金屬切削實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教程

PAGEPAGE71第一編傳統(tǒng)加工技術(shù)傳統(tǒng)加工技術(shù)是指用傳統(tǒng)的通用加工機(jī)床進(jìn)行加工的方法，如車、銑、鉋、磨等。傳統(tǒng)加工技術(shù)適用于中、小規(guī)模生產(chǎn)，特別是小規(guī)模生產(chǎn)，其特點(diǎn)是設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低，對(duì)機(jī)床的操作掌握相對(duì)容易，但生產(chǎn)效率較低。目前，在工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)用最為廣泛、使用最多的加工手段仍然是傳統(tǒng)加工制造技術(shù)。目前世界上有80％的產(chǎn)品零件是用傳統(tǒng)加工方法完成的。傳統(tǒng)加工的工藝裝備主要有通用車床、通用銑床、通用鉋床、通用磨床和通用齒輪加工設(shè)備等。傳統(tǒng)加工技術(shù)主要是研究金屬切削原理、金屬切削刀具、金屬切削機(jī)床和機(jī)械制造工藝等內(nèi)容，同時(shí)，金屬切削原理、金屬切削刀具和機(jī)械制造工藝學(xué)的研究?jī)?nèi)容也是現(xiàn)代加工技術(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料，因此，即使目前現(xiàn)代加工技術(shù)方興未艾，但傳統(tǒng)加工技術(shù)的研究?jī)?nèi)容仍然是非常重要的。本篇講述的主要內(nèi)容就是在概述基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)典型實(shí)驗(yàn)來(lái)介紹實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和使用；完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的步驟和方法；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及實(shí)驗(yàn)圖表的制作，同時(shí)明確實(shí)驗(yàn)的目的和意義。第二章金屬切削原理與刀具2.1切削概述切削加工的方法很多，切削過(guò)程也不盡相同，但大多都有共同的規(guī)律，諸如切削刀具（或工具）與工件之間都所具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（即切削運(yùn)動(dòng)），切削過(guò)程都要產(chǎn)生一些物理現(xiàn)象等等。金屬切削原理與刀具是研究金屬切削過(guò)程的變形規(guī)律、切削力的產(chǎn)生與計(jì)算、切削力的測(cè)量、切削刀具的幾何參數(shù)與切削力和零件表面質(zhì)量的關(guān)系、刀具材料與刀具的使用壽命以及生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本等內(nèi)容。研究和掌握這些基本規(guī)律，是學(xué)習(xí)和分析各種切削加工方法的基礎(chǔ)，也是擬訂各種技術(shù)規(guī)范的理論依據(jù)。2.2車削力車削力是最具代表性的切削力，下面以車削力為代表，闡述一下車削力的產(chǎn)生和測(cè)量及計(jì)算方法，以達(dá)到舉一反三的功效。2.2.1車削力的產(chǎn)生及計(jì)算一、車削力的產(chǎn)生研究車削力的目的是為了生產(chǎn)上的需要，要正確的設(shè)計(jì)和使用機(jī)床、刀具和夾具，防止加工時(shí)工件變形過(guò)大和引起振動(dòng)，就必須對(duì)車削力的大小和方向進(jìn)行研究和掌握。車削時(shí)，抵抗材料彈性塑性變形所形成對(duì)前刀面的正壓力N前和切削滑出時(shí)對(duì)前刀面的磨擦力F前，工件對(duì)后刀面的正壓力N后和磨擦力F后，這些作用在刀具上的力的合力F被稱為車削過(guò)程的切削力。車削力F是一個(gè)受很多因素影響的空間力，它的大小和方向很難直接測(cè)出。車削時(shí)，一般把切削力F分解成空間直角坐標(biāo)上的三個(gè)切削分力（Fc、Fp、Ff）如圖2-2-1所示。其中Fc為垂直切削分力，方向垂直水平方向，消耗機(jī)床絕大部分（95％以上）功率，故被稱為主切削力，是計(jì)算機(jī)床動(dòng)力、工藝裝備強(qiáng)度和剛度時(shí)的必備數(shù)據(jù)；Ff為走刀抗力，是切削力F在走刀方向上的分力，切削時(shí)，走刀速度比切削速度慢得多，所以消耗功率很少（約占1—5％），F(xiàn)f作用在走刀機(jī)構(gòu)上，是設(shè)計(jì)機(jī)床走刀機(jī)構(gòu)的必要數(shù)據(jù)；Fp為吃刀抗力，這是切削力F在吃刀方向上的分力，由于切削時(shí)這個(gè)方向的速度是零，所以Fp不作功，F(xiàn)p作用在工件的徑向上，會(huì)把工件在水平方向頂彎，并引起振動(dòng)，F(xiàn)p引起工件的變形，影響工件的加工精度和光潔度遠(yuǎn)較Fc為大。