機(jī)械制造技術(shù)實驗指導(dǎo)書

《機(jī)械制造技術(shù)》實驗指導(dǎo)書PAGE1II機(jī)械制造技術(shù)實驗指導(dǎo)書肇慶學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院機(jī)械工程系2023年6月《機(jī)械制造技術(shù)》實驗指導(dǎo)書目錄13051實驗一車刀幾何角度的測量 210769實驗二機(jī)床靜剛度實驗 818386實驗三典型機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)分析 13PAGE14PAGE2實驗一車刀幾何角度的測量一、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.了解車刀量角儀的結(jié)構(gòu)，學(xué)會使用量角儀測量車刀靜態(tài)角度。二、實驗學(xué)時2學(xué)時三、實驗設(shè)備CLY-I型車刀量角儀、各種類型車刀若干四、實驗原理車刀的靜態(tài)角度可以用車刀量角儀進(jìn)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，用量角儀的指針平面(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。圖1 CLY-I型車刀量角儀1—支腳2—底盤3—導(dǎo)條4—定位塊5—工作臺6—工作臺指針7—小軸8—螺釘軸9—大指針10—銷軸11—螺釘12—大刻度盤13—滑體14—小指針15—小刻度值16—小螺釘17—旋鈕18—彎板19—大螺帽20—立柱CLY-1型車刀量角儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圓形底盤2的周邊，刻有從0°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13沿立柱(絲杠)20的鍵槽上、下滑動。滑體13上用小螺釘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(dāng)松開旋鈕17時，彎板18以旋鈕17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12上指示出轉(zhuǎn)動的角度。兩個銷軸10可以限制大指針9的極限位置。當(dāng)工作臺指針6、大指針9和小指針14都處在0°時，大指針9的前面a和側(cè)面b垂直于工作臺5的平面，而大指針9的底面c平行于工作臺5的平面。測量車刀角度時，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(dāng)?shù)奈恢?，然向用大指?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。五、實驗方法1.校準(zhǔn)車刀量角儀的原始位置用車刀量角儀測量車刀靜態(tài)角度之前，必須先把車刀量角儀的大指針、小指針和工作臺指針全部調(diào)整到零位，然后把車刀按圖2所示平放在工作臺上，我們稱這種狀態(tài)下的車刀量角儀位置為測量車刀角度的原始位置。主偏角κr的測量從圖2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(dāng)于Pr)，讓主刀刃和大指針前面a緊密貼合，如圖3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κr的數(shù)值。3.副偏角κr'的測量參照測是主偏角κr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κr'的數(shù)值。4.刃傾角λs的測量測完主偏角κr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5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λs的數(shù)值。指針在0°左邊為+λs，指針在0°右邊為–λs。圖2測量車刀角度的原始位置圖3車刀主偏角的測量

圖4車刀副偏角的測量 圖5車刀刃傾角的測量前面γo的測量前角γo的測量，必須在測量完主偏角κr的數(shù)值之后才能進(jìn)行。從圖2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ψr90o?κr的刻度數(shù)值處(或者從圖3所示測完主偏角κr的位置起，按逆時針方向使工作臺轉(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(dāng)于Po)，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γo的數(shù)值。指針在0°右邊時為+γo，指針在0°左邊時為–γo。后角αo的測量在測完前角γo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αo的數(shù)值。指針在0°的數(shù)值。指針在0°左邊為+αo，指針在0°右邊為-αo。圖6 車刀前角的測量 圖7 車刀后角的測量法平面前角γn和后角αn的測量測量車刀法平面的前角γn和后角αn，必須在測量完主偏角κr和刃傾角λs之后才能進(jìn)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)動一個刃傾角λs的數(shù)值，這個λs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+λs，順時針方向轉(zhuǎn)動為-λs)，如圖8所示，然后再按前所述測量正交平面前角γo和后角αo的方法(參照圖8和圖7)，便可測量出車刀法平面前角γo和后角αo的數(shù)值。圖8 用車刀量角儀測量車刀法平面前角和后角

機(jī)械制造技術(shù)實驗報告實驗名稱車刀幾何角度的測量實驗日期年月日班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師成績實驗?zāi)康膶嶒炗脙x器設(shè)備型號規(guī)格3．實驗測量記錄實驗測量的車刀幾何角度記錄表車刀名稱κrκr'λsγoαo備注螺紋車刀內(nèi)孔鏜刀45o偏刀75o偏刀90o偏刀切刀4.回答下列問題試分析螺紋車刀、切（斷/槽）刀有幾條刀刃？圖示說明哪條是主刀刃？哪條是副刀刃？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？為什么？5.按比例繪制任意2把車刀的刀具角度圖，并標(biāo)注出測量得到的幾何角度數(shù)值。

