機械制造工程學實驗指導書

1、湖南涉外經(jīng)濟學院Hunan International Economics University機械制造工程學實驗指導書機械工程學院印制年 月目 錄實驗一 車刀角度測量1實驗二切削層變形的觀察與測量8實驗三加工誤差統(tǒng)計分析13 實驗一、車刀角度測量一、 實驗目的1學習測量車刀幾何角度的方法及儀器使用。 2加深對車刀幾何角度的定義和理解。 二、實驗內(nèi)容和要求 1使用車刀量角臺，測量給定外圓車刀的前角o、后角 0 、主偏角K r 和副偏角 ，并將測量結(jié)果記入實驗報告；了解刃傾角s 定義和作用。 2每人測兩把車刀，切斷刀和外圓刀各一把。 根據(jù)測量結(jié)果，繪制車刀簡圖，并回答問題。 三、儀器及工具 1、

2、車刀量角儀（如圖1）圖1車刀量角儀2、所配車刀規(guī)格：配四把車刀：400車刀(車外圓、平端面、倒角)、900車刀(精車刀、車外圓、平端面)、750車刀(精車刀、車外圓、平端面)、切斷刀(切斷、切槽)。精度：78級左右四、車刀量角臺結(jié)構(gòu)介紹與測量方法 l量角臺的主要測量參數(shù)及其范圍 車刀量角臺能夠測量主剖面和法剖面內(nèi)的前角、后角、主偏角、副偏角及刃傾角。 測量范圍：前角測量范圍0-45度 后角測量范圍0-30度 刃傾角測量范圍0-45度，主、副偏角測量范圍0-45度。外形尺寸（）： 1852502402車刀量角儀的使用方法（以40外圓車刀為例）（1）測量主偏角：主偏角是在基面上測量的主切削刃與車刀

3、進給方向之間的夾角。測量時，車刀放在工作臺上，用刀臺的側(cè)面和底面定位。此時刀臺底面表示基面，刀臺側(cè)面表示車刀軸線，量刀板正面表示車刀進給方向。以順時針方向旋轉(zhuǎn)矩形工作臺，同時推動車刀沿刀臺側(cè)面（緊貼）前進，使主切削刃與量刀板正面密合。此時工作臺指針指向盤形工作臺上的刻度值即為主偏角。（如圖所示）（2）測量副偏角：副偏角是在基面上副切削刃與車刀進給方向之間的夾角。測量時逆時針方向旋轉(zhuǎn)盤形工作臺，同時推進車刀使副切削刃與量刀板正面貼緊讀出的刻度值即為副偏角。（如上圖所示）（3）測量刃傾角：刃傾角是在切削平面上測量的主切削刃與基面間的夾角。量出主偏角后，工作臺位置不變，旋松定位螺釘，逆時針方向旋轉(zhuǎn)升

4、降螺母，微升量角器，并微推進車刀，使量刀板底面對準并緊貼在主切削刃上，量刀板指針在量角器刻度上讀數(shù)既為刃傾角。（如上圖所示）（4）測量前角：前角是在主剖面內(nèi)測量兩前刀面與基面之間的夾角。測量時，在滑移刀臺上定好位的車刀隨盤形工作臺逆時針方向選擇主偏角值Kr，此時量刀板在前刀面上的投影即表示主剖面的方向，量刀板底面與前刀面貼緊時所轉(zhuǎn)過的度數(shù)即為前角角度值。（如上圖所示）（5）測量后角：后角也是在主剖面內(nèi)測量的后刀面與切削平面之間的夾角，車刀的定位與測前角相同，只是使量刀板的側(cè)面與車刀的后刀面貼緊，此時量刀板所轉(zhuǎn)的角度即為后角角度值。（如圖所示）車刀角度測量實驗報告要求一、車刀角度測量值 車刀角度

