機(jī)械制造工程原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(機(jī)械專業(yè))

1、機(jī)械制造工程原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)械工程學(xué)院100i = 37um1白 16x3 + 21x7 +一、Xj 二n工件公差帶中心：叫二號=2即分析：從圖中可看出，這批工件的尺寸分散范圍為39 um,（公差帶46um）比公差帶還 小，但尺寸分散范圍中心37 um與公差帶中心23 Hm不重合，假設(shè)設(shè)法將分散范圍中心安排到 與公差帶中心重合，即只要把機(jī)床的徑向進(jìn)給量增大37 um -23um=14um,就能消除常值 系統(tǒng)誤差。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將百分表用標(biāo)準(zhǔn)量塊安排零位對工件逐一測量2、找出該批工件最大值與最小值并分成假設(shè)干組3、計(jì)算組距.各組中心值,各組頻數(shù).頻率4、按計(jì)算數(shù)據(jù)畫出直方圖5、求出尺寸分

2、散范圍中心及工件公差帶中心圖1-1量角臺的構(gòu)造圖1-2測量片實(shí)驗(yàn)一車刀角度測量、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解車刀量角臺的構(gòu)造與工作原理。2、掌握車刀幾何角度測量的基本方法。3、加深對車刀各幾何角度、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1、儀器：回轉(zhuǎn)工作臺式車刀量角臺2、車刀：外圓車刀三、回轉(zhuǎn)工作臺式車刀量角臺的構(gòu)造圖1-1所示，回轉(zhuǎn)工作臺式量角臺主要由底 盤1、平臺3、立柱7、測量片5、扇形盤6、10 等組成。底盤1為圓盤形，在零度線左右方向各 有1000角度,用于測量車刀的主偏角和副偏角， 通過底盤指針2讀出角度值；平臺3可繞底盤中 心在零刻線左右1000范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；定位塊4可 在平分上平行

3、滑動，作為車刀的基準(zhǔn);測量片5, 如圖1-2所示，有主平面(大平面)、底平面、 側(cè)平面三個(gè)成正交的平面組成，在測量過程中， 根據(jù)不同的情況可分別用以代表剖面、基面、切 削平面等。大扇形刻度盤6上有正副450的刻度， 用于測量前角、后角、刃傾角，通過測量片5的 指針指出角度值；立柱7上制有螺紋旋轉(zhuǎn)升降螺 母8就可以安排測量片相對車刀的位置。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、利用車刀量角臺測量外圓車刀的幾何角度：(1)前角為：前刀面與基面的夾角，當(dāng)前刀面與 切削平面夾角小于900時(shí)，前角為正值；大于900 時(shí)，前角為負(fù)值。(2)后角劭：后刀面與切削平面之間的夾角，當(dāng) 后刀面與基面夾角小于900時(shí)，后角為為正值；大于

4、 900時(shí),后角為負(fù)值。(3)主偏角kr：主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動方向間的夾角，主偏角總是為正。(4)副偏角k六 副切削刃在基面上的投影與背離進(jìn)給運(yùn)動方向是的夾角。(5)刃傾角入s：主切削刃與基面之間的夾角，當(dāng)?shù)都庀鄬τ谲嚨兜侗惭b而處于最高點(diǎn)時(shí)， 刃傾角為正值；當(dāng)?shù)都馓幱谧畹忘c(diǎn)時(shí)，刃傾為負(fù)值；當(dāng)切削刃平行車刀刀柄安裝面時(shí)，刃傾 角為0。（6）計(jì)算出楔角夕0 （前刀面與后刀面的夾角）仇=90。一（九 一劭）。（7）計(jì)算刀尖角與（主切削平面與副切削平面的夾角）0=180 - （kr + kr）o五、實(shí)驗(yàn)方法1、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，在按著幾何角度的 定

5、義測出幾何角度。2、通過測量片的測量面與車刀刀刃、刀面的貼合（重合）使指針指出所測的各幾何角度。六、實(shí)驗(yàn)步驟1、首先進(jìn)行測量前的安排：安排量角臺使平臺、大扇形刻度盤和小扇形刻度盤指針全部 指零，使定位塊側(cè)面與測量片的大平面垂直，這樣就可以認(rèn)為：（1）測量片的大平面垂直于平臺平面。（2）測量片的底平面平行于平臺平面。（3）測量片的側(cè)平面垂直于平臺平面。2、測量前的準(zhǔn)備：把車刀側(cè)面緊靠在定位塊的側(cè)面上，使車刀能和定位塊一起在平臺平 面上平行移動，并且可使車刀在定位塊的側(cè)面上滑動，這樣就形成了一個(gè)平面坐標(biāo)，可以使 車刀置于一個(gè)比擬理想的位置。3、測量車刀的幾何角度3.1主（副）偏角的測量（圖1-3）