由圖2-2-1知，總切削力F和切削分力之間有如下關(guān)系：（2—1）一般情況下Fc：Fp：Ff=1：（0.45—0.65）：（0.35—0.55），將這一數(shù)值代入公式（2—1）有=可見，主切削力Fc差不多等于合力F。因此，在實(shí)際應(yīng)用上計(jì)算切削力或功率以及研究切削力時(shí)，可以用主切削力代替合力。二、車削力的計(jì)算目前車削力的理論計(jì)算公式有很多種，但由于一方面精度不高，另一方面理論公式比較繁雜，應(yīng)用價(jià)值不高，這里就不作介紹了。在實(shí)際工作中，特別是在工程實(shí)踐中多使用經(jīng)驗(yàn)公式，因此這里重點(diǎn)介紹車削力的經(jīng)驗(yàn)公式。車削力的經(jīng)驗(yàn)公式是用試驗(yàn)方法求出各因素變化時(shí)的切削力的數(shù)據(jù)，然后將試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以整理，將主要的因素列成經(jīng)驗(yàn)公式、將次要的因素列成經(jīng)驗(yàn)公式的修正系數(shù)，供實(shí)際工作中使用。這種車削力計(jì)算方法使用方便，精度較高，所以在實(shí)際工作中應(yīng)用廣泛。在求車削力的經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)，先假定其它切削條件不變，只改變其中一個(gè)因素，求出每個(gè)單因素影響的公式，然后再綜合起來(lái)求出總公式，即為車削力的經(jīng)驗(yàn)公式。當(dāng)工件材料、刀具幾何形狀、切削速度等條件不變時(shí)，則車削力僅與進(jìn)給量f和切削深度ap有關(guān)?，F(xiàn)以主車削力Fc為例，舉例說(shuō)明經(jīng)驗(yàn)公式的求法。在確定Fc和f、ap之間的關(guān)系時(shí)，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，首先分別研究Fc和f、ap之間的關(guān)系，然后綜合研究Fc和f—ap之間的關(guān)系。1、Fc—ap之間的關(guān)系在切削某種給定的鋼材時(shí)，其它因素不變，只改變切削深度ap。根據(jù)測(cè)力儀所測(cè)的不同ap時(shí)的Fc,將ap的數(shù)值及Fc的數(shù)值都畫在對(duì)數(shù)坐標(biāo)內(nèi)，此時(shí)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)的曲線必然接近直線。我們先假定Fc—ap曲線的方程為：(2—2)式中：—系數(shù)；—ap的切削力指數(shù)；將式(2—2)兩邊取對(duì)數(shù)，得（2—3）此式在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)內(nèi)為一直線，為直線在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)內(nèi)的縱截距，為該直線的斜率，參見圖2-2-2。2、Fc—f之間的關(guān)系同上理，其它因素不變，只改變進(jìn)給量f。我們先假定Fc—f曲線的方程為：（2—4）式中：—系數(shù)；—f的切削力指數(shù)；將式(2—4)兩邊取對(duì)數(shù)，得（2—5）此式在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)內(nèi)也必為一直線，為直線在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)內(nèi)的縱截距，為該直線的斜率，參見圖2-2-2。3、ap與f綜合對(duì)Fc的影響關(guān)系假定主切削力Fc與f及ap的關(guān)系方程式為：（2—6）式中：—主切削力系數(shù)；—切削深度αp的主切削力指數(shù)—進(jìn)給量f的主切削力指數(shù)。4、計(jì)算舉例試驗(yàn)條件：工件：熱軋?zhí)间摰毒撸篕γ=45°；γ0=10°；切削速度v=100m/min；進(jìn)給量f=0.2mm/r用車削測(cè)力儀測(cè)得主車削力Fc數(shù)據(jù)見表2-2-1。表2-2-1切削深度ap(mm)11.522.5主車削力Fc(N)4456509201120把表2-2-1數(shù)據(jù)畫在如圖2-2-2(a)的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，通過(guò)圖中各試驗(yàn)點(diǎn)作一直線貫穿期間，可知對(duì)數(shù)關(guān)系圖形是一直線，測(cè)得該直線傾角α=45°。從圖2-2-2(a)中可知，該直線的截距是lg445，該直線的斜率為tg45°，比較(2-3)式有：=445；=tg45°=1把和代入式(2-2)得：（2-7）這次取αp=1mm,其它試驗(yàn)條件同上，用測(cè)力儀測(cè)得Fc數(shù)據(jù)見表2-2-2。