5、車刀名稱主剖面基面切削平面40度外圓車刀75度外圓車刀90度外圓車刀切斷刀備注： 每位同學必須測量切斷刀，并任選一種外圓車刀，每組同學要完成全部車刀的測量。二、回答問題 1按比例繪制所測外圓車刀視圖，并將所測刀具角度標注在視圖上。 2簡述車刀標注角度、工作角度區(qū)別。實驗二 切削層變形的觀察與測量實驗一 實驗目的1觀察切削變形的過程，以及所出現(xiàn)的現(xiàn)象。2掌握測量切削變形和計算變形系數(shù)的基本方法。3研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素對切削變形的影響規(guī)律。二 實驗裝備1設(shè)備：CA6140普通車床2工具：游標卡尺、鋼板尺、細銅絲等。3刀具：硬質(zhì)合金車刀若干把。4試件：軸向帶斷屑槽的棒料。三 實驗的基

6、本原理在金屬切削過程中，由于產(chǎn)生塑性變形，使切屑的外形尺寸發(fā)生變化，即與切削層尺寸比較，切屑的長度偏短，厚度增加，這種現(xiàn)象稱為切屑收縮，如圖1-1所示。一般情況下，切屑收縮的大小能反映切削變形的程度，衡量切屑收縮的大小可用變形系數(shù)表示。即 Lc / Lch式中 變形系數(shù)； Lc 切削長度（mm）；Lc（D/-b)；對于本實驗：槽數(shù)3；槽寬b5 ； Lch 切屑長度（mm），把切屑收集起來，學生自己測量其長度。計算變形系數(shù)的方法用測量切削長度法。在車床上將試件裝在三爪卡盤與尾架頂尖之間，試件軸向開槽并鑲嵌鋼板，以達到斷屑和保護刀尖的目的，如圖1-2所示。把實驗得到的切屑，冷卻后，選出標準切屑，用

7、銅絲沿切屑外部纏繞后拉直，然后用鋼板尺測出其長度L，為提高實驗精度，可測35段切屑的長度求出平均值LC。變形系數(shù) Lc / Lch =（D/n - b）/ LCh四 實驗內(nèi)容1、切削速度對切削變形的影響在車床上固定試件，裝夾好刀具。試件材料：20#鋼，試件直徑由現(xiàn)場定。刀具材料：YT15硬質(zhì)合金車刀圖1-1 切屑收縮圖 圖 1-2 車削切屑收縮刀具參數(shù)：r 450；r 450；s 00；o 100；o 70；r 0.1 mm 。 切削用量： 0.286 mm/r ,ap 2 mm。改變切削速度；速度取值很關(guān)鍵，從低速到高速，可先取 110 ；220；450；700r/min； 然后根據(jù)試棒直徑

8、計算出對應的切削速度。用每一種轉(zhuǎn)速切削一段試棒，停車收集切屑并觀察切削顏色（注意安全，防止燙傷）。測量，并將結(jié)果填入表1-1中。2、刀具前角對切削變形的影響在車床上固定試件，裝夾好刀具。試件材料：20#鋼，試件直徑由現(xiàn)場定。刀具材料：YT15硬質(zhì)合金車刀刀具參數(shù)：r 450；r 450；s 00；o 70；r 0.1 mm 。切削用量： 0.286 mm/r ,ap 2 mmn 220 r/min 。 改變車刀前角：o 00；150；300。用不同前角的車刀分別切削一段試棒，停車收集切屑并觀察切削顏色（注意安全，防止燙傷）。測量，并將結(jié)果填入表1-2中。3、進給量 對切削變形的影響在車床上固定

9、試件，裝夾好刀具。試件材料：20#鋼，試件直徑由現(xiàn)場定。刀具材料：YT15硬質(zhì)合金車刀刀具參數(shù)：r 450；r 450；s 00；o 100；o 70；r 0.1 mm 。切削用量：ap 2 mmn 220 r/min 。改變進給量： 0.198；0.35；0.521；0.702（mm/r）。 用不同的進給量分別切削一段試棒，停車收集切屑并觀察切削顏色（注意安全，防止燙傷）。測量，并將結(jié)果填入表1-3中。五 實驗數(shù)據(jù)的處理與實驗報告要求將切屑長度測量后取平均值，記錄在表1-1、1-2、1-3中，計算變形系數(shù)。1.詳細敘述實驗過程。2.有完整的實驗記錄。表1-1 切削速度對切削變形影響實驗數(shù)據(jù)記

