9機制及機制綜合實驗指導(dǎo)書13-9

1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其宜動化實驗班機械工程學(xué)院實驗教學(xué)中心2013年 9月本課程以機械制造為主要研究對象， 介紹了金屬切削理論、機械制造工藝理 論、機床傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)和夾具設(shè)計等有關(guān)知識，同時吸收新技術(shù)、新工藝，反 映機械制造領(lǐng)域的最新進展。為滿足教學(xué)目的和教學(xué)基本要求，使學(xué)生掌握切削基本條件的選擇、 加工設(shè) 備的調(diào)整計算和加工誤差的控制，本課程宜作 6學(xué)時實驗（機自、熱能專業(yè)）。 實驗名稱見下表：序號實驗名稱性質(zhì)學(xué)時1刀具幾何角度測量22圓柱齒輪設(shè)計制造及其檢測綜合實驗（必作）4 （課外6-8學(xué)時）- 2 -實驗1:刀具幾何角度測量實驗學(xué)時:2H實驗類型:驗證實驗要求:必

2、作、實驗?zāi)康?.熟悉車刀切削部分的構(gòu)成要素，掌握車刀靜態(tài)角度的參考平面、參考系 及車刀靜態(tài)角度的定義：2. 了解車刀量角臺的結(jié)構(gòu)，學(xué)會使用量角臺測量車刀靜態(tài)角度;3. 繪制車刀靜態(tài)角度圖，并標注出測量得到的各角度數(shù)值。4. 鞏固和加深對刀具幾何角度定義的理解。、實驗內(nèi)容測量車刀的正交參考系、法平面及假定工作平面內(nèi)的幾何角度，并分別畫圖標注。三、實驗原理、方法和手段車刀的靜態(tài)角度可以用車刀量角臺進行測量，其測量的基本原理 是：按照車刀靜態(tài)角度的定義，在刀刃選定點上，用量角臺的指針平面（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。車刀量角臺的結(jié)

3、構(gòu)如圖2-1所圓形底盤2的周邊，刻有從0°0JC911y圖2-1 車刀量角臺2底盤3 導(dǎo)條4 定位塊5工作7 小軸 8 螺釘軸9大13171 支腳臺6工作臺指針指針 10銷軸11螺釘 12大刻度盤滑體 14小指針15小刻度值16小螺釘¥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(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)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(dǎo)條3因定在一旋鈕 18 彎板 19大螺帽20立柱起，能在工作臺5的滑槽內(nèi)平行滑動。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)絲桿上的大螺 帽 19，可以使滑體

4、1 3沿立柱（絲杠）20 的鍵槽上、下滑動?；w 13 上用小螺釘12 上指示出轉(zhuǎn)動的角度。兩個銷軸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 1 7為軸，可以向順、逆 時針兩個方向轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)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、逆時針兩個方向轉(zhuǎn)動，并在大刻度盤10 可以限制大指針 9 的極限位置。14都處

5、在0°寸，大指針9的前面a和9 的底面 c 平行于工作臺 5 的平面。測當工作臺指針 6、大指針 9 和小指針 側(cè)面 b 垂直于工作臺 5 的平面， 而大指針量車刀角度時，就是根據(jù)被測角度的需要，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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)奈恢茫幌蛴么笾羔?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。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靜態(tài)角度之前， 必須先把車刀量角臺的大指針、 小指 針和工作臺指針全

6、部調(diào)整到零位，然后把車刀按圖 2-1 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靜態(tài)角度的原始位置。（2）主偏角 Kr 的測量 .從圖 2-1 所示的原始位置起，按順時針方向轉(zhuǎn)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2-2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2-3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。左邊為+ S,指針在0。右邊為-S。畐寸偏角Kr的測量參照測

7、是主偏角 Kr 的方法，按逆時針方向轉(zhuǎn)動工作臺， 使副刀刃和大指針 前面a緊密貼合，如圖2-4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。- 3 -Y圖2-2用車刀量角臺測量車刀主偏角刀刃傾角i.(X V十;4dA圖2-3用車刀量角臺測量車- 16 -待加L去面¥向圖2-4用車刀量角臺測量車刀副偏角（5）前角0的測量加丄衣浙圖2-5刀具幾何角度投影圖前角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2-1所示的原始位置起，按逆時針方向轉(zhuǎn)動工作臺，使工作臺指針指到 底盤上r=90 Kr的刻度數(shù)值處（或者從圖2-2所示測完主偏角kr的位置起，按 逆時

8、針方向使工作臺轉(zhuǎn)動90。），這時，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指針 前面a（相當于P0），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0的數(shù)值。指針在0°右邊時為+ 0，指針在0°左邊時為-0。（6）后角0的測量在測完前角0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(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0的數(shù)值。指針在0°的數(shù)值

9、。指針在0°左邊為+ 0,指針在0°右邊為一0。I ¥-H1圖2-6用車刀量角臺測量車刀前角刀后角IAIUUI1HI圖2-7用車刀量角臺測量車（7）副后角0的測量（8）法平面前角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(zhuǎn)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(zhuǎn)動為+ S,順時針方向轉(zhuǎn)動為-S）,如圖2-7 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2-6和圖2-

