工藝實驗報告

實驗一加工方法及加工裝備的歸納與調(diào)研

一．車削加工

1.車削概述

在車床上，工件做旋轉(zhuǎn)運動，刀具做平面直線或曲線運動，完成機械零件切削加工的過程，稱為車削加工。其中工件的旋轉(zhuǎn)為主運動，刀具的移動為進給運動。

車削適合加工回轉(zhuǎn)零件，其切削過程連續(xù)平穩(wěn)，可以加工各種內(nèi)外回轉(zhuǎn)體表面及端平面。

所用刀具主要是車刀，還可以用鉆頭，鉸刀，絲錐，滾花刀等。

(J)車錐而

(k)滾花

圖1.1車削加工主要應(yīng)用范圍

車削加工的尺寸精度較寬，一般可達IT12?IT7,精車時可達IT6?IT5。表面

粗糙度Ra數(shù)值的范圍一般是6.3?0.8

2.車床的組成

車床的種類有很多，主要有臥式車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床等。

我們這次實驗主要調(diào)研了CA6140A型臥式車床

圖1.2臥式車床基本機構(gòu)（1）

1-床頭箱；2-進給箱；3-變速箱；4-前床腳；5-溜板箱；6-刀架

7-尾架；8-絲杠；9-光杠；10-床身；11-后床腳

圖1.2臥式車床基本機構(gòu)（2）

12-中刀架；13-方刀架；14-轉(zhuǎn)盤；15-小刀架；16-大刀架

車床的基本結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。車床附件主要有三爪卡盤，四爪卡盤，頂尖中心架和跟刀架等。

二．銑削加工

1.銑削概述

在銑床上用銑刀加工工件的工藝過程叫做銑削加工。銑削時，刀具作快速的旋轉(zhuǎn)運動為主運動，工件作緩慢的直線運動為進給運動。

銑削主要用于加工各種平面，溝槽和成形面等，還可以進行分度工作，以及鉆孔和鏜孔。

(a)圓柱銖刀銃平而(b)立銃刀銃臺階匹(c)套武端面銃刀銃平面(小端銃刀銃大平面

(e)三面刃銃刀銃直槽

⑴T形鐵刀銃T形槽倫)角度鐵刀銃V形槽

(h)鍵槽銃刀銃鍵槽

(1)燕尾槽銃刀銃燕尾槽⑴成形銃刀銃凸圓弧(k)齒輪銃刀銃齒輪⑴螺旋槽銃刀銃螺旋槽

圖2.1銑削加工的應(yīng)用范圍

銑削可分為周銑和端銑，用端齒刀的端面刀齒加工平面稱為端銑法，用圓柱銑刀的圓周刀齒加工平面稱為周銑法，周銑又有逆銑法和順銑法之分。逆銑時，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進給方向相反；順銑時，則銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進給方向相同。

銑床的加工精度一般為IT9?IT8；表面粗糙度一般為Ra6.3?1.6“m。

3.銑床的組成

銑床種類很多，常用的有臥式銑床、立式銑床、龍門銑床等。

我們這次實驗主要調(diào)研了Xk6125型臥式萬能銑床

圖2.2臥式銑床基本機構(gòu)

1-床身2-電動機3-變速機構(gòu)4-主軸5-橫梁6-刀桿

7-吊架8-縱向工作臺9-轉(zhuǎn)臺10-橫向工作臺11-升降臺

銑床的基本結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，工作臺可沿橫，縱，垂直三個方向移動。主軸可根據(jù)需要通過機械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪庇诠ぷ髋_。

銑床的附件主要有分度頭、平口鉗、萬能銑頭、和回轉(zhuǎn)工作臺等。三．磨削加工

磨削概述

在磨床上用砂輪作為切削工具，對工件表面進行加工的方法稱為磨削加工。磨削加工是零件精加工的主要方法之一。它的應(yīng)用范圍很廣，可以磨削難以切削的各種高硬超硬材料。