把表2-2-2數(shù)據(jù)畫在如圖2-2-2(b)的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，通過(guò)圖中各試驗(yàn)點(diǎn)作一直線貫穿期間，可知對(duì)數(shù)關(guān)系圖形也是一直線，并測(cè)得該直線傾角α=37°。從圖2-2-2(b)中可知，該直線的截距是lg151，該直線的斜率為tg37°，比較(2-5)式有：表2-2-2進(jìn)給量f(mm/r)0.10.20.30.4主車削力Fc(N)270470600750=151；=tg37°=0.75把和代入式(2-4)得：（2-8）綜合式（2-7）和（2-8）中Fc和αp、f之間的關(guān)系，即可求出Fc與αp和f的關(guān)系，即：由式（2-7）知，當(dāng)f=0.2mm/r時(shí)，F(xiàn)c=445αp（2-9）由式（2-8）知，當(dāng)αp=1mm/r時(shí)，F(xiàn)c=151f0.75（2-10）根據(jù)式（2-6）結(jié)構(gòu)，綜合式（2-9）和（2-10），則得Fc=αpf0.75（2-11）∵聯(lián)立解式（2-9）和（2-11）有：Fc=445αp=αpf0.75，再將f=0.2mm/r代入得到：445=(0.2)0.75∴==149再聯(lián)立解（2-10）和（2-11）式有：Fc=151f0.75=αpf0.75，再將αp=1mm代入又有：151=×1.∴=151考慮到試驗(yàn)時(shí)數(shù)據(jù)可能會(huì)有誤差，將所求得到的兩個(gè)取平均值，得到：=故得到主車削力Fc與αp和f的關(guān)系為：Fc=150αpf0.75式中150即為，它代表在該具體條件下，即αp=1，f=0.2時(shí)的切削力。以上是主車削力Fc的經(jīng)驗(yàn)公式的求法，按同樣方法也可以求出Fp和Ff的經(jīng)驗(yàn)公式。2.2.2影響車削力的因素影響車削力的因素很多，主要是工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)及刀具磨損等。工件材料的影響金屬切削理論表明，隨著被加工材料強(qiáng)度和硬度的提高，切削力會(huì)有所增加；對(duì)于強(qiáng)度和硬度相近的材料，因其塑性較大，則強(qiáng)化系數(shù)較大，與刀具間的磨擦系數(shù)和磨擦角也就較大，故切削力增加；在切削脆性材料時(shí)，切削被崩碎，塑性變形及切削與前刀面間的磨擦都很小，故其切削力一般低于塑性材料。切削用量的影響切削深度和進(jìn)給量切削深度αp或進(jìn)給量f加大均使切削力增大，但兩者的影響程度不同，金屬切削理論表明，αp增大時(shí)，切削力成正比增大，而f增大時(shí)，切削力不成正比增大，即當(dāng)αp增大一倍時(shí)，F(xiàn)c增大一倍,而f增大一倍時(shí)，F(xiàn)c只增大68—86％。切削速度加工塑性金屬時(shí)，在中速和高速下，切削力一般隨著切削速度的增大而減小，這重要是因?yàn)殡S著撕毀削速度v的增大將使切削溫度提高，在低速范圍內(nèi)，由于存在著積削瘤的產(chǎn)生與消失過(guò)程，所以切削速度對(duì)于切削力的影響會(huì)隨著積削瘤的產(chǎn)生與消失而波動(dòng)。在切削脆性材料時(shí)（如灰鑄鐵、鉛黃銅），因其塑性變形很小，切屑和前刀面的磨擦也很小，所以切削速度對(duì)切削力沒有顯著的影響。刀具幾何參數(shù)的影響前角前角γ0加大，被切金屬的變形減小，因此削力將顯著下降。一般加工塑性較大的金屬時(shí)，前角對(duì)切削力的影響比加工塑性較小的金屬更顯著。負(fù)倒棱在鋒利的切削刃上磨出適當(dāng)寬度的負(fù)倒棱，可以提高刃區(qū)的強(qiáng)度，從而提高刀具的使用壽命，但將使被切金屬的變形加大，使切削力有所增加。主偏角當(dāng)主偏角加大時(shí)，F(xiàn)p減小，F(xiàn)f加大。當(dāng)加工塑性金屬時(shí)，隨著主偏角Kr加大，F(xiàn)c減小，約在Kr=60—75°之間時(shí)，F(xiàn)c減小到最小，然后隨著主偏角Kr加大，F(xiàn)c又有所增大，F(xiàn)c的變動(dòng)范圍不大，無(wú)論減小或增大，都在10％以內(nèi)。主偏角Kr加大時(shí)，F(xiàn)p/Fc減小，F(xiàn)f/Fc加大。刃傾角刃傾角變化時(shí)，將改變合力F的方向，因而影響各分力的大小。刃傾角λs減小時(shí)，F(xiàn)p增大，F(xiàn)f減小。在非自由切削的情況下，刃傾角在10～-45°的范圍內(nèi)變化時(shí)，F(xiàn)c基本不變。5、刀尖圓孤半徑在一般的切削加工中，刀尖圓孤半徑對(duì)Fp和Ff的影響較大，對(duì)Fc的影響較小。當(dāng)?shù)都鈭A孤半徑在0.25—2mm范圍內(nèi)變化時(shí)，隨著刀尖圓孤半徑的加大，F(xiàn)p增大，F(xiàn)f減小，F(xiàn)c僅略有增大。2.2.3車削力的測(cè)量車削力的測(cè)量是研究金屬切削過(guò)程的一個(gè)重要手段，通過(guò)對(duì)切削力的測(cè)量和研究，可以判斷工件材料的切削加工性能，也機(jī)床設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，特別是在批量生產(chǎn)中，對(duì)于合理選擇刀具幾何參數(shù)及切削用量等生產(chǎn)工藝過(guò)程是具有非常重要的實(shí)際意義的。