實驗二機(jī)床靜剛度實驗一、實驗?zāi)康模和ㄟ^實驗，使學(xué)生了解工藝系統(tǒng)是一彈性系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中因切削力、零件自重及慣性力等的作用，各組成環(huán)節(jié)會產(chǎn)生彈性變形；系統(tǒng)中各元件之間若有接觸間隙，在外力的作用下會產(chǎn)生位移。熟悉機(jī)床靜剛度的測量方法和計算方法，從而更深地理解機(jī)械制造工藝中的工藝設(shè)備及其對零件加工質(zhì)量的影響，提高學(xué)生分析和處理問題的能力。二、實驗學(xué)時2學(xué)時三、實驗裝置：（1）車床一臺；（2）靜剛度測定裝置一套。圖1機(jī)床靜剛度測定裝置1—芯軸2、3、6—千分表4—力傳感器5—加力螺桿四、實驗方法和步驟：1）如圖1所示，在車床的兩頂尖間裝夾一根剛度很大的光軸1（光軸受力后變形可忽略不計）。2）將力傳感器4通過加力螺桿5的套筒座固定在刀架上。3）將千分表2、3、6安裝在導(dǎo)軌的適當(dāng)位置，并分別調(diào)零。4）接通力傳感器的數(shù)字顯示儀，調(diào)零、顯示一位小數(shù)（方法詳見附錄1）。5）實驗時用扳手扭轉(zhuǎn)帶有方頭的螺桿5，以施加外載荷(Fy)。然后讀出靠近在車床頭，尾座和刀架安放的千分表(2)、(3)、(6)的讀數(shù)，并記錄填入表1中。表1外加載荷與千分表讀數(shù)記錄尾座套筒伸出5mm尾座套筒伸出105mm壓力(N)千分表讀數(shù)(μm)壓力(N)千分表讀數(shù)(μm)車頭刀架尾座車頭刀架尾座加載減載加載減載加載減載加載減載加載減載加載減載000000005050100100150150200200250250300300350350400400450450500500根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計算出床頭、刀架和尾座的受力F頭、F刀和F尾。為了說明尾座套筒伸出長度對剛度的影響，實驗時可將套筒分別伸出5mm和105mm。并分別測出千分表讀數(shù)和計算出剛度的數(shù)值，填入表2中。表2車床靜剛度計算載荷及靜剛度尾座套筒伸出量1000Nk機(jī)k頭k尾k刀5mm105mm五、靜剛度的計算為了計算方便，實驗時可將測力裝置抵在剛性軸的中點處。故機(jī)床、床頭、刀架它們之間的剛度關(guān)系可以用下式表示：實驗時將橫向力對準(zhǔn)光軸中間，即x=L/2時，則上式化簡為其中，

機(jī)械制造技術(shù)實驗報告實驗名稱機(jī)床靜剛度實驗實驗日期年月日班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師成績實驗原理實驗設(shè)備實驗步驟實驗記錄（注意：實驗用的力傳感器測得的力單位為千克力kgf）外加載荷與千分表讀數(shù)尾座套筒伸出5mm尾座套筒伸出105mm壓力(N)/kgf千分表讀數(shù)(μm)壓力(N)/kgf千分表讀數(shù)(μm)車頭刀架尾座車頭刀架尾座加載減載加載減載加載減載加載減載加載減載加載減載0/00000/000050/5.150/5.1100/10.2100/10.2150/15.3150/15.3200/20.4200/20.4250/25.1250/25.1300/30.6300/30.6350/35.7350/35.7400/40.8400/40.8450/45.9450/45.9500/51500/51機(jī)床靜剛度計算載荷及靜剛度尾座套筒伸出量1000Nk機(jī)k頭k尾k刀5mm105mm畫出尾座套筒分別伸出5mm和105mm時尾座的剛度曲線，其中橫坐標(biāo)為尾座位移Y尾，縱坐標(biāo)為尾座所受切削分力F尾。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及所作剛度曲線對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。尾座套筒伸出5mm和105mm時所作剛度曲線傾斜度不同說明了什么問題？為何加載曲線與卸載曲線不重合？剛度曲線上的殘留變形從何而來？八、根據(jù)實驗結(jié)果，討論提高工藝系統(tǒng)剛度的措施。

實驗三典型機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)分析一、實驗?zāi)康耐ㄟ^觀察、了解各類夾具的結(jié)構(gòu)、工作原理，加深對夾具的分類、組成、定位、夾緊等基本概念理解，為學(xué)生自行設(shè)計夾具奠定實踐基礎(chǔ)。。二、實驗學(xué)時2學(xué)時三、實驗設(shè)備典型夾具及工件。四、實驗內(nèi)容1.通過觀察掌握各類CNC夾具的組成、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用，及其各部分的作用；2.了解夾具各部分連接方法；3.了解夾具與機(jī)床連接、定位、夾緊、基準(zhǔn)選擇、對刀方法；4.觀察工件在CNC上的裝夾過程，理解夾具工作原理。五、實驗步驟1.熟悉各類夾具的結(jié)構(gòu)，找出夾具中的定位元件、支撐原件、夾緊元件、對刀元件、夾具體、力源、傳力機(jī)構(gòu)，熟悉各元件（機(jī)構(gòu)）之間的連接、基準(zhǔn)、定位關(guān)系；2.了解所選取工件某一加工工序，以及相對應(yīng)的CNC夾具，了解其定位、夾緊方法、以及裝夾過程。3.對所選的工件及CNC夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)測繪。六、思考題1.