外圓常用的方法有縱磨法、橫磨法和綜合磨法。平面磨削常用的方法有周磨和端磨。

磨床的組成

磨床可分為萬能外圓磨床，普通外圓磨床，內(nèi)圓磨床，平面磨床等。

我們這次實驗主要調(diào)研了M7120臥軸矩臺平面磨床。

圖3.1平面磨床基本結(jié)構(gòu)

1—驅(qū)動工作臺手輪2—磨頭3—滑板4—橫向進給手輪5—砂輪修整器

6—立柱7—行程擋塊8—工作臺9—垂直進給手輪10—床身

實驗二重點夾具的使用

三爪卡盤的正反狀

實驗器材：

三爪卡盤的正反爪一副。

實驗?zāi)康模?/p>

對三爪卡盤的結(jié)構(gòu)了解，正確裝卸一次正，反爪。

實驗原理：

六點定位原則

實驗過程：

三爪卡盤的結(jié)構(gòu)：三爪卡盤是由一個大錐齒輪，三個小錐齒輪，三個卡爪組成。三個小錐齒輪和大錐齒輪嚙合，大錐齒輪的背面有平面螺紋結(jié)構(gòu)，三個卡爪等分安裝在平面螺紋上。當用扳手扳動小錐齒輪時，大錐齒輪便轉(zhuǎn)動，他背面的平面螺紋就使三個卡爪同時向中心靠近或退出，有自動定心的作用。

正爪裝夾的過程：大錐齒輪背面的平面螺紋處和三個卡爪上都標有數(shù)字，分別是數(shù)字1，數(shù)字2和數(shù)字3。后文稱為1號卡爪，2號卡爪，3號卡爪和1號螺紋處，2號螺紋處，3號螺紋處。首先用鑰匙插進小錐齒輪，逆時針旋轉(zhuǎn)使三個卡爪向外退出，當快要脫離三爪卡盤時，用手取出。分別識辨出是幾號卡爪。然后用手任意旋轉(zhuǎn)大錐齒輪，同時注意觀察“蚊香頭”，旋轉(zhuǎn)到1號螺紋頭處就停止旋轉(zhuǎn)，將1號卡爪大頭沿螺紋頭出插進去，然后用鑰匙把對應(yīng)于1號螺紋處的小錐齒輪順時針旋轉(zhuǎn)一周，確保卡爪能固定在三爪卡盤上；然后再次用手旋轉(zhuǎn)大錐齒輪，注意觀察“蚊香頭”，看到2號螺紋頭處就停止旋轉(zhuǎn)，然后把2號卡爪大頭對應(yīng)的插進去，同樣用鑰匙插進對應(yīng)于2號螺紋頭的小錐齒輪，順時針旋轉(zhuǎn)一周；同樣的，用手旋轉(zhuǎn)大錐齒輪，注意觀察“蚊香頭”，看到3號螺紋頭處就停止旋轉(zhuǎn)，然后把3號卡爪大頭對應(yīng)的插進去，同樣用鑰匙插進對應(yīng)于3號螺紋頭的小錐齒輪，然后順時針旋轉(zhuǎn)至把三個卡爪卡緊為止，接著再依次用鑰匙分別順時針旋轉(zhuǎn)另外兩個小錐齒輪，用力旋轉(zhuǎn)至緊。如圖

反爪裝夾的過程和正爪一樣，把卡爪插進螺紋頭處時的方向換一下，小頭朝里裝夾就是反爪裝夾了。

協(xié)｝結(jié)構(gòu)小)光持樺料

反爪疋持大榨料

V形塊測軸心高實驗?zāi)康模?/p>

驗證V形塊軸心高度的計算公式

實驗器材：

1.V形塊2.兩根梯形圓柱3.游標卡尺4.基準平面板5.高度尺

實驗原理：

V型塊的對中性

實驗步驟：

一、先將游標卡尺調(diào)零，

二、游標卡尺測量兩梯形圓柱。如圖1：測量值D1，D2。

三、把高度尺放基準面上調(diào)零

把V形塊放在基準面上，先放梯形圓柱1在V形塊上，測量H=T1把D1。把D1換成梯形圓柱2，同樣的測量得H2=T21

整理數(shù)據(jù)如圖：

梯形圓柱1

梯形圓柱2

平均直徑D(mm)