同時(shí)也有助于研究切削過(guò)程的物理本質(zhì)，為機(jī)床設(shè)計(jì)、工藝裝備設(shè)計(jì)和工藝規(guī)程的編制均能提供必要的原始資料。車削力的測(cè)量，一般是測(cè)量各車削分力。車削力的測(cè)量由三向車削測(cè)力儀來(lái)完成。三向車削測(cè)力儀由YDC-Ⅲ89型壓電式三向車削側(cè)力計(jì)、YE5850電荷放大器、DIN-50S型接線盒、PCI-9118DG數(shù)據(jù)采圖2-2-3壓電式三向車削測(cè)力計(jì)結(jié)構(gòu)圖集卡和計(jì)算機(jī)組成。下面首先介紹一下三向車削測(cè)力儀。YDC-Ⅲ89型壓電式車削側(cè)力計(jì)結(jié)構(gòu)及工作原理YDC-III89型壓電式三向車削測(cè)力計(jì)是由一個(gè)帶有彈性環(huán)的刀桿整體構(gòu)件和一個(gè)裝于其內(nèi)的壓電石英晶體三維力傳感器構(gòu)成，如圖2-2-3所示，頭部裝有活動(dòng)刀片，可以像普通車刀那樣安裝在刀架上車削工件。壓電石英晶體三維力傳感器有三對(duì)不同切型的石英晶片裝入殼體內(nèi)，其中一對(duì)采用具有縱向壓電效應(yīng)的切片，只能測(cè)量垂直的Z向力;而另外兩對(duì)晶片由于采用具有切向效應(yīng)的切型，且相互成900放置，因此可測(cè)X和Y方向的分力，這樣空間任何方向的力作用在傳感器上時(shí)，傳感器便能自動(dòng)地將力分解為空間相互正交的三個(gè)分力，即可以拾取到X、Y、Z三個(gè)方向的力信號(hào)。車削力測(cè)量系統(tǒng)組成及工作原理測(cè)力系統(tǒng)由壓電式三向車削側(cè)力計(jì)、電荷放大器、接線盒、PCI-9118DG數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成，壓電式三向車削側(cè)力計(jì)將切削力的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾傻拇笮〔⑹叭。儆呻姾煞糯笃鬟M(jìn)行放大，得到比例放大的模擬電壓信號(hào)，通過(guò)接線盒沿著ACL-10250連接電纜將模擬電壓信號(hào)送入已經(jīng)裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)的PCI-9118DG數(shù)據(jù)采集卡，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)力信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換后由計(jì)算機(jī)處理并顯示和讀取。切削力測(cè)量系統(tǒng)硬件連接切削力測(cè)量系統(tǒng)硬件連接原理如圖2-2-4。圖2-2-4車削力測(cè)量系統(tǒng)硬件連接原理圖YDC-Ⅲ89型壓電式車削側(cè)力計(jì)象普通車刀的安裝一樣，固定在刀架上。車削力測(cè)量系統(tǒng)硬件連接詳圖見圖2-2-5，壓電式車削測(cè)力計(jì)的三根信號(hào)線分別接于三個(gè)電荷放大器前面的Q輸入端，三根兩端帶有Q9接頭的放大器輸出線的一端分別連接每個(gè)電荷放大器后面的輸出端，而其中的另一端分別與接線盒上對(duì)應(yīng)Q9的接線柱相連，ACL-10250連接電纜再將接線盒與裝于計(jì)算機(jī)上的PCI-9118DG數(shù)據(jù)采集卡連接好，最后接上電源線方告接線完成。硬件安裝與連接還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1、測(cè)力計(jì)的安裝表面應(yīng)確保平整(與測(cè)力計(jì)的底面一樣需車削或刮研)和清潔，以防產(chǎn)生附加剪應(yīng)力使向間干擾增大。同時(shí)，測(cè)力計(jì)的刀尖應(yīng)與車床的回轉(zhuǎn)軸等高。2、電荷放大器使用前要調(diào)好靈敏度，預(yù)熱半小時(shí)。3、測(cè)力計(jì)和電荷放大器應(yīng)有可靠接地，最好設(shè)置專門的地線，使整個(gè)測(cè)力系統(tǒng)有圖2-2-5連接詳圖一個(gè)統(tǒng)一的地線。4、使用前，將測(cè)力計(jì)的輸出線短接放電，但千萬(wàn)不能將電荷放大器輸入端短接。5、電荷放大器未測(cè)試之前，應(yīng)始終處于復(fù)位狀態(tài)。四、切削力動(dòng)態(tài)測(cè)量顯示軟件系統(tǒng)的使用運(yùn)行車削力動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)桌面上雙擊切削力動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)圖標(biāo)，出現(xiàn)圖2-2-6所示的信號(hào)采集卡選擇界面，選擇PCI-9118按開始使用后出現(xiàn)圖2-2-7所示的切削力動(dòng)態(tài)測(cè)量顯示系統(tǒng)界面。