10、7）,便可測量出車刀法平面前角0和后角0的數(shù)值。圖2-7四、實驗組織運行要求 以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1、車刀量角臺。2、直頭外圓車刀、彎頭外圓車刀、偏刀、切斷刀。六、實驗步驟1熟悉車刀量角臺的使用；2. 車刀量角臺初始位置的調(diào)整;3. 按照定義分別測量車刀的幾何角度， 按照實測角度畫出刀具幾何角度投影圖。刀具幾何角度記錄表序號刀具名稱主偏角Kr刃傾角s副偏角Kr前角0后角0副后角0123七、思考題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(zhuǎn)r=90°*r的角度?2. 在什么情況下需要測量車刀法平面前角n和

11、后角n?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(zhuǎn)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？p( f)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和后角p( f)?標注出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測量切斷車切的主偏角 Kr 和副偏角 Kr？6. 45°彎頭車刀在車外圓和車端面時，其主、副刀刃和主、副偏角是否發(fā)生 變化？為

12、什么？八、實驗報告 寫出實驗?zāi)康摹嶒瀮?nèi)容、實驗步驟、實驗結(jié)果(將所測量得到的結(jié)果列表記錄，按照實測角度畫出所測車刀的幾何角度投影圖， 按照主剖面與法剖面刀具角度的關(guān)系式驗證所測結(jié)果的正確性) ，對實驗過程和結(jié)果進行討論分析。實驗2:圓柱齒輪設(shè)計制造及其檢測實驗學(xué)時:4H實驗類型:實驗要求:必作、實驗?zāi)康谋緦嶒灥膶W(xué)習(xí)目的，是為了使學(xué)生通過加工圓柱齒輪， 掌握滾齒機的加工原理、傳動鏈的計算和調(diào)整方法，了解滾齒機的基本操作規(guī)程；回顧齒輪精度的常 用檢測項目，熟悉齒輪雙面嚙合綜合檢查儀的使用， 掌握典型零件一圓柱齒輪的一般工藝過程和檢驗方法。二、實驗內(nèi)容 根據(jù)實驗的要求，確定交換齒輪的齒數(shù)，自己動手

13、調(diào)整機床完成工件、滾刀、交換齒輪的安裝；加工完圓柱輪輪后檢驗齒輪的精度，評定齒輪的加工誤差性質(zhì) 和精度。三、實驗原理、方法和手段要求深刻理解加工直（斜）齒圓柱齒輪時滾刀的旋轉(zhuǎn)運動、工件的旋轉(zhuǎn)運動 及滾刀的垂直運動之間的關(guān)系，具體采用實際調(diào)整機床加工獲得一對平行軸嚙合齒輪，然后用公法線千分尺測量公法線長度變動誤差，在3102型齒輪雙面嚙合綜合檢測儀上測量圓柱齒輪徑向綜合總偏差，獲得對齒輪精度、用途的評價。四、實驗組織運行要求該實驗的特點是使用的機床種類較多（有 2種），調(diào)整的環(huán)節(jié)較多，使用的 儀器較多、對學(xué)生的動手能力要求較高，采用 5人一小組，10人一大組，每大組分成A、B2個小組，要求A、B

14、2個小組加工的圓柱齒輪能夠正確的嚙合。另 外，相關(guān)的知識點較多（齒輪的設(shè)計，機床的結(jié)構(gòu)、使用、調(diào)整，工件的裝夾定 位，加工的工藝，檢驗評價等）故采用 以學(xué)生自主訓(xùn)練為主，教師現(xiàn)場輔導(dǎo)為輔的開放模式組織教學(xué)”。五、實驗條件Y38滾齒機及其交換齒輪、CW6140、3102型齒輪雙面嚙合綜合檢查儀、百分表、測量心軸工件毛坯、普魯士蘭。1. 切削速度交換齒輪模數(shù)：m=3.5mm 齒輪齒數(shù)有：18，22，25，28，32，35，38, 42。對應(yīng)于滾刀七種轉(zhuǎn)速交換齒輪的選配：表 4-1nD （rpm）19215312797796547.5A3835322825221822252832353842因軸間距

15、離不能改變，故齒數(shù)和 A+B=60。2. 現(xiàn)有滾刀參數(shù)（表 4-2）序號模數(shù)螺旋 升角丫頭數(shù)K滾刀外徑1121.53242.520281D=655363.574.58698法向齒輪形角材料旋向200W18C r4V右旋3. 分度運動、進給運動和差動運動使用的交換齒輪20 （兩個），23, 24, 25 （兩個），30, 33, 34, 35, 37, 40, 41, 43, 45,47, 48, 50, 53, 55,57, 58, 59, 60, 61, 62, 65, 67, 70, 71, 73, 75, 79,80, 83, 85, 89, 90, 92, 95, 97, 98, 10

16、0。交換齒輪e和f，模數(shù)m=3mm,齒數(shù)：24, 36六、實驗步驟1、根據(jù)實驗室條件，確定齒輪基本參數(shù)：m=, z2=, p =,旋向：其中Z2取30 55之間，為了檢驗方便，模數(shù)統(tǒng)一取計算全齒高：直齒h 2.25m=ap（四個）,48m=2.5,螺旋角統(tǒng)一取P =l4斜齒h2.25mn =ap計算齒頂圓直徑：直齒da=mz2+2 ham斜齒da二mnZ2/cos +2 ham （標準齒輪h*=1）2.計算傳動鏈交換掛論1）主運動傳動鏈的計算調(diào)整:滾刀轉(zhuǎn)速 nD 1000VD式中：V是切削速度，取V=15-25m/min , D是滾刀外徑。為避免過早的損壞工作臺蝸輪副，應(yīng)按下式校核工作臺轉(zhuǎn)速：

