機(jī)械制造工程學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院Hunan International Economics University機(jī)械制造工程學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)械工程學(xué)院印制年 月目 錄實(shí)驗(yàn)一 車刀角度測量1實(shí)驗(yàn)二切削層變形的觀察與測量8實(shí)驗(yàn)三加工誤差統(tǒng)計(jì)分析13 實(shí)驗(yàn)一、車刀角度測量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)測量車刀幾何角度的方法及儀器使用。 2加深對(duì)車刀幾何角度的定義和理解。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 1使用車刀量角臺(tái)，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(shí)驗(yàn)報(bào)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(jí)左右四、車刀量角臺(tái)結(jié)構(gòu)介紹與測量方法 l量角臺(tái)的主要測量參數(shù)及其范圍 車刀量角臺(tái)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(jìn)給方向之間的夾角。測量時(shí)，車刀放在工作臺(tái)上，用刀臺(tái)的側(cè)面和底面定位。此時(shí)刀臺(tái)底面表示基面，刀臺(tái)側(cè)面表示車刀軸線，量刀板正面表示車刀進(jìn)給方向。以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)矩形工作臺(tái)，同時(shí)推動(dòng)車刀沿刀臺(tái)側(cè)面（緊貼）前進(jìn)，使主切削刃與量刀板正面密合。此時(shí)工作臺(tái)指針指向盤形工作臺(tái)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(jìn)給方向之間的夾角。測量時(shí)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)盤形工作臺(tái)，同時(shí)推進(jìn)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(tái)位置不變，旋松定位螺釘，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)升

4、降螺母，微升量角器，并微推進(jìn)車刀，使量刀板底面對(duì)準(zhǔn)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(shí)，在滑移刀臺(tái)上定好位的車刀隨盤形工作臺(tái)逆時(shí)針方向選擇主偏角值Kr，此時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)報(bào)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(xué)必須測量切斷刀，并任選一種外圓車刀，每組同學(xué)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(biāo)注在視圖上。 2簡述車刀標(biāo)注角度、工作角度區(qū)別。實(shí)驗(yàn)二 切削層變形的觀察與測量實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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(jì)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(duì)切削變形的影響規(guī)律。二 實(shí)驗(yàn)裝備1設(shè)備：CA6140普通車床2工具：游標(biāo)卡尺、鋼板尺、細(xì)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(shí)驗(yàn)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(duì)于本實(shí)驗(yàn)：槽數(shù)3；槽寬b5 ； Lch 切屑長度（mm），把切屑收集起來，學(xué)生自己測量其長度。計(jì)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(dá)到斷屑和保護(hù)刀尖的目的，如圖1-2所示。把實(shí)驗(yàn)得到的切屑，冷卻后，選出標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、切削速度對(duì)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(jì)算出對(duì)應(yīng)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?fàn)C傷）。測量，并將結(jié)果填入表1-1中。2、刀具前角對(duì)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?fàn)C傷）。測量，并將結(jié)果填入表1-2中。3、進(jìn)給量 對(duì)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(jìn)給量： 0.198；0.35；0.521；0.702（mm/r）。 用不同的進(jìn)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?fàn)C傷）。測量，并將結(jié)果填入表1-3中。五 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)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(jì)算變形系數(shù)。1.詳細(xì)敘述實(shí)驗(yàn)過程。2.有完整的實(shí)驗(yàn)記錄。表1-1 切削速度對(duì)切削變形影響實(shí)驗(yàn)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(shí) 驗(yàn) 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(duì)切削變形影響實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)給量對(duì)切削變形影響實(shí)驗(yàn)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(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)順序進(jìn)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(duì)切削變形的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)三、加工誤差統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過實(shí)驗(yàn)，掌握用統(tǒng)計(jì)分析的

11、原理綜合分析加工過程中的誤差因素，學(xué)會(huì)工藝驗(yàn)證和質(zhì)量控制的方法2.學(xué)會(huì)精密測量儀器測微儀的調(diào)整和使用二、實(shí)驗(yàn)原理1.工藝驗(yàn)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(jìn)而可以判斷不同性質(zhì)的誤差對(duì)加工精度的影響，并可以計(jì)算該工序的工藝能力。一批零件的加工，如果僅僅有隨機(jī)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(jī)

12、誤差的大小及是否存在系統(tǒng)誤差。1) 對(duì)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(dá)到的加工精度，所以一般情況下，應(yīng)該是所選用的加工方法的標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(gè)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(jī)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(shí)將刀具的尺寸調(diào)在分布中心線，間隔一定時(shí)間，抽出幾個(gè)零件為一組，求出小組的X和R值并標(biāo)在圖上，如果點(diǎn)子不存在異常波動(dòng)，則說明系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)廢品，如果點(diǎn)子接近控制線或者出現(xiàn)異常波動(dòng)，則需要停機(jī)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(duì)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(huì)使尺寸超過加工精度的要求。這樣圖上的點(diǎn)子(即小組平均值)接近控制線時(shí)，我們就停車，重新調(diào)整機(jī)床，同樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝質(zhì)量的控制。三、實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備1.CA6140車床2.測微儀3.測量臺(tái)架4.塊規(guī)5.工件毛坯100件，工件