圖2-2-6信號(hào)采集卡選擇界面2、執(zhí)行命令（完成正常測(cè)試步驟）①.信號(hào)采集方式的選擇如圖2-2-7點(diǎn)擊執(zhí)行命令下拉菜單，選擇低速連續(xù)測(cè)量；再點(diǎn)擊執(zhí)行命令下拉菜單，選擇動(dòng)態(tài)測(cè)量如圖2-2-8所示；這時(shí)將會(huì)看到圖2-2-9所示的對(duì)話框，在對(duì)話框中按著相應(yīng)的提示寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其中的采樣頻率為必填項(xiàng)，通常為100，三個(gè)方向報(bào)警閾值為必填項(xiàng)，通常為2021（因?yàn)闇y(cè)力儀的最大測(cè)力范圍為2021N），也可以按默認(rèn)值填寫后個(gè)別修改；確認(rèn)后再次點(diǎn)擊執(zhí)行命令下拉圖2-2-7切削力動(dòng)態(tài)測(cè)量顯示系統(tǒng)界面菜單，點(diǎn)擊獲取零點(diǎn)，屏幕彈出保存文件對(duì)話框如圖2-2-10，默認(rèn)為tmp.dat,則測(cè)試數(shù)據(jù)將保存在該文件下，如果鍵入文件新名稱，則測(cè)試數(shù)據(jù)將保存在新名稱文件下，這時(shí)信號(hào)采集方式的選擇完成圖2-2-8選擇測(cè)量方式界面圖2-2-9在線測(cè)試輸入對(duì)話框圖2-2-10保存數(shù)據(jù)文件對(duì)話框②.測(cè)試按開始測(cè)試按鈕即可執(zhí)行測(cè)試。這時(shí)在切削力與時(shí)間動(dòng)態(tài)顯示曲線圖形區(qū)有三色曲線顯示如圖2-2-11。同時(shí)測(cè)試按鈕灰化，終止按鈕激活。圖2-2-11動(dòng)態(tài)曲線顯示狀態(tài)③.結(jié)束測(cè)試按停止按鈕即可結(jié)束測(cè)試。系統(tǒng)將產(chǎn)生一個(gè)報(bào)告文件（report.txt）,匯總本次實(shí)驗(yàn)的基本條件和數(shù)據(jù)，可以打開查看，如果想保留它，請(qǐng)另取文件名，否則下次測(cè)試將覆蓋原來(lái)的內(nèi)容！系統(tǒng)將本次測(cè)量的數(shù)據(jù)文件存放在名為tmp.dat的文件中，如果想保留，按“請(qǐng)您注意保存測(cè)試記錄信息”提示框中的“是”按鈕并進(jìn)一步操作，否則按“否”按鈕即可。2.2.4車削力的測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)意義切削力的測(cè)量是研究金屬切削過(guò)程的一個(gè)重要手段，通過(guò)對(duì)切削力的測(cè)量和研究，可以判斷工件材料的切削加工性能。在實(shí)際生產(chǎn)中，特別是在批量生產(chǎn)中，對(duì)于合理選擇刀具幾何參數(shù)及切削用量等生產(chǎn)工藝過(guò)程是具有非常重要的實(shí)際意義的。同時(shí)也有助于研究切削過(guò)程的物理本質(zhì)，為機(jī)床設(shè)計(jì)、工藝裝備設(shè)計(jì)和工藝規(guī)程的編制均能提供必要的原始資料。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈮弘娛杰囅鱾?cè)力儀的工作原理、結(jié)構(gòu)及使用方法。利用三向車削側(cè)力儀測(cè)量切削用量與切削力的關(guān)系。學(xué)會(huì)測(cè)量切削力及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，求出車削力經(jīng)驗(yàn)公式。三、實(shí)驗(yàn)類性：驗(yàn)證型四、試驗(yàn)設(shè)備YDC-Ⅲ89型壓電式三向車削側(cè)力計(jì)YE5850電荷放大器DIN-50S型接線盒PCI-9118DG數(shù)據(jù)采集卡計(jì)算機(jī)CM6140車床五、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理及安裝=1\*GB2⑴、車床結(jié)構(gòu)車床的外形如圖2-2-12所示，由床身21、主軸箱19、主軸20、進(jìn)給箱22、刀架23、尾座24以及裝于保護(hù)罩內(nèi)的皮帶輪8等組成，操縱系統(tǒng)由主軸變速手柄1、2，進(jìn)給量調(diào)整手柄3、4，螺紋種類及絲杠、光杠變換手柄5，主軸正反轉(zhuǎn)操縱手柄6，刀架縱橫向自動(dòng)進(jìn)給手柄及快速移動(dòng)按鈕7，床鞍縱向移動(dòng)手輪9，圖2-2-12車床外形及傳動(dòng)系統(tǒng)操作布置圖下刀架橫向移動(dòng)手輪10，方刀架轉(zhuǎn)位及固定手柄11，上刀架移動(dòng)手柄12，尾座頂尖套筒固定手柄13，尾座快速緊固手柄14，尾座頂尖套筒移動(dòng)手柄15，急停按鈕16，電源總開關(guān)17，主電機(jī)控制按鈕18，等組成。