26.08

21.68

平均高度T(mm)

65.80

60.92

軸高H(mm)

52.76

50.08

ion(415L6n丄hi『l|li!HFBilllllllllilllllllillL■■^"^llltJ

I^L-4幣標卡尺

u鬧凰外蠱血尺寸b熬駐內(nèi)農(nóng)血民寸尺止

1—尺摧￡一囊定妍討3-內(nèi)外吐爪T亠裁標A甩身

圖1

五、驗證V行塊的軸高公式：

H測量=H1-H2=52.76-50.08=2.68mm

H理論=AD/Zsin(a/2)=3.11mm

從驗證結(jié)果看：

人為和系統(tǒng)之間都存在存在一定誤差。使結(jié)果有點誤差。這誤差在一定范圍內(nèi)，所以軸高公式成立。

分析原因：

為了不產(chǎn)生人為誤差，所以在工件測量前都要該調(diào)零。讓測量的數(shù)據(jù)更加可靠和完整。

在每次測量都會有調(diào)零不準確，人為的讀數(shù)讀的不準，

有時偏大，有時偏小，還有其他一些外部條件的影響

他的正常顯示讀數(shù)等原因，使我們的讀書不夠準確，所

以要多次測量取平均值。這樣得到的數(shù)據(jù)相對就可靠很

多了。精準的金屬工件都會由于熱脹冷縮產(chǎn)生讀數(shù)誤差。

特別在冬季，這現(xiàn)象會使誤差有可能到達2絲，為了保證測量的準確性，要把量具放于室溫，在有測量要求時才能取測具進行測量。

平口鉗結(jié)構(gòu)的了解

1.平口鉗的用途：平口鉗又名機用虎鉗，是一種通用夾具，常用于安裝小型工件。它是銑床、鉆床的隨機附件。將其固定在機床工作臺上，用來夾持工件進行切削加工。

2.平口鉗的工作原理：用扳手轉(zhuǎn)動絲杠，通過絲杠螺母帶動活動鉗身移動，形成對工件的加緊與松開。被夾工件的尺寸不得超過70毫米。

平口鉗的構(gòu)造：平口鉗的裝配結(jié)構(gòu)是可拆卸的螺紋連接和銷連接；活動鉗身的直線運動是由螺旋運動轉(zhuǎn)變的；工作表面是螺旋副、導(dǎo)軌副及間隙配合的軸和孔的摩擦面。平口鉗組成簡練，結(jié)構(gòu)緊湊。

平口鉗的分類：

鉆床上的平口鉗：固定鉗口是平面，活動鉗口是V型槽例如下圖

2)銑床上的平口鉗：固定鉗口和活動鉗口都是平面如下圖

3）固定鉗口和活動鉗口都是V型槽的平口鉗如下圖

平口鉗的裝夾注意事項

1）工件的被加工面必須高出鉗口，否則就要用平行墊鐵墊高工件。

2）為了能裝夾得牢固，防止刨削時工件松動，必須把比較干整的平面貼緊在墊鐵和鉗口上。要使工件貼緊在墊鐵上，應(yīng)該一面夾緊，一面用手錘輕擊工件的子面，光潔的平面要用銅棒進行敲擊以防止敲傷光潔表面。

