機械制造技術實驗

1、做實驗注意事項:1.抄實驗報告時不用畫表格.2抄實驗二和三的時候結(jié)構圖不用畫,只需要寫清原理和步驟即可,不用寫的太復雜.3.做實驗的地點:在A101集合,然后去實驗的地方,那個地方很難找到(老師是這樣說的),時間為12:15,希望大家不要遲到.以班級為單位做實驗.4.第一個實驗的時間為第七周周三中午12:15.實驗一、刀具認識及角度測量一、實驗目的和要求：1、目的：熟悉車刀削部分的幾何角度，掌握車刀幾何角度的測量方法。2、要求：(1) 熟悉幾種典型車刀(45º彎頭車刀，90º右偏刀，切斷刀，外圓車刀，螺紋車刀)的構造和幾何形狀。(2) 弄清車刀各個幾何角度的定義，學會測量這

2、些幾何角度的方法。(3) 將測量值與換算值作比較。(4) 繪出車刀截面圖。二、實驗方法：(1) 觀察各種車刀的幾何形狀：前刀面，后刀面，主副切削刃，刀尖等。(2) 測量五種車刀的幾何角度，并作記錄。三、實驗儀器：(1) 測角臺。(2) 五種車刀：45º彎頭車刀，90º右偏刀，切斷刀，外圓車刀，螺紋車刀。四、操作方法： 主剖面內(nèi)： 首先使指針7對準度板6之零線，擰緊螺釘12。 測前角r0：轉(zhuǎn)動刻度板8，使指度板9所在平面垂直主刀刃在底座1工作面上的投影（相當于主刀刃在基面上的投影），調(diào)整指度板9，使平面A與車刀前面吻合，指度板9即在刻度板8上指出前角r0的讀數(shù)值。 測后角a0

3、：同上方法，使B平面與車刀后面吻合，在刻度板8上即可讀出后角a0的讀數(shù)值。 測刃傾角S：先使刀具主切削刃位于指度板9所在的平面內(nèi)，當平面A與主刀刃吻合時，刻度板8上即可讀出刃傾角S的讀數(shù)值。（或者先讓指度板9對準刻度板8的零線，指度板9所在的平面在底座1工作面上之投影時，松開螺釘12，轉(zhuǎn)動刻度板8使繞水平軸轉(zhuǎn)動，當平面A與刀刃吻合時，指針7即在度板6上指出S的讀數(shù)值。） 圖1-1 測量前角示意圖 法剖面內(nèi)：先使指針7在度板6上對準所測定的S的值，擰緊螺釘12，再如測量r0與a0那樣測出法剖面的前角rn與后角an。 測量主偏角k與副偏角k：如圖2所示：（以外園尖刀為例）先旋動螺母5升高刻度板8，

4、并轉(zhuǎn)向一邊，不用。將要測的刀具之側(cè)面緊靠二擋銷13。松開螺釘3和15，轉(zhuǎn)動標尺座2，同時滑動滑板14，使刀具圖1-2 測量主偏角示意圖1.底座 2.標尺座 3.鎖緊螺釘 4.立柱 5.調(diào)整螺母 6.度板 7.指針 8.刻度板 9.指度板 10. 鎖緊螺釘 11.標尺 12.鎖緊螺釘 13.擋銷 14.滑板 15. 鎖緊螺釘?shù)闹鞯度校ɑ蚋钡度校┡c標尺11吻合，底座1上之零線所對的標尺座2上的刻度值即主偏角k（或副偏角k）的度數(shù)。五、思考題：1、 在車間里常用的車刀的后角是否會出現(xiàn)負角度？為什么？2、 切斷刀有幾個刀尖？它是如何使工件切斷？二、各種車刀的幾何角度測量值，換算值和截面圖。名主剖面參考

5、系其 他 參 考 值截面圖稱角度測量值角度測量值換算值誤差(%)45r0彎a0頭S車k刀k90r0右a0偏S刀kkr0切a0斷S刀kk外r0圓a0車S刀kk螺r0紋a0車S刀kk3.1 普通車床結(jié)構剖析一、 實驗目的與要求1 了解車床的總體布局、主要技術性能及工藝范圍；2 掌握車床的主傳動系統(tǒng)、螺紋傳動系統(tǒng)、機動進給傳動系統(tǒng)的傳動路線；3 了解各換置機構的作用及工作原理；4 了解各種操縱機構的結(jié)構特點和操作過程；5 掌握車床主要零部件的結(jié)構；6 學會使用、調(diào)整和維修機床。二、 實驗裝備CA6140型臥式車床如圖3.1-1所示。圖3.1-1 CA6140型臥式車床三、 實驗內(nèi)容1 由指導教師介紹