=2\*GB2⑵、試件安裝與調(diào)整卸下卡盤，裝上撥盤，床頭床尾各裝上頂尖，將試件裝在兩頂尖之間，將測(cè)力儀刀頭裝在刀架上，將尾座的各個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)緊固好后，調(diào)整測(cè)力儀刀尖與主軸回轉(zhuǎn)中心處于水平位置。=3\*GB2⑶、測(cè)力儀測(cè)力儀的結(jié)構(gòu)、工作原理及安裝詳見前述。六、實(shí)驗(yàn)步驟1.按著上述，將測(cè)力計(jì)安裝在車床的刀架上，將試件裝在兩頂尖之間，調(diào)整測(cè)力儀刀尖與主軸回轉(zhuǎn)中心處于水平位置，緊固好尾座的各個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)。2.按著上述，將測(cè)力儀硬件系統(tǒng)連接好后，啟動(dòng)系統(tǒng)，然后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置。3、啟動(dòng)機(jī)床，設(shè)定好切削速度和走刀量，準(zhǔn)備測(cè)量。4、測(cè)量切削深度ap對(duì)切削力的影響固定刀具幾何角度、切削速度和走刀量，改變吃刀深度ap，進(jìn)行切削加工，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)得的Fc、Fp和Ff值填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告相應(yīng)表格中。5.測(cè)量走刀量f對(duì)切削力的影響固定刀具幾何角度、切削速度和吃刀深度，改變走刀量f，進(jìn)行切削加工，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)得的Fc、Fp和Ff值填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相應(yīng)表格中。6.測(cè)量切削速度v對(duì)車削力的影響固定刀具幾何角度、吃刀深度和走刀量，改變切削速度，進(jìn)行切削加工，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量各方向車削力，將測(cè)得的Fc、Fp和Ff值填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相應(yīng)表格中。七、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作前請(qǐng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教程的相關(guān)內(nèi)容，熟悉機(jī)床傳動(dòng)與操作。將測(cè)力儀刀桿牢牢地固定在刀架上，否則受力過(guò)大可能會(huì)造成刀桿的移動(dòng)，影響測(cè)量效果。將尾座的各個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)要緊固好，否則也會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)。測(cè)力儀刀柄處的安裝表面應(yīng)確保平整(與測(cè)力儀的底面一樣需車削或刮研)和清潔，以防產(chǎn)生附加剪應(yīng)力使向間干擾增大。電荷放大器使用前要調(diào)好靈敏度，預(yù)熱半小時(shí)。測(cè)力儀和電荷放大器應(yīng)有可靠接地，最好設(shè)置專門的地線，使整個(gè)測(cè)力系統(tǒng)有一個(gè)統(tǒng)一的地線。使用前，將測(cè)力儀的輸出線短接放電，但千萬(wàn)不能將電荷放大器輸入端短接。放大器未測(cè)試之前，應(yīng)始終處于復(fù)位狀態(tài)。八、數(shù)據(jù)處理，用作圖法求得車削力經(jīng)驗(yàn)公式1、將測(cè)量數(shù)據(jù)分別記錄于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相應(yīng)表格中，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上分別繪出主切削分力Fc與切削用量αp和f的關(guān)系曲線，其橫座標(biāo)為切削用量αp和f，縱座標(biāo)為主切削分力Fc；根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的直角座標(biāo)圖中繪出Fc、（Fp、Ff）-v曲線，并分析切削速度對(duì)切削力的影響。2、建立車削力經(jīng)驗(yàn)公式，分析ap，f對(duì)切削力Fc的影響。2.3切削刀具用金屬切削刀具切除工件上多余的金屬，從而使工件的形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量都合乎預(yù)定要求，因此金屬切削刀具是金屬切削過(guò)程非常重要的部分，是使工件的形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的非常重要的條件，認(rèn)識(shí)切削刀具是我們這節(jié)課程的主要任務(wù)。