6、根據(jù)定義：主（副）切削刃在基面上的投影與走刀方向夾角。（1）確定走刀方向：由于規(guī)定走刀方向與刀具軸線垂直，在量角臺上即垂直于零度線, 故可以把主平面上平行于平臺平面的直線作為走刀方向，其與主（副）切削刃在基面的投影 有一夾角，即為主（副）偏角。（2）測量方法：順（逆）時(shí)針旋轉(zhuǎn)平臺，使主（副）切削刃與主平面貼合。如圖1-3所 示，即主（副）切削刃在基面的投影與走刀方向重合，平臺在底盤上所旋轉(zhuǎn)的角度，即底盤 指針在底盤刻度盤上所指的刻度值為主（副）偏角匕（院）的角度值。3.2測量車刀刃傾角（入）（圖1-4）（1）根據(jù)定義：主刀刃和基面的夾角。（2）確定主切削平面：主切削平面是過主刀刃與主加工外表相

7、切的平面，在測量車刀的 主偏角時(shí)，主切削刃與主平面重合，就使主平面可以近似地看作主切削平面（只有當(dāng)人=。時(shí)， 與主加工外表相切的平面才包含主切削刃），當(dāng)測量片指針指零時(shí)底平面可作為基面。這樣就 形成了在主切削平面內(nèi)，基面與主切削刃的夾角，即刃傾角。（3）刃傾角測量方法：旋轉(zhuǎn)測量片，即旋轉(zhuǎn)底平面（基面）使其與主切削刃重合。如圖 1-4所示，測量片指針?biāo)缚潭戎禐槿袃A角。圖1-3測量車刀的主偏角圖圖1-4測量車刀刃傾角3.3測量車刀的前角（圖1-5）和后角劭（圖1-6）根據(jù)定義：前角是指在主剖面內(nèi)，前刀面與基面的夾角。后角劭是指在主剖面內(nèi)后刀 面與主切削平面的夾角。（1）前角測量方法：使測量片旋轉(zhuǎn)

8、其底平面（即基面）與前刀面重合。如圖1-5所示, 測量片指針?biāo)缚潭戎禐榍敖恰＃?）后角使側(cè)平面（即主切削平面）旋轉(zhuǎn)與后刀面重合。如圖1-6所示，測量片指針?biāo)?指刻度值為后角。圖1-5測量車刀前角圖1-6測量車刀后角實(shí)驗(yàn)二 金屬切削變形測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解刀具前角為對切屑變形的影響；2、了解不同材料對切削變形的影響；3、掌握測量和計(jì)算切削變形系數(shù)的方法；二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料及用具1、設(shè)備：牛頭刨床（B6065）；2、用具：刨刀、卡尺、卡鉗、保險(xiǎn)絲；3、材料：鋁、銅、鋼；三、實(shí)驗(yàn)原理方法步驟金屬的切削層在刀具的擠壓下發(fā)生變形被別離成切屑和已加工外表。切屑變形是研究金 屬切削過程的基本規(guī)律的基礎(chǔ)

9、。在切屑塑性材料過程中，由于加工條件的不同，形成的切屑可為結(jié)狀切屑、帶狀切屑、 粒狀切屑、崩碎切屑等。在切削過程中刀具切下的切屑的厚度AM通常要大于工件上的切削層的厚度Ac,而切屑 長度兇卻要小于切削層的長度k （如圖21）據(jù)此來衡量切削變形的程度。就可以得出切 削變形系數(shù)的概念：切削層的長度Lc與切屑長度稱為長度變形系數(shù)。切屑的厚度A 與切削層的厚度Ac之比稱為厚度變形系數(shù)。Al切削厚度 Ach-切屑厚度艮-切削長度L函一切屑長度圖21各厚度示意圖測定的方法有兩種：長度法和重量法。本實(shí)驗(yàn)采用長度法。即把切削層的長度Lc與切 屑長度Lch或者切屑厚度Ach與切削層厚度Ac測量出，再代入公式Lc