6、機床的用途、布局、各操縱手柄的作用及其操作方法。然后啟動機床，機床空載運轉(zhuǎn)，以觀察機床各部件的運動。2 揭開主軸箱蓋，根據(jù)機床傳動系統(tǒng)圖和主軸箱展開圖，了解傳動件的結(jié)構，看清各檔傳動路線。（1） 了解主傳動系統(tǒng)的傳動路線，主軸的各級轉(zhuǎn)速是如何調(diào)整實現(xiàn)的。（2） 結(jié)合摩擦片式離合器的結(jié)構，如圖3.1-2所示，分析摩擦離合器的工作原理和調(diào)整方式。（3） 觀察主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停車及制動的操縱過程，操縱機構如圖3.1-3所示。圖3.1-2 摩擦片式離合器結(jié)構圖1雙聯(lián)齒輪 2內(nèi)摩擦片 3外摩擦片 4、7螺母 5壓套 6長銷 8齒輪9-拉桿 10滑套 11銷軸 12-元寶銷 13-撥叉圖3.1-3 主軸開

7、停及制動操縱機構圖1雙聯(lián)齒輪 2齒輪 3元寶銷 4滑套 5杠桿 6制動帶 7手把 8操縱桿9、11-曲柄 10拉桿 12-軸 13-扇形齒輪 14-齒條軸 15-撥叉 16-拉桿（4） 操縱軸上兩個滑移齒輪移動，操縱軸上的兩個滑移齒輪及軸上的一個滑移齒輪，注意他們的動作過程和嚙合位置。軸上滑移齒輪的操縱機構如圖3.1-4所示。（5） 根據(jù)CA6140車床主軸結(jié)構如圖3.1-5所示，觀察主軸前支承、中間支承、后支承的軸承類型，了解前后軸承的作用及調(diào)整方法。（6） 了解主軸上兩對齒輪的結(jié)構特點，分析其變速原理。（7） 觀察卸荷皮帶輪的結(jié)構，分析工作原理。3 掛輪架了解掛輪的構造、用途和調(diào)整方法4

8、進給箱結(jié)合進給箱展開圖及傳動系統(tǒng)圖，觀察基本組、增倍組操縱機構，螺紋種類移換機構，以及光杠、絲杠傳動的操縱機構。圖3.1-4 軸上滑移齒輪的操縱機構1雙聯(lián)齒輪 2三聯(lián)齒輪 3撥叉 4撥銷 5曲軸 6盤形凸輪 7-軸 8鏈條9-變速手柄 10圓銷 11杠桿 12-撥叉 、- 傳動軸圖3.1-5 CA6140車床主軸結(jié)構圖1、4雙列短圓柱滾子軸承 2、5螺母 3雙向推力角接觸球軸承 4軸承端蓋 7隔套 8調(diào)整墊圈 9軸承端蓋 10套筒 11螺母 12端面鍵 5 溜板箱（1） 分析縱向、橫向機動進給及快速移動機構的傳動關系。（2） 觀察絲杠、光杠進給的互鎖機構和開合螺母機構。（3） 根據(jù)超越離合器的

9、結(jié)構如圖3.1-6所示，分析其工作原理。（4） 過載保險裝置的結(jié)構如圖3.1-7所示，分析其工作原理。6 刀架刀架總體是由床鞍、橫刀架、轉(zhuǎn)盤、小刀架及方刀架五部分組成，進行車刀的安裝和刀架的換位工作。7 尾架觀察尾架的構造，尾架套筒的夾緊方法，利用尾架、主軸頂尖和雞心夾實現(xiàn)細長軸的裝夾和工件旋轉(zhuǎn)。8 床身了解床身的整體結(jié)構，分析車床導軌組合形式的優(yōu)點。8.床腳打開左床腳觀察主傳動電機的安裝和接線情況，了解主電機的型號、功率和轉(zhuǎn)速。圖3.1-6 超越離合器1外環(huán)（齒輪） 2星形體 3滾子 4銷 5、8彈簧 6、7安全離合器圖3.1-7 過載保險裝置1拉桿 2鎖緊螺母 3調(diào)整螺母 4超越離合器星輪

