誤差區(qū)分 開來；

32、(3) 只有等到一批工件加工完畢后才能繪制分布圖，因此不能在工藝過程中及時(shí)提供控制工藝過程精度的信息；(4) 計(jì)算較復(fù)雜；(5) 只適用于工藝過程穩(wěn)定的場合，如果工藝過程不穩(wěn)定，繼續(xù)用分布圖分析討論上藝過程的精度就失去意義。點(diǎn)圖分析法能夠反映質(zhì)量指標(biāo)隨時(shí)間變化的情況， 因此，它是進(jìn)行質(zhì) 量控制的有效方法。這種方法既可以用于穩(wěn)定的工藝過程， 也可以用 于不穩(wěn)定的工藝過程。點(diǎn)圖的用法有多種。(1) 工藝驗(yàn)證：為了確定準(zhǔn)備投產(chǎn)的工藝能否保證加工質(zhì)量要求或?qū)ΜF(xiàn)行的工藝進(jìn)行定期、不定期的檢查，查明工藝能力和工藝的穩(wěn)定性。所謂工藝的穩(wěn)定，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理來說，一個(gè)過程(工序)的質(zhì)量參數(shù)的總體分布，其平均值

33、X和均方根差 在整個(gè)過程(工序)中若能保 持不變，則工藝是穩(wěn)定的。常采單單值點(diǎn)圖及由小樣本均值牙的點(diǎn)圖 和小樣本極差R的點(diǎn)圖聯(lián)臺(tái)組成的X -R圖。(2) 加工過程誤差分析：目的是從點(diǎn)圖中分解出系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性 誤差并尋找誤差的根源。前者可以用點(diǎn)圖的順序平均數(shù)法。后者可以 用相關(guān)分析法。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、用相應(yīng)尺寸的塊規(guī)調(diào)整好比較儀。2、按加工順序測量零件的尺寸，記錄測量結(jié)果。3、繪制實(shí)際分布圖（直方圖或折線圖）。1）確定尺寸間隔數(shù)：選擇組數(shù)j對實(shí)際分布兇的顯示好壞有很大關(guān)系。組數(shù)過多，組距太 小，分布圖會(huì)被頻數(shù)的隨機(jī)波動(dòng)所歪曲：組數(shù)太少，組距太大，分布 特征將被掩蓋。j值一般應(yīng)根據(jù)樣本容量來選

34、擇。n2540406060100100100160160250j6781011122）確定尺寸間隔大?。ńM距）xx xmax minX =j 1Xmax -群體個(gè)體的最大值Xmin -樣本個(gè)體的最小值3）計(jì)算各組組界與組中值各組組界：Xmin+（k-1） x （k 1、2、3j）2各組組中值：xmin +（k-1） x4）作頻數(shù)分布表5）計(jì)算X和6）畫實(shí)際分布圖，標(biāo)出X和6值及工件的尺寸公差T7）計(jì)算工序能力系數(shù)Cp。4、繪制理論分布曲線（在實(shí)際分布圖上）5、繪制X r質(zhì)量控制點(diǎn)圖。1）取定每組工件數(shù)m,計(jì)算出各組數(shù)據(jù)xi, Ri，共分成K組Xi第i組的平均值，Ri 第i組的極差2）計(jì)算X 樣本平均值的均值，R 樣本極差R的均值X圖的中心線為：1 x=k iXi1R圖的