17、noKn工作臺p 4.5rpm式中：n工作臺是工件轉(zhuǎn)速，no是刀具轉(zhuǎn)速，K是滾刀頭數(shù)，Z是工件齒數(shù)。 在 五.1 ”表中選擇主運動交換掛輪，列出傳動方程式：AUv B校核切削速度的實際值v/=誤差：A V一V 100%V2）分度運動鏈的計算調(diào)整：根據(jù)范成原理，滾刀轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)對應(yīng)工件轉(zhuǎn)1/Z2轉(zhuǎn)，列出傳動方程式:Ux罟f¥當Z2>140時f 2，否則f 1e Z2根據(jù)計算結(jié)果，在 五.3 ”中選配分度運動交換掛輪，UX不能有誤差。 選取交換齒輪：a=b=c=I校核 Ux誤差：Ax Ux Ux 100%Ux3）刀具垂直進給傳動鏈計算調(diào)整：工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)對應(yīng)刀具垂直移動S b，列出傳動方程式

18、:Us汽4進給量:Sb =12mm在五.3 ”中選用交換齒輪：a1=II校核 U s誤差：A100%Us4）差動傳動鏈的計算調(diào)整：Cidi =刀具垂直移動一個斜齒輪螺旋線導(dǎo)程 P（P皿2）時工件附加轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn),sin列出傳動方程式:7.95775sinmink根據(jù)計算結(jié)果，在 五.3 中選配差動運動交換掛輪，選配的交換掛輪傳動比應(yīng)與計算結(jié)果在小數(shù)點后至少三位相同，越精確齒向誤差越小。選用交換齒輪：a2 =b 2 =C2d2 =校核U y 誤差：Ay Uy Uy 100%Uy5）計算跨齒數(shù)和公法線長度W:1跨齒數(shù)：n丄Z2 0.5（取整，為測量公法線長度時所跨齒數(shù)）9公法線長度： W 2.952（

19、n 0.5）0.014z2m6）計算中心距（測量徑向綜合誤差時用）Zi=50斜齒輪：a= mn(Zi+Z2)/2cosZi=40直齒輪：a= m（Z1+Z2）/23. 加工步驟1）工件毛坯的安裝，用百分表檢查工件外圓，使徑向跳動不超過允許誤差 慮這是那種裝夾方法。2）滾刀的安裝：調(diào)整刀具安裝角度 S =3 ±刀具和工件旋向相同時取 相反時取“ +;調(diào)整滾刀的位置，使?jié)L刀長度的中點大致對準工件中心，按 裝角調(diào)整刀架。3）按計算結(jié)果安裝各傳動鏈交換齒輪，齒輪安裝時，齒隙不能太大，以防咬死或因間隙過大帶來誤差。注意運動方向，考慮是否需要惰輪，裝上離合器M2，即接通差動運動鏈。4）調(diào)整滾切深

20、度，本實驗用一次走刀完成還是多次完成。5）調(diào)整各傳動鏈交換掛輪，檢查無誤后啟動機床，判斷主運動、分度運動 和差動運動方向是否正確。6）加工齒輪，鑄鐵工件可以一刀加工，鋼工件分兩刀加工：第一刀加工總余量的80%左右， 第二刀加工完剩下的余量。4、檢驗所加工的齒輪精度根據(jù)實驗室條件，按照8級精度檢驗兩個項目：公法線長度變動誤差 Fw和徑向綜合誤差 Fj"，這兩項誤差屬于影響運動準確性的第 I公差組。表4-3公法線長度變動公差Fw公差表（卩m分度圓直徑精度等級大于到567891012513202540568012540018253045711004008002032357098125800

21、160025404690112160160025002845611001402002500 1 4000406396125181250H表4-4徑向綜合公差Fi公差表（卩m）分度圓直徑法向模數(shù)精度等級大于到5678910125> 1-3.52236506390140>3.5-6.325405671112180>6.3-1028456380125200125400> 1-3.532507190112160>3.5-6.3365680100140200>6.3-104063901121602241）是指實際公法線長度的最大值與最小值之差，它是評定齒輪運動準確性

22、的指標之一。用公法線長度千分尺測量公法線長度變動誤差 Fw，并與公法線長度變動公差Fw比較：測量六次公法線長度 W，把最大值和最小值相減即得公法線長度變動誤差 Fw。當 Fw <Fw時，該項指標合格。2）徑向綜合誤差 Fi"是指被測齒輪和理想精確齒輪（標準齒輪）雙面嚙合時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙面嚙合中心距的最大值和最小值之差。 測量徑向綜合 誤差 Fi"，并與徑向綜合公差Fi"比較。 Fi" <Fi"時，該項指標合格。如果測量所有的齒輪偏差參數(shù)，這是不經(jīng)濟的也是不需要的，因為有些參數(shù) 對于齒輪的影響不大。替徑向跳動。徑向綜合檢測可以