10、 AchLch計(jì)算就可以了。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、刀具前角對切削變形的影響：固定切削速度V和切削層的厚度Ac,依次改變刀具前角進(jìn)行切削，測量出相應(yīng)的切屑 長度Lch及切削層的長度Lc按公式計(jì)算出變形系數(shù)1填入報(bào)告書中。2、不同材料對切削變形的影響：固定切削速度V和刀具前角測量出不同材料(鋁、銅、鋼)的切屑長度及切削 層的長度公按公式計(jì)算出變形系數(shù)C填入報(bào)告書中。五、思考題1、影響切削變形的主要因素有哪些？ (P48)實(shí)驗(yàn)三 加工誤差統(tǒng)計(jì)分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、通過實(shí)驗(yàn)掌握對一批零件中抽取的樣本進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)分析的方法。2、根據(jù)工件公差選擇合適的計(jì)量器具，并正確的測量工件尺寸。3、根據(jù)樣本特征，采用適當(dāng)?shù)?/p>

11、統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行分析。二、實(shí)驗(yàn)儀器：百分表、表架、平臺、量塊、試件。三、被測工件車削試件一批，外徑16和27nz材料：45#鋼四、加工誤差的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)原理：各種單因素的加工誤差，按其統(tǒng)計(jì)規(guī)律的不同，可分為系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差兩大類。 系統(tǒng)性誤差又分為常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差兩種。1、系統(tǒng)性誤差常值系統(tǒng)誤差順次加工一批工件后，其大小和方向保持不變的誤差，稱為常值系統(tǒng)誤差。例如加工原 理誤差和機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差等，都是常值系統(tǒng)誤差。此外，機(jī)床、夾具和量具的 磨損速度較慢，在一定時(shí)間內(nèi)也可看作是常值系統(tǒng)誤差。變值系統(tǒng)誤差順次加工一批工件中，其大小和方向按一定的規(guī)律變化的誤差，稱為變值系統(tǒng)

12、誤差。例 如機(jī)床、夾具和刀具等在熱平衡前的熱變形誤差和刀具的磨損等，都是變值系統(tǒng)誤差。2、隨機(jī)性誤差順次加工一批工件，出現(xiàn)大小和方向不同且無規(guī)律變化的加工誤差，稱為隨機(jī)性誤差。 例如毛坯誤差（余量大小不一、硬度不均勻等）的復(fù)映、定位誤差（基準(zhǔn)面精度不一、間隙影 響）、夾緊誤差（夾緊力大小不一人屢次安排的誤差、剩余應(yīng)力引起的變形誤差等，都是隨 機(jī)性誤差。隨機(jī)性誤差從外表看來似乎沒有什么規(guī)律，但是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法可以找出一批工件 加工誤差的總體規(guī)律，然后在工藝上采取措施來加以控制。3、實(shí)際分布圖直方圖在加工過程中，對某工序的加工尺寸采用抽取有限樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，用直方圖的 形式表示出來，以便

13、于分析加工質(zhì)量及其穩(wěn)定程度的方法，稱為直方圖分析法。在抽取的有限樣本數(shù)據(jù)中，加工尺寸的變化稱為尺寸分散；出現(xiàn)在同一尺寸間隔的零件 數(shù)目稱為頻數(shù)；頻數(shù)與該批樣本總數(shù)之比稱為頻率；頻率與組距（尺寸間隔）之比稱為頻率密 度。以工件的尺寸（很小的一段尺寸間隔）為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)表示該工序加工 尺寸的實(shí)際分布圖稱直方圖，如圖3-1所示。下面通過實(shí)例來說明直方圖的作法：例如車削一批軸徑為60檔046nmi的工件，實(shí)測后的尺寸如表3-1所示。表3-1軸徑尺寸實(shí)測值(相)注：表中數(shù)據(jù)為相對測量值4420463220405233402543384041303649513834224638304238

14、274955ma X5538325548283652324238404238523836374328453650463830404434424722283430363235224035364246425()40362016mi n533246202846285418323326464736383049183838作直方圖的步驟如下：(1)收集數(shù)據(jù)。一般取100件左右，找出最大值dmax = 55 u m,最小值dmin= 16pm (見 表 3-1)。(2)把100個(gè)樣本數(shù)據(jù)分成假設(shè)干組，分組數(shù)可用表3-2確定。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(gè)數(shù)據(jù)。

15、(3)計(jì)算組距h,即組與組間的間隔_ d max- d min 55 _ 16 _(4)計(jì)算各組上、下界限值5(16+ ) u m= 18.5 u m；25(16+ ) u m= 18.5 u m；25(16 ) u m=13.5 um。2j. h第一組的上界限值為d min + -=21. h第一組的下界限值為dmin-=2(5)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。(6)計(jì)算各組的中心值Xio中心值是每組中間的數(shù)值。Xi=某組上線值+某組下線值幺 /r 士、/土13. 5 + 18. 5第一組中心值Xl=u m=16 n m2(7)記錄各組的數(shù)據(jù)，整理成頻數(shù)分布表，如表3-3所示。(8