2.3.1刀具切削部分的基本定義一、刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素金屬切削刀具的種類雖然很多，但它們的切削部分的幾何形狀與參數(shù)都有著共性，即不論刀具的結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜它們的切削部分總是近似以外圓車刀的切削部分為基本形態(tài)，因此，在確定金屬切削刀具的切削部分幾何形狀的一般數(shù)語(yǔ)時(shí)，圖2-3-1刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素可以車刀切削部分為基礎(chǔ)。刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素如圖2-3-1所示，其定義和說(shuō)明如下：1、前刀面Aγ前刀面Aγ是切削流過(guò)的表面。如果前刀面是由幾個(gè)相互傾斜表面組成的，則可以從切削刃開始，依次把它們稱為第一前刀面Aγ1（有時(shí)稱為倒棱）、第二前刀面Aγ2等（見圖2-3-1）。還可以根據(jù)前刀面與主、副切削刃相毗鄰的情況區(qū)分：與主切削刃毗鄰的稱為主前刀面，與副切削刃毗鄰的稱為副前刀面。2、后刀面Aα后刀面Aα是與工件上新形成的過(guò)渡表面相對(duì)的刀具表面。同樣也可以分為第一后刀面Aα1（有時(shí)稱為刃帶）、第二后刀面Aα2等。與副切削刃毗鄰、與工件上已加工表面相對(duì)的刀面被稱為副后刀面A’α。同樣，副后刀面也可以分為第一副后刀面A’α1、第二副后刀面A’α2等。3、切削刃S切削刃是前刀面上直接進(jìn)行切削的邊鋒，有主切削刃S和副之S’分，如圖2-3-2所示。連接主副兩條切削刃之間的一小段切削刃可以是直線，也可以是圓孤，它常被稱為過(guò)渡刃（如圖2-3-3）。圖2-3-2有關(guān)術(shù)語(yǔ)的說(shuō)明圖2-3-3刀尖形狀4、刀尖刀尖是指主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)短的一部分切削刃。常用刀尖有三種，交點(diǎn)（點(diǎn)狀）刀尖、圓孤（修圓）刀尖和倒棱（倒角）刀尖。如圖2-3-3所示。二、刀具角度的參考系刀具切削部分必須具有合理的幾何形狀，才能保證切削加工的順利進(jìn)行和獲得預(yù)期的加工質(zhì)量。刀具切削部分的幾何形狀主要由一些刀面和刀刃的方位角度來(lái)表示，為了確定刀具這些角度，必須將刀具置于相應(yīng)的參考系里。按構(gòu)造參考系時(shí)所依據(jù)的切削運(yùn)動(dòng)的差異，參考系可分為刀具標(biāo)注角度參考系和刀具工作角度參考系。前者是由主運(yùn)動(dòng)方向確定的，而后者是由合成切削運(yùn)動(dòng)方向確定的?，F(xiàn)仍以車刀為例來(lái)加以說(shuō)明。1、刀具標(biāo)注角度參考系：構(gòu)成刀具標(biāo)注角度參考系的參考平面，通常有基平面、切削平面、主剖面、切削刃法剖面、進(jìn)給剖面和切深剖面。=1\*GB2⑴、基平面簡(jiǎn)稱基面，由Pr表示，基面是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面。通?；鎽?yīng)平行或垂直于刀具上制造、刃磨和測(cè)量時(shí)的某一安裝定位平面或軸線。=2\*GB2⑵、切削平面由Ps表示，切削平面是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，與切削刃S相切，并垂直于基面Pr的平面。=3\*GB2⑶、主剖面由Po表示，主剖面Po是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。=4\*GB2⑷、切削刃法剖面由Pn表示，切削刃法剖面Pn是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂直于切削刃的平面。=5\*GB2⑸、進(jìn)給剖面由Pf表示，進(jìn)給剖面Pf是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，平行于進(jìn)給方向并垂直于基面Pr的平面。=6\*GB2⑹、切深剖面由Pp表示，切深剖面Pp是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面Pr和進(jìn)給剖面Pf的平面。2、刀具工作角度參考系：上述刀具標(biāo)注角度參考系在定義基面時(shí)，都只是考慮主運(yùn)動(dòng)，不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在假定運(yùn)動(dòng)條件下確定的參考系。但刀具在實(shí)際使用時(shí)，這樣的參考系所確定的刀具角度往往不能確切反映切削加工的真實(shí)情形，只有用合成切削運(yùn)動(dòng)方向來(lái)確定參考系才符合切削加工的實(shí)際。由于篇幅所限，這里不再過(guò)多贅述，如有需求請(qǐng)參考相關(guān)書籍。