23、代3102型齒輪雙面嚙合綜合檢測儀主要用于測量圓柱齒輪徑 向綜合總偏差（被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動量） Fi、和一齒徑向綜合偏差（被測齒輪 與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時， 在被測齒輪一齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大 變動量）fi',以及雙嚙齒輪中心距和檢查一對傳動齒輪的接觸情況。提高齒輪副的接觸斑點對于提高齒輪副的壽命和降低噪音等方面有重要的意義。接觸斑點有形狀、大小、位置三方面要求。下表給出了接觸斑點和精度等 級之間的對應(yīng)關(guān)系，作為一般情況下的參考。從實際使用的角度看接觸斑點和精度等級之間沒有固定的關(guān)系，因此，設(shè)計者可以根據(jù)齒輪的用途

24、、 載荷和齒輪剛 性及齒線形狀等條件選用。若壓力角不等于20度時,fi、乘以系數(shù)A應(yīng)對輪徑向綜合總偏差 Fi、和一齒徑向綜合偏差表4-5接觸斑點和精度等級精度等級4567891012沿齒長方向60%80%50%70%35%65%25%55%沿齒高方向65%85%55%75%40%70%30%60%注：表中數(shù)值范圍用于齒面修形的齒輪，對齒面不做修形的齒輪，其接觸斑點大小不小于其平均值。Fi''Fr2e11)儀器的工作原理被測齒輪安裝在可沿A=s in 20/sin a910 11 12 13 141516179廠TA儀座(19)導(dǎo)軌滑動的主滑 架(17)上的上頂尖(10)和 下頂

25、尖(14)之間，標準齒輪 安裝在可沿V型導(dǎo)軌浮動的測量滑架(4)上的上、下 頂尖之間，按兩齒輪理論中心距固定主滑架。測量滑架借助彈簧力靠向主滑架，使兩個齒輪進行緊密地無側(cè)隙地嚙合。轉(zhuǎn)動被測齒輪時，檢查由于齒O TT 圖4-2圓柱齒輪徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差示意圖輪加工誤差引起中心距變1-百分表2-螺釘3-擋釘4-測量滑架5-手柄6-立柱7-手柄8-V型塊9-鎖緊塊10-上頂尖11-托架12-撥桿13-手柄14-下頂尖15-游 標尺16-手柄17-主滑架18-刻度尺19-儀座20-手輪1)顯示出化來綜合地反映被測齒輪的加工誤差，其中心距的變動量由百分表( 來。2)工作原理與結(jié)構(gòu)特征A.儀

26、器使用前應(yīng)將各工作表面，被測齒輪以及與被測齒輪模數(shù)相同的標準齒 輪清洗干凈。B. 把控制測量滑架的手柄(5)搬到正上方，裝上百分表，使表指針轉(zhuǎn)過5圈后用螺釘(2)緊固，并調(diào)整百分表指針與其零線重合，然后將手柄(5)搬向左邊。C. 根據(jù)兩齒輪的理論嚙合中心距，按刻度尺(18)與游標尺(15)的示值，轉(zhuǎn)動手輪(20)把主滑架(17)調(diào)整到工作位置后，用手柄(16)鎖緊。D. 把一齒輪安裝在測量滑架的下項尖(14)和立柱(6)的上頂尖(10)之間，轉(zhuǎn)動 手柄(7)帶動鎖緊塊(9)將上頂尖(10)固定在V型塊(8)的V型面內(nèi)的同時，亦緊固 標準齒輪。E.與上一步方法類似，將被另一齒輪安裝在主滑架的上、

27、下頂尖之間，然后 將手柄(5)搬向右邊(未安裝被測齒輪時手柄不能搬至右邊)使測量滑架靠向主滑 架，保證標準齒輪和被測齒輪緊密嚙合。F在兩齒輪正常嚙合的情況下，用手輕微而均勻地轉(zhuǎn)動被測齒輪，在轉(zhuǎn)動一 周或一齒的過程中觀察百分表的示值變化，該變化量就是一周或一齒內(nèi)中心距的變動量。在轉(zhuǎn)動一周或一齒過程中百分表示值相對于百分表原始零點的最大、最小值就是中心距變動的上、下極限偏差，二者之差即為被測齒輪的Fi、或fi、值。G當一個齒輪測量完畢后，將測量滑架控制手柄(5)搬至左邊，使標準齒輪和 被測齒輪脫開，然后轉(zhuǎn)動手柄(13)在松開鎖緊塊(9)的同時，帶動撥桿(12)轉(zhuǎn)動， 通過固定在上頂尖上的托架(11

28、)將上頂尖向上移動(其移動距離根據(jù)需要可調(diào))， 卸下被測齒輪，更換新的被測齒輪，鎖緊上頂尖，將手柄(5)搬至右邊，按6中的方法繼續(xù)進行測量。H.精密測量時，為了準確地固定理論中心距，按(1)式計算M1值，用量塊按 尺寸M1組合后，放在標準齒輪軸和被測齒輪軸之間，并將量塊上下、左右輕微 擺動，觀察百分表的最小值，依此最小值調(diào)整百分表指針與其零線重合。其它操作過程如上所述。M1 AA:兩齒輪的理論中心距 di:標準心軸1直徑d2：被標準心軸2直徑3）輪齒接觸斑點檢查為了檢查齒輪工作面的接觸情況，在標準齒輪的齒面上，均勻而薄薄地涂上 一層普魯示蘭（或其它專用涂料），其厚度為0.006mm0.012m