10、 5安全離合器左半部6安全離合器右半部 7彈簧 8圓銷 9彈簧座 10蝸桿四、 思考題1. 卸荷皮帶輪是如何使皮帶的拉力不傳給軸而傳給箱體的？帶輪的扭矩又是怎樣傳給軸的？用簡圖說明之。2 摩擦片離合器得工作原理是什么？摩擦離合器除完成主軸正、反轉(zhuǎn)，還能起什么作用？3 超越離合器、安全離合器的用途和工作原理是什么？4 主軸前端軸承是如何預緊的？預緊后主軸性能將如何變化？5 軸上滑移齒輪的操縱機構屬于單獨操縱方式還是集中操縱方式？簡述兩種操縱方式的特點2.3 切削力的監(jiān)測及影響因素分析一、 實驗目的與要求1 掌握切削力的來源和切削分力的概念；2 熟悉切削力測量系統(tǒng)的硬件組成，了解測力傳感器、電荷放

11、大器、數(shù)據(jù)采集卡及軟件系統(tǒng)的工作原理；3 進行相關的數(shù)據(jù)處理和曲線繪制；4 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析切削參數(shù)對各切削分力的影響。二、 實驗裝備及原理1. 普通臥式車床；2. 各種機夾車刀刀片；3. 切削力測量系統(tǒng)如圖2.3-1所示，它由數(shù)控機床、測力傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機組成。傳感器測力平臺見圖2.3-2，其內(nèi)部裝有壓電式應力應變傳感器可把刀具所受的切削力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，電荷放大器將微弱的電信號放大供?shù)據(jù)采集卡讀取，數(shù)據(jù)采集卡上的A/D轉(zhuǎn)換是將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，計算機系統(tǒng)利用相應軟件將數(shù)據(jù)處理后得到三向切削力Fx、Fy、 Fz的值。圖2.3-1 切削力測量系統(tǒng)的總體框架三、 實驗

12、方法與步驟（一）實驗方法1. 安裝測力傳感器，連接各硬件數(shù)據(jù)線，裝夾工件等準備工作。2. 打開電荷放大器的個電源開關，按照電荷放大器的使用說明書調(diào)整好其靈敏度，確認電荷放大器的復位開關處在復位狀態(tài)。3. 打開計算機，點擊圖標啟動切削力測量系統(tǒng)。4. 系統(tǒng)初始化（1） 測量方法選擇，從“執(zhí)行命令”菜單的“測量模式選擇子菜單”中選擇“低速連續(xù)測量”命令，如圖2.3-3所示。（2） 執(zhí)行“低速測量設置”“監(jiān)控切削” ，進入輸入數(shù)據(jù)編輯框如圖2.3-4所示。按照提示要求輸入相應的數(shù)據(jù)(也可取默認值) ，如果需要輸入可以點擊“重新輸入”進行輸入，最后點擊“確認”進入下一步。（3） 選擇電荷放大器的輸出放

13、大倍率。 圖2.3-2 傳感器測力平臺 圖2.3-3 測量方法選擇菜單圖2.3-4 輸入數(shù)據(jù)編輯框（4） 選擇“顯示方向按鈕”，這個步驟可以現(xiàn)在選擇，也可以在測試過程中隨時進行選擇。（5） 獲取零點見圖2.3-3所示。選擇“執(zhí)行命令”菜單的“獲取零點”菜單命令，此時彈出“保存數(shù)據(jù)文件名”輸入對話框，輸入相應的文件名字后點擊“OK”。5選擇“開始測試”菜單命令執(zhí)行測試，在切削力動態(tài)測量顯示系統(tǒng)如圖2.3-5所示，可以看到切削力的數(shù)值和坐標曲線。 6按“終止”按紐結(jié)束本次測試，系統(tǒng)將產(chǎn)生一個報告文件（report.txt）,該文件匯總了本次實驗的切削條件和基本數(shù)據(jù)，如想永久保留文件，請另外取文件名