3）為了不使鉗口損壞和保持已加工表面，夾緊工件時在鉗口處墊上銅片。

用手挪動墊鐵以檢查夾緊程度，如有松動，說明工件與墊鐵之間貼合不好，應(yīng)該松開平口鉗重新夾緊

4）剛性不足的：工件需要支實，以免夾緊力使工件變形。

了解分度頭的操作

分度頭：圖4-11（a）在銑削加工中，常會遇到銑六方、齒輪、花鍵和刻線等工作。這時，就需要利用分度頭分度。因此，分度頭是萬能銑床上的重要附件。

1）分度頭的作用

⑴能使工件實現(xiàn)繞自身的軸線周期地轉(zhuǎn)動一定的角度（即進行分度）；

⑵利用分度頭主軸上的卡盤夾持工件，使被加工工件的軸線，相對于銑床工作臺在向上90°和向下10°的范圍內(nèi)傾斜成需要的角度，以加工各種位置的

40

溝槽、平面等（如銑圓錐齒輪）；

⑶與工作臺縱向進給運動配合，通過配換掛輪，能使工件連續(xù)轉(zhuǎn)動，以加工螺旋溝槽、斜齒輪等。

萬能分度頭由于具有廣泛的用途，在單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)用較多。2）分度頭的結(jié)構(gòu)分度頭的主軸是空心的，兩端均為錐孔，前

錐孔可裝入頂尖（莫氏4號），后錐孔可裝入心軸，以便在差動分度時掛輪，把主軸的運動傳給側(cè)軸可帶動分度盤旋轉(zhuǎn)。主軸前端外部有螺紋，用來安裝三爪卡盤，如圖4-2所示。

松開殼體上部的兩個螺釘，主軸可以隨回轉(zhuǎn)體在殼體的環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)轉(zhuǎn)動，因此主軸除安裝成

水平外，還能扳成傾斜位置。當主軸調(diào)整到所需的位置上后，應(yīng)擰緊螺釘。主軸傾斜的角度可以從刻度上看出。

在殼體下面，固定有兩個定位塊，以便與銑床工臺面的T形槽相配合，用來保證主軸軸線準確地平行于工作臺的縱向進給方向。

圖4-2萬能分度頭外形手柄用于緊固或松開主軸，分度時松開，分度后緊固。以防在銑削時主軸松動。另一手柄是控制蝸桿的手柄，它可以使蝸桿和蝸輪聯(lián)接或脫開（即分度頭內(nèi)部的傳動切斷或結(jié)合）在切斷傳動時，可用手轉(zhuǎn)動分度的主軸。蝸輪與蝸桿之間的間隙可用螺母調(diào)整。

3）分度方法

分度頭內(nèi)部的傳動系統(tǒng)如圖4-3a所示，可轉(zhuǎn)動分度手柄，通過傳動機構(gòu)（傳動比1:1的一對齒輪，1:40的蝸輪蝸桿），使分度頭主軸帶動工件轉(zhuǎn)動一定角度。手柄轉(zhuǎn)一圈，主軸帶動工件轉(zhuǎn)1/40圈。

如果要將工件的圓周等分為Z等分，則每次分度工件應(yīng)轉(zhuǎn)過1/Z圈。設(shè)每次分度手柄的轉(zhuǎn)數(shù)為，貝5手柄轉(zhuǎn)數(shù)與工件等分數(shù)Z之間有如下關(guān)系：

1:40=—:n

Z

n=

Z

分度頭分度的方法有直接分度法、簡單分度法、角度分度法和差動分度法等。

這里僅介紹常用的簡單分度法。例如：銑齒數(shù)Z=35的齒輪，需對齒輪毛坯的圓周作35等分，每一次分度時，手柄轉(zhuǎn)數(shù)為：

40

n=-

Z

圈）

40」

=1—

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分度時，如果求出的手柄轉(zhuǎn)數(shù)不是整數(shù)，可利用分度盤上的等分孔距來確定。

分度盤如圖4-3b所示，一般備有兩塊分度盤。分度盤的兩面各鉆有不通的許多圈孔，各圈孔數(shù)均不相等，然而同一孔圈上的孔距是相等的。

分度頭第一塊分度盤正面各圈孔數(shù)依次為24、25、28、30、34、37；反面各圈孔數(shù)依次為38、39、41、42、43。

第二塊分度盤正面各圈孔數(shù)依次為46、47、49、51、53、54；反面各圈孔

數(shù)依次為57、58、59、62、66。

按上例計算結(jié)果，即每分一齒，手柄需轉(zhuǎn)過1丄圈，其中1/7圈需通過分度7

盤（圖4-3b）來控制。用簡單分度法需先將分度盤固定。再將分度手柄上的定位銷調(diào)整到孔數(shù)為7的倍數(shù)（如28、42、49）的孔圈上，如在孔數(shù)為28的孔圈上。