29、m,然后與被測齒 輪嚙合，相對轉(zhuǎn)動后，根據(jù)其輪齒接觸斑點情況，評估被測齒輪的加工質(zhì)量。5、將所有計算數(shù)據(jù)填入表4-6:模數(shù)m=螺旋角P =旋向：齒數(shù)Z2=全齒高h=中心距a=U v =AB =A v =U x =a c b d =A x =U y =a2C2b2 d2 =A y =U S =a1c1b1d1 =A S =滾刀安裝角滾刀切深ap= h=公法線長度變動公差 FW =公法線長度變動誤差 FW =（是否合格）徑向綜合公差Fi" =徑向綜合誤差 Fi =（是否合格）PS5 Tm門BwD4*口1口 DntJ / aOU< -ELJL 計電PQ B wt-一 £wo

30、n«««« 昌蘭-; trz 工-1圖統(tǒng)系動傳機齒滾canY 3-4圖七、注意事項1 .實驗前必須看懂機床的傳動系統(tǒng)圖，做好傳動鏈的運動調(diào)整計算。2 .開機前應(yīng)對各調(diào)整環(huán)節(jié)再進行一次檢查校對，對機床各部件進行潤滑。3 .接通進給前，要檢查壓力表的示值應(yīng)在15kg/cm2處，征得指導(dǎo)老師同意 后，方能開車。開車后不能任意扳動手柄以免發(fā)生事故。4 .加工過程中，不能隨便離開工作場地。發(fā)生異?，F(xiàn)象，立即停機檢查。5 .實驗結(jié)束后，要清潔機床，打掃工作場地。- 17 -八、思考題1. 提高切削速度可以顯著的提高生產(chǎn)率， 但為何在滾齒時滾刀的切削速度選 的較低？2

31、. 如何控制滾切深度？3. 若采用兩次走刀加工齒輪，第二次走刀如何實現(xiàn)？4. 各離合器的作用是什么？5. 如何檢查范成運動、差動運動的方向6. 考慮雙面嚙合儀還能測量那些誤差量？7.本次實驗用的齒輪精度測量方法存在那些不足？試設(shè)想理想的齒輪精度檢測方法。目前的各種齒輪誤差測量不論是單項誤差測量、 綜合誤差測量或整體誤差測 量均是在不加載荷和低速回轉(zhuǎn)不脫嚙情況下進行的。 隨著計算技術(shù)和微機應(yīng)用技 術(shù)的發(fā)展， 可期望在變載變速條件下， 即模擬齒輪工作條件下測量齒輪的各項誤 差。這種測量所獲得的數(shù)據(jù)更符合實際工作情況，因而更有實際價值。8.齒輪精度檢測的發(fā)展趨勢？齒輪測量儀器的數(shù)量處理能力擴大；由齒

32、輪測量儀器組成齒輪精度檢測中 心；由齒輪測量儀器，機器人和自動分選裝置組成齒輪分選中心。9. 如何將雙面嚙合儀改造才能得到連續(xù)的跳動曲線？10. 試將一個齒輪掉頭或?qū)⒅鞅粍育X輪交換，比較得到的結(jié)果有何不同？11. 觀察切屑形態(tài)，辨認滾刀幾何角度，指出各個幾何角度的測量方法。12. 齒輪在加工制造檢驗時應(yīng)盡量保證徑向基準面和軸向基準面的一致 （如 何在工序圖上體現(xiàn)？） ，并且在零件圖或工序予以標注。13.確定齒輪的應(yīng)用場合和評定齒輪的承載能力14. 產(chǎn)生加工誤差的主要原因有那些？請從幾何偏心、運動偏心、滾刀的徑 向跳動和軸向竄動及齒形角誤差等方面考慮。九、實驗報告要求在實驗報告中寫明實驗的目的，

33、原理，內(nèi)容，實驗的步驟，機床參數(shù)的 調(diào)整結(jié)果， 加工精度的檢驗結(jié)果和用途評價及思考題， 對實驗過程和結(jié)果進行討 論分析。十、其它說明該實驗必須認真的預(yù)習(xí)，沒有預(yù)習(xí)報告不能作實驗，實驗中要積極的思考， 每個人必須動手完成一定的工作。- 18 -機械制造綜合實驗- 21 -實驗指導(dǎo)書¥適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化機械設(shè)計制造及其自動化實驗班機械工程學(xué)院實驗教學(xué)中心2013年 9月實驗一:實驗二：實驗三：實驗四：實驗五：實驗六：數(shù)控編程與加工綜合實驗.數(shù)控車床加工編程實驗加工中心加工編程實驗加工誤差統(tǒng)計分析實驗機床剛度測量實驗機床幾何精度檢驗實驗七：線切割加工編程實驗1. 7.23.