14、。（二）實驗步驟 1根據(jù)實驗要求填寫切削條件和基本數(shù)據(jù)。2安裝好工件，開始切削加工。3進行切削力的動態(tài)測量，保存相關數(shù)據(jù)文檔。4改變切削用量中的單一參數(shù)觀測切削力的變化情況。（1）取vc=100m/min，f=0.3mm/r固定不變，依次改變ap（在0 .54mm范圍內(nèi)取5個數(shù)值）進行切削，重復切削力動態(tài)測量實驗。（2）取vc=100m/min，ap=2mm固定不變，依次改變f（在0 .10.6mm/r范圍內(nèi)取5個數(shù)值）進行切削，重復切削力動態(tài)測量實驗。（3）取f=0.3mm/r，ap=2mm固定不變，依次改變v（在50100m/min范圍內(nèi)取5個數(shù)值）進行切削，重復切削力動態(tài)測量實驗。四、

15、實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析1. 根據(jù)切削力動態(tài)測量數(shù)據(jù)，以采樣點為橫坐標，切削力為縱坐標，繪制切削力動態(tài)變化曲線。2. 取5個采樣點計算合力的大小，并繪制切削力動態(tài)變化曲線。3. 記錄背吃刀量ap變化時切削力的平均值，記錄表格見表2.3-2。4. 在同一張坐標圖上繪制切削用量三要素變化造成切削力變化的曲線，分析其影響的差異。5. 記錄進給量f變化時切削力的平均值，記錄表格見表2.3-3。圖2.3-5 切削力動態(tài)測量顯示系統(tǒng)表2.3-1 切削條件和基本數(shù)據(jù)實驗流水記錄信息班級：姓名：日期：環(huán)境溫度采樣頻率加工方式輸入各向報警閾值（公斤力）X方向Y方向Z方向刀具信息刀具材料刀具編號刀具參數(shù)試件信息工件

16、材料試件編號試件參數(shù)切削用量主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進給量（mm/r）背吃刀量（mm）切削液切削液類型流量壓力表2.3-2 背吃刀量ap變化時的切削力（單位：牛頓）切削力ap1ap2ap3ap4ap5FxFyFz表2.3-3 進給量f變化時的切削力（單位：牛頓）切削力f1f 2f 3f 4f 5FxFyFz6. 記錄切削速度vc變化時切削力的平均值，記錄表格見表2.3-4。表2.3-4 切削速度vc變化時的切削力（單位：牛頓）切削力vc1vc 2vc 3vc 4vc 5FxFyFz五、 切削力經(jīng)驗公式的建立上述單因素進行的切削力實驗，利用圖解法可以方便的獲得切削力經(jīng)驗公式。1. Fzap與Fzf

17、指數(shù)公式的建立首先將實驗所得數(shù)據(jù)點畫在雙對數(shù)坐標紙上，并用直線連接（使各實驗數(shù)據(jù)點大約均布在該直線的上下），下面介紹Fzap與Fzf指數(shù)公式建立的方法。線圖可表示為： lgFz=lgCap+xFzlgap (2.3-1)lgFz=lgCf+yFzlgf (2.3-2)對式(2.3-1)、式(2.3-2)兩邊取真數(shù)，得冪函數(shù)關系式： (2.3-3) (2.3-4)式中指數(shù)xFz、yFz分別為Fzap及Fzf線的斜率，由圖2.3-6求得：xFz=tgq1= (2.3-5)yFz= tgq2= (2.3-6)式中的a1、b1、a2、b2用米尺在圖2.3-6中直接量出。系數(shù)Cap為Fzap線在背吃刀量

18、ap=1mm時的Fz值，系數(shù)Cf為Fzf線在進給量f=1mm/r時的Fz值。綜合式(2.3-3)、(2.3-4)求得切削力經(jīng)驗公式： (2.3-7)系數(shù)CFz可用如下求得：由于式(2.3-3)是在f=f0（改變ap時所固定的f值）的情況下得到的，故有 則 而式(2.3-4)是在ap=ap0（改變f時所固定的ap值）的情況下得到的，故有則 由于實驗誤差，CFz1與CFz2不一定相等，因此應取兩者的平均值，即 (2.3-10)式(2.3-3)、(2.3-4)和(2.3-7)主切削力與背吃刀量ap及進給量f都是指數(shù)關系，故切削力的這種經(jīng)驗公式也稱指數(shù)公式。2. 利用表2.3-2和表2.3-3求出式(2.3-3)、(2.3-4)、 (2.3-7)中的各項系數(shù)和指數(shù)。3.