10、錄固定條件試 件切削用量刀具幾何參數(shù)材料DbLcaprroos實 驗 數(shù) 據(jù)順序切削速度 切屑長度 Lch變形系數(shù) 12345678表1-2 刀具前角對切削變形影響實驗數(shù)據(jù)記錄固定條件試 件切削用量刀具幾何參數(shù)材料DbLcaprros實驗數(shù)據(jù)順序刀具前角o切屑長度 Lch變形系數(shù) 12345表1-3 進給量對切削變形影響實驗數(shù)據(jù)記錄固定條件試 件切削用量刀具幾何參數(shù)材料DbLcaprroos實 驗 數(shù) 據(jù)順序進給量 切屑長度 Lch變形系數(shù) 123453.繪出 ； o； 曲線。4.分析切削參數(shù)（、o、）對切削變形的影響規(guī)律。實驗三、加工誤差統(tǒng)計分析實驗一、實驗目的1.通過實驗，掌握用統(tǒng)計分析的

11、原理綜合分析加工過程中的誤差因素，學會工藝驗證和質(zhì)量控制的方法2.學會精密測量儀器測微儀的調(diào)整和使用二、實驗原理1.工藝驗證通過測量一批零件的尺寸，畫出其尺寸分布曲線（直方圖），進而可以判斷不同性質(zhì)的誤差對加工精度的影響，并可以計算該工序的工藝能力。一批零件的加工，如果僅僅有隨機因素在起作用，則該批零件的尺寸分布符合正態(tài)分布，其方程為：yx=12exp-x-x222x工件尺寸x-工件平均尺寸（分散范圍中心），x=i=1nxin-均方根誤差，=i=1n(x-x)2nn-工件總數(shù)；但是，如果系統(tǒng)中有明顯的變值系統(tǒng)誤差，做出的誤差分布曲線不符合正態(tài)分布。這樣就可以利用分布曲線，方便地分辨出工序中隨機

12、誤差的大小及是否存在系統(tǒng)誤差。1) 對于正態(tài)分布曲線來說，x=( 即x在x)范圍內(nèi)的面積占99.73%，3即正態(tài)分布曲線的范圍。6的大小代表某一種加工方法在一定條件下所能達到的加工精度，所以一般情況下，應該是所選用的加工方法的標準與公差帶寬度T之間具有下列關(guān)系：6T工藝能力用工藝能力系數(shù)CP來表示，即： CP=T/6 CP表示工序工藝能夠滿足產(chǎn)品精度的要求的程度。2.統(tǒng)計檢查質(zhì)量在大批生產(chǎn)之前，加工一部分零件，按照加工順序，每4或者5個分成一組，即可以做出X-R圖，X圖反映有無變值系統(tǒng)誤差的影響，R圖反映了隨機誤差的影響。通過X-R圖，我們可以判定工藝過程是否穩(wěn)定。如果工藝過程穩(wěn)定，我們可以在

13、圖上畫出兩條比分散范圍小的多控制線，在加工時將刀具的尺寸調(diào)在分布中心線，間隔一定時間，抽出幾個零件為一組，求出小組的X和R值并標在圖上，如果點子不存在異常波動，則說明系統(tǒng)不會出現(xiàn)廢品，如果點子接近控制線或者出現(xiàn)異常波動，則需要停機檢查，從而抑制廢品的出現(xiàn)。帶有上下質(zhì)量控制線的 圖即為質(zhì)量控制圖，利用質(zhì)量控制圖控制加工過程的方法即為質(zhì)量控制法。對于不穩(wěn)定的工藝過程，由于存在貶值系統(tǒng)誤差的影響，被加工零件的尺寸按一定的規(guī)律變化，遲早會使尺寸超過加工精度的要求。這樣圖上的點子(即小組平均值)接近控制線時，我們就停車，重新調(diào)整機床，同樣可以實現(xiàn)對工藝質(zhì)量的控制。三、實驗所用儀器設(shè)備1.CA6140車床2.測微儀3.測量臺架4.塊規(guī)5.工件毛坯100件，工件