34、25. 2933實驗學(xué)時：4H實驗數(shù)控編程與加工綜合實驗4.5.- 23 -實驗類型：實驗要求：必修、實驗?zāi)康谋緦嶒炓髮W(xué)生設(shè)計一零件，通過在自動編程系統(tǒng)Mastercam 中，獨立完成簡單的零件設(shè)計及加工，并進行模擬加工，將生成G 代碼輸入到雕銑機中 , 加工出所需零件。其主要目的：1.要求學(xué)生了解mastercam的操作步驟;2.3.4.掌握三維粗加工中的平行加工、挖槽加工和發(fā)散狀加工方法; 了解數(shù)控雕銑原理及雕銑機的操作; 熟悉雕銑機的指令系統(tǒng)，并能進行加工;通過做實驗， 使學(xué)生具備一定的三維設(shè)計能力， 掌握數(shù)控編程及相應(yīng)的加工5.6.掌握二維及三維刀具路徑產(chǎn)生的基本步驟;掌握二維加工中

35、的外形銑削，挖槽銑削、鉆孔及面銑削的基本方法和步驟;知識，從而了解了比較系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)理論 ,得到較全面的技能訓(xùn)練。、實驗內(nèi)容對于綜合性實驗，注意直接或間接指明本實驗涉及了哪幾個具體的知識點。在三維 CAD 軟件或自動編程系統(tǒng) master cam 中 ,設(shè)計一個零件并在 master cam 中進行模擬加工 ,生成后處理程序。將生成的程序傳輸?shù)降窨虣C上 ,對石蠟毛坯進行加工。本實驗要涉及到數(shù)控編程基礎(chǔ)知識 ,自動編程知識 ,機械設(shè)計、三維CAD 及雕刻機加工。三、實驗原理、方法和手段對于設(shè)計性實驗，應(yīng)根據(jù) “由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗 ”內(nèi) 涵要求，注意省略由學(xué)生自主設(shè)計的 “實

36、驗方案 ”。原理：根據(jù)機械設(shè)計的相關(guān)知識， 設(shè)計一個結(jié)構(gòu)合理的機械零件; 利用數(shù)控 編程的基礎(chǔ)知識在自動編程系統(tǒng)中制訂零件加工工藝過程， 選刀具，確定切削參 數(shù)最后模擬加工，并生成 G 代碼;通過對數(shù)控雕刻機床的操作 ,對石蠟材料進行雕刻和銑削加工出樣品。方法和手段 :本實驗用計算機、雕刻機現(xiàn)代化設(shè)備與技術(shù)進行虛擬、仿真與實際加工相結(jié)合的實驗方式，通過實際操作培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。四、實驗組織運行要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，采用 “以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模 式組織教學(xué)，還是采用集中授課形式 ”，須加以明確。1. 學(xué)生利用 2 學(xué)時的時間進行前期的設(shè)計與模擬加工工作;2. 5-8

37、人一組，采取分組進行實驗加工。五、實驗條件包括儀器設(shè)備條件、物質(zhì)條件、相關(guān)文獻資料等。實驗設(shè)備：雕銑機，刀具，參考資料：毛坯材料：塑料、石蠟1. 杜智敏： Master CAM X塑料注射摸具制造實例：北京：機械工業(yè)出版社2王志平，數(shù)控編程與操作M 。北京：高等教育出版社，2003.7。4杜智敏，何華妹， Master Cam V10 塑料注射模具制造實例，機械工業(yè)出 版社， 2005.2。鄧小玲，Master CAM在數(shù)控加T-中的應(yīng)用i煤礦機械，2004,( 1 1).7 王志平 ，數(shù)控編程與操作 M. 北京:高等教育出版社， 2003.7.2006.1.2006”內(nèi)涵8 張灶法，陸斐，尚

38、洪光， MasterCam X 實用教程， 清華大學(xué)出版社，9胡如夫. Master CAM x 中文版教程 M .北京：人民郵電出版社，六、實驗步驟對于設(shè)計性實驗， 應(yīng)根據(jù) “由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗 要求，注意省略與學(xué)生自行設(shè)計的實驗方案相關(guān)聯(lián)的實驗步驟。MasterCam X中加工的零件分兩類：一類是平面加工：要求包括面加工、輪廓加工、挖槽加工及鉆孔加工。另外一類是：空間曲面的三維加工。實驗的具體 操作步驟如下：1.建立零件的三維模型，并導(dǎo)入 master cam軟件中;2.選定模擬加工的數(shù)控機床類型及加工類型;3.選定工藝路線，設(shè)置補償方向;選擇合適的刀具，并確定切削參數(shù)

39、;進行加工仿真，生產(chǎn)刀具軌跡;6. 通過后處理單元，得到該零件的 G代碼;7. 通過傳輸接口或控制介質(zhì)將生成的 G代碼輸入到雕銑機;8. 進行自動對刀后，并加工;輪廓類的零件參考圖如下：（設(shè)計到的加工方法有：face, pocket,drill,c on tour）VC ph二二-24 -七、思考題雕銑機和雕刻機有什么區(qū)別？八、實驗報告要求在指導(dǎo)書中明確學(xué)生實驗報告的內(nèi)容及具體要求，主要包括實驗預(yù)習(xí)、實驗記錄和實驗報告三部分。實驗報告的內(nèi)容：1.2.寫清前期的設(shè)計過程及自動編程過程；寫清在雕刻機上的加工過程；3.4.對加工的零件進行形狀和精度分析；實驗報告上附加工的實物圖、零件圖繪制，實驗心得