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此時分度手柄轉(zhuǎn)過1整圈后，再沿孔數(shù)為28的孔圈轉(zhuǎn)過4個孔距。

為了確保手柄轉(zhuǎn)過的孔距數(shù)可靠，可調(diào)整分度盤上的扇形條1、2間的夾角

（圖4-3b），使之正好等于分子的孔距數(shù)，這樣依次進行分度時就可準確無誤。

(a)

(b)

圖4-3分度頭的傳動

實驗報告三加工質(zhì)量測量與分析

一、測量要求與內(nèi)容：具體測量一根階梯軸，并對其具體情況進行分析

二、測量所需儀器：百分表、游標卡尺

附：游標卡尺精度：0.02mm測量范圍：0~150mm百分表刻度值：0.01mm

三、實驗器材：一臺小車床、死頂尖、磁性表架

四、測量步驟以及具體內(nèi)容：

1、先用三爪卡盤加持死頂尖，再用死頂尖以及尾架處的活動頂尖分別頂住階梯軸兩端的中心孔處。

2、再將磁性表架吸在方刀架上，將杠桿式百分表的指針靠在要測量跳動的圓柱

面上，如圖所示

實際測量圖：

3、邊移動刀架邊測量被測圓柱面的跳動度

4、測量完畢后記錄數(shù)據(jù)

5、實際測得的數(shù)據(jù)為：

圓柱面

A

B

C

E

跳動度

17絲

11絲

15絲

8絲

6、然后取下階梯軸用游標卡尺分段測量各個段的直徑大小和每一段的長度。

7、記錄下每一段的數(shù)據(jù)，如圖所示：

五、記錄數(shù)據(jù)進行分析

B段的直徑最大，其次是A段、C段，最后是E段。理論上來說，直徑大的在測量的時候跳動程度往往要大于直徑較小的。

按照現(xiàn)在的跳動度來看，B段的跳動為11絲，A段的跳動為17絲，C段的跳動為15絲，E段的跳動為8絲，顯然B段的跳動要小于A段和C段。

分析原因：

1、在測量跳動的時候，活動頂尖也是有跳動的。

2、在測量跳動的時候，表針在接觸被測圓柱表面時可能由于刀架的移動導(dǎo)致測得的數(shù)值有相對的誤差。

3、圓柱表面的表面質(zhì)量不是很好，使在測量的時候又產(chǎn)生了誤差在以上幾點原因中，前面兩者的影響是很小的，然而工件的表面質(zhì)量問題往往是測量結(jié)果有較大誤差的原因。這次所測量的軸，最大直徑的跳動卻不是最大的就說明了這個問題。

為了得到更加準確的實驗數(shù)據(jù)，以及排除多于的誤差誘因，我們決定在進行一次測量。

這次的測量我們首先將活動頂尖用手抓死，然后在移動刀架時盡量將移動的

速度放慢。最后記錄下測得的實驗數(shù)據(jù)。

圓柱面

A

B

C

E

跳動度

15絲

11絲

10絲

8絲

分析所測得的數(shù)據(jù)：

由上表可得，A段的跳動還是最大的，那么我們可以說A段的表面質(zhì)量很不好，因此在質(zhì)量檢測的時候A段顯然應(yīng)該是不合格的。

而B、C、E三段的跳動都是比較符合理論上的，因此應(yīng)該是合格的。

至此，跳動的分析到此結(jié)束，接下來分析測量所得到尺寸的精度問題

圓柱面

A

B

C

D

E

直徑（mm）

21.68

26.08

21.08

14.00

16.08

長度（mm）

30.04

23.04

30.5