40、及總結(jié)。- 26 -實驗二 數(shù)控車床加工編程實驗實驗學(xué)時：2H實驗類型：驗證實驗要求：必修、 實驗?zāi)康臄?shù)控車床與普通車床一樣，也是用來加工零件的旋轉(zhuǎn)表面的。一般能夠自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工，還能加工一些復(fù)雜的回轉(zhuǎn)面， 如雙曲面等。數(shù)控車床和普通車床的工件安裝方式基本相同， 為了提高加工效率， 數(shù)控車床多采用液壓、氣動和電動卡盤。從總體上看數(shù)控車床的外形與普通車床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進 給系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、 冷卻和潤滑系統(tǒng)等部分組成。 數(shù)控車床的進給系統(tǒng)與普通車 床有質(zhì)的區(qū)別， 它沒有傳動的進給箱和交換齒輪架， 而是直接用伺服電機通過滾 珠絲杠驅(qū)動溜板和刀架，實現(xiàn)進

41、給運動，因而進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。 了解數(shù)控車床加工工藝特點； 熟悉數(shù)控車床編程指令； 掌握數(shù)控車床指令程序編制方法。、實驗內(nèi)容 確定零件定位基準及裝夾方法； 制訂零件加工工藝過程，確定切削參數(shù); 坐標系的設(shè)定及零件輪廓點的數(shù)值計算； 編制數(shù)控程序; 試加工 。三、 CAK40100 數(shù)控車床實驗原理和指令格式1工件坐標系用于工件加工的坐標系叫工件坐標系。工件坐標系由 CNC 預(yù)先設(shè)定。可以 用三種方法設(shè)定工件坐標系：用 G50在程序中， G50 之后指定一個值來設(shè)定工件坐標系;自動設(shè)定在手動返回參考點完成后自動設(shè)定工件坐標系;用MDI面板輸入用MDI面板可預(yù)先設(shè)定6個工件坐標系。其中用G5

42、0設(shè)定工件坐標系的指令格式為:G50 IP如圖2.1所示，利用G50來設(shè)定工件坐標系。數(shù)控車床一般加工回轉(zhuǎn)體，只在 XOZ平面內(nèi)加工。平行主軸軸線的方向為Z軸，刀具遠離工件的方向為 Z的正向；X沿工件徑向，指向操作者為 X的正向。機床原點在卡盤夾持的中心點，參考點指車刀退離主軸端面和中心線最遠并且固定的一個點。如圖2.2圖2.3所示。榊IHl F面fft專世毎羋杯樂G50X1M.7Z375.1；+J!圖2.2數(shù)控車床結(jié)構(gòu)圖2 吐克 '南下歯抽事世左鍛杯矚G50X1£0O.0Z7OO,O;（茂沖折址）X7000J-"$.遵r.-t - 'W-rJtl _ A

43、盤:一弋一仝八<11200.0圖2.1坐標系的設(shè)定0圖2.3數(shù)控車床坐標系2 . G代碼及語句書寫格式語句中大寫字母是地址碼，用于識別地址，每個字根據(jù)字母來確定其意義。其中G為機床準備功能字，M為輔助功能字，S為主軸轉(zhuǎn)速字（轉(zhuǎn)/分），F(xiàn) 為進給速度字，單位：毫米/轉(zhuǎn)，T為刀具字，X后的數(shù)值為旋轉(zhuǎn)體直徑，單位: 毫米，一般機床出廠時設(shè)置好直徑編程， Z后的數(shù)值為加工長度，單位：毫米。在車床編程時，不用G90和G91來區(qū)別是絕對坐標輸入還是相對坐標輸入,用X Z就表示是絕對值輸入，如果用_ W_則表示是相對坐標輸入。-32 -3.語句說明快速定位指令:G00語句格式：GO0直線插補指令G0l

44、語句格式：GO1圓弧插補指令G02 G03語句格式：GO2 X或:GO3 XGO2 XGO3 X其中X、Z為圓弧終點坐標，R為圓弧半徑，并規(guī)定，當圓心角小于180度 時，R以正值表示，否則用負值表示；I、K表示圓心增量坐標，即圓心坐標減 去圓弧起點坐標的值。 停刀指令G04語句格式：G04 X_或 G04 U_ ； G04 P_;其中：X,U,P是暫停的時間 螺紋切削G32語句格式：G32 IP F_IP是終點，F(xiàn)長軸方向上的螺距。刀尖半徑補償指令G41（左）G42（右）刀尖半徑補償取消指令 G40 內(nèi)外徑切削循環(huán)指令G90語句格式：G90 X(U) Z(W)FX(U)X（U） 螺紋切削循環(huán)指

45、令G92語句格式：G92 X(U) _Z(W) _F G99和G98每轉(zhuǎn)進給量G99,每分鐘的進給量G98例F0.2就表示0.2mm/r；例 F100 就表示 100mm/min。4程序輸入及修改4. 1程序的輸入NC數(shù)據(jù)可在CNC和外部輸入和輸出設(shè)備之間傳輸?？梢杂蔑@示器左邊的存儲卡接口，將寫入到存儲卡內(nèi)的信息，讀入 CNC內(nèi)部或者寫入到存儲卡上。輸入程序的步驟如下:1)確認輸入設(shè)備已準備就緒;2)按機床操作面板上的EDIT開關(guān);3)按地址鍵O并輸入程序號;4)按 INSERT 鍵;5)輸入程序語句。4.2字的修改及刪除1)檢索或掃描要修改的字;2)鍵入要插入的地址及數(shù)據(jù);3)按ALTER鍵

46、。刪除時，檢索或掃描要刪除的字，按 DELETE鍵即可。4. 3程序段的刪除刪除程序中的一個或多個程序段1)檢索或掃描要刪除程序段的地址 N ;2)鍵入EOB;3)按 DELETE 鍵。4. 4程序的刪除1)按機床操作面板上的EDIT開關(guān);2)按功能鍵PROG;3)按最右邊的菜單繼續(xù)鍵4)按軟鍵FLOPPY;5)按軟鍵OPRT6)按軟鍵DELETE7)指定欲刪除的文件8)按軟鍵EXEC9)按軟鍵CAN，返回到顯示畫面5數(shù)控車床的圖形功能圖形功能可以顯示自動或手動期間刀具的軌跡。即在畫面上顯示編程的刀具軌跡，通過觀察屏顯的軌跡可以檢查加工過程。5.1圖形顯示步驟開始前用參數(shù) NO.6510設(shè)定繪

47、圖坐標，設(shè)定值和坐標的對應(yīng)關(guān)系見圖2.4。21XXiIZXIZ樂;7他-6護定但-3狀肚（0 丁Tx圖2.4設(shè)定值與繪圖坐標系之間的關(guān)系1)按功能鍵CUSTOM GRAPH，則顯示繪圖參數(shù)畫面如下所示;2)將光標移動到所需設(shè)定的參數(shù)處;3)輸入數(shù)據(jù)然后按INPUT鍵;4)重復(fù)第2、3步，直到設(shè)定完所有需要的參數(shù);5)按下軟鍵GRAPH ;6)啟動自動或手動運行，機床開始移動，并且畫面上繪出刀具的運動軌跡如圖2.5;、他1 000£1>200.000ZZQ0.Q1X£園 STOT *»* f2SG.vn 11£ K 1 t io*M> 1J-圖

48、2.5刀具軌跡示意圖7）圖形可整體或局部放大，按下 CUSTOM GRAPH鍵，然后按下ZOOM 鍵以顯示放大圖；8）為顯示原始圖形，按NORMAL鍵，然后開始自動運行。6.數(shù)控車床的操作實際可供使用的操作部件包括連接到 CNC的設(shè)定和顯示單元，機床操作面 板，以及外部輸入和輸出設(shè)備等。6. 1 MDI鍵的位置Ml J53kT2：0 *«址/»字ft&ti9。3 r5?S> ' Z I 國ALTERC 細,1 ms® ffl raI CTShETp=HELF*?>出盜mTtr$HFT£>thFur切ftfixa圖2.6

49、MDI鍵的位置（豎形）6. 2手動操作1）返回參考點用機床操作面板上各軸返回參考點用的開關(guān)使刀具沿參數(shù)指定的方向移動。首先，刀具以最快的速度移動到減速點上，然后按FL速度移動到參考點。當?shù)毒叻祷氐絽⒖键c后，返回參考點完成燈 LED亮。2）返回參考點步驟 按返回參考點開關(guān)，它是方式選擇開關(guān)之一; 為了減小速度，按快速移動倍率開關(guān); 按與返回參考點相應(yīng)的進給軸和方向選擇開關(guān)。按住開關(guān)直到刀具返回到參考點。在適當參數(shù)中進行設(shè)定之后，刀具也可同時三軸聯(lián)動，當?shù)毒叻祷氐絽⒖键c后，返回參考點完成燈 LED亮。機床不再移動，直至 返回參 考點開關(guān)”被關(guān)斷。 對其它軸進行同樣的操作。當完成手動返回參考點后，自

50、動確定了工件坐標系。若工件原點的值設(shè)定為a,b,，確定工件坐標系時，當返回參考點完成時，刀套的參考點或基準刀具 的刀尖位置是X=a,Z=b,這和下述指令有同樣的效果。G92 Xa Zb四、實驗組織運行要求3. 采用分組集中教學(xué),4. 以學(xué)生自主訓(xùn)練為主進行加工實驗。五、實驗條件1.CAK40100VI型數(shù)控車床 FANUC系統(tǒng)八、2.3.車床用刀具。尼龍或鑄鐵毛坯實驗步驟00001-34 -1. 從下圖中任選一個零件制訂工藝規(guī)程，確定加工參數(shù);2. 建立編程坐標系并計算零件的基點;4.3. 編制數(shù)控程序；在機床上手動對刀，設(shè)置好工件坐標系;輸入數(shù)控程序；6.試加工。七、思考題1）怎樣選擇工件坐標系?2）怎樣建立編程坐標系和工件坐標系的關(guān)系？3）對于直線圓弧輪廓系統(tǒng)基點計算有哪些方法？舉例說明。4） G32和G92加工螺紋時，有什么區(qū)別?八、實驗報告要求在指導(dǎo)書中明確學(xué)生實驗報告的內(nèi)容及具體要求，主要包括實驗預(yù)習(xí)、實驗記錄和實驗報告三部分。實驗預(yù)習(xí):根據(jù)加數(shù)控車床的編程方法及具體要求，選定一圖，對其進行編程。實驗記錄及報告：要求在報告中寫清程序輸入時的具體要求；系統(tǒng)對單位的識別；以及加工過 程中的對刀，機床的相關(guān)操作等內(nèi)容。九、加工編程實例例1.被加工零件如