三、刀具的標(biāo)注角度在刀具標(biāo)注角度參考系中所確定的切削刃與各刀面之間的方位角度被稱為刀具標(biāo)注角度。由于刀具角度的參考系沿切削刃各點(diǎn)可能是變化的，故所確定的各刀具角度均應(yīng)指明是切削刃選定點(diǎn)處的角度，凡未特殊注明的，則指切削刃上與刀尖毗鄰的那一點(diǎn)的角度。在切削刃是曲線或前、后刀面是曲面的情況下，定義刀具角度時(shí)，應(yīng)該用通過(guò)切削刃選定點(diǎn)的切線或切平面代替曲刃或曲面。以下還是通過(guò)普通車刀給諸標(biāo)注角度下定義，同時(shí)加以說(shuō)明。由于這些定義具有普遍性，因此也可以用于其它類型的刀具。主剖面參考系里的標(biāo)注角度將主剖面參考系中的參考平面Pr、Po和Ps按工程制圖規(guī)則移植在一平面上，便可得到圖2-3-4中R向（Pr）、S向（Ps）視圖和O-O剖面圖（Po）。在Pr、Po和Ps內(nèi)有如下一些標(biāo)注角度：=1\*GB2⑴、在主剖面Po內(nèi)的標(biāo)注角度：=1\*GB3①.前角γ0:在主剖面內(nèi)度量的基面Pr與前刀面Aγ的夾角。=2\*GB3②.后角α0：在主剖面內(nèi)度量的后刀面Aα與切削平面Ps的夾角。=3\*GB3③.楔角βo：在主剖面內(nèi)度量的后刀面Aα與前刀面Aγ的夾角。=2\*GB2⑵、在切削平面Ps內(nèi)的標(biāo)注角度：刃傾角λs：在切削平面內(nèi)度量的主切削刃S與基面Pr的夾角。=3\*GB2⑶、在基面Pr內(nèi)的標(biāo)注角度：=1\*GB3①.主偏角Κr:在基面Pr內(nèi)度量的切削平面Ps與進(jìn)給平面Pf間的夾角。它也是主切削刃S在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向間的夾角。=2\*GB3②.副偏角Κr’:在基面Pr內(nèi)度量的進(jìn)給平面Ps與副刀刃在基面上的投影間的夾角。=3\*GB3③.刀尖角εr:在基面Pr內(nèi)度量的切削平面Ps與副切削平面Ps’間的夾角。圖2-3-4車刀的標(biāo)注角度法剖面參考系里的標(biāo)注角度法剖面參考系和主剖面參考系的差別只在于剖面的不同，以法剖面Pn代替主剖面Po，主剖面參考系就變成法剖面參考系，因此只有法剖面的標(biāo)注角度和主剖面的標(biāo)注角度不相同，其余對(duì)應(yīng)角度是相同的。所以只需要定義法剖面Pn的標(biāo)注角度。=1\*GB2⑴、法前角γn：在法剖面內(nèi)度量的前刀面Aγ與基面Pr的夾角。=2\*GB2⑵、法后角αn：在法剖面內(nèi)度量的切削平面Ps與后刀面Aα的夾角。=3\*GB2⑶、法楔角βn：在法剖面內(nèi)度量的前刀面Aγ與后刀面Aα的夾角。進(jìn)給、切深剖面參考系里的標(biāo)注角度進(jìn)給、切深剖面參考系由基面Pr、進(jìn)給剖面Pf和切深剖面Pp構(gòu)成，Pr的定義同前述主剖面參考系。其它待定的有：=1\*GB2⑴、進(jìn)給剖面Pf：過(guò)切削刃上選定點(diǎn)平等行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面Pr的平面。=2\*GB2⑵、切深剖面Pp：過(guò)切削刃上選定點(diǎn)并垂直于基面Pr和進(jìn)給剖面Pf的平面。將進(jìn)給、切深剖面參考系的參考平面按工程制圖的規(guī)則移植到一個(gè)平面內(nèi)，便可得到圖2-3-4所示的R向視圖Pr、F-F(Pf)和P-P(Pp)剖面圖。本參考系基面內(nèi)的標(biāo)注角度與主剖面參考系基面內(nèi)的標(biāo)注角度相同，這里不再贅述。進(jìn)給剖面Pf內(nèi)標(biāo)注角度有進(jìn)給前角γf、進(jìn)給后角αf和進(jìn)給楔角βf；切深剖面內(nèi)的標(biāo)注角度有切深前角γf、切深后角αf和切深楔角βf。這些角度可以參照給主剖面參考系標(biāo)注角度下定義的方法加以定義。2.3.2刀具幾何角度測(cè)量刀具幾何角度是影響切削過(guò)程、切削力、切削熱及刀具耐用度的主要因素之一，在一定的切削條件下，刀具幾何角度的合理選擇就成為切削加工中的關(guān)鍵。由于各種類型刀具的幾何角度都可以車刀做為典型代表進(jìn)行分析，因此深入理解車刀的幾何角度、掌握車刀幾何角度的測(cè)量方法具有十分重要的意義。下面仍以車刀為例，對(duì)刀具的幾何角度進(jìn)行測(cè)量。一、測(cè)量?jī)x器各種不同的刀具測(cè)量要用不同的測(cè)量?jī)x器，萬(wàn)能車刀測(cè)角儀就是專門用于測(cè)量車刀幾何角度的專用儀器。1、萬(wàn)能車刀測(cè)角儀的結(jié)構(gòu)萬(wàn)能車刀測(cè)角儀的結(jié)構(gòu)如圖2-3-5所示。立柱1用螺紋固定在指示園盤6上，立柱上有方形螺紋和導(dǎo)向鍵槽，內(nèi)裝有導(dǎo)向鍵的導(dǎo)向鐵2可沿著立柱在垂直方向通過(guò)升降螺母5的轉(zhuǎn)動(dòng)上下移動(dòng)。扇形刻度盤3用螺釘將其固定在導(dǎo)向鐵2上，刻度盤上面刻度值為40o，每一小格為10，.每一大格為100，指針4用螺釘軸、彈簧墊圈固定在扇形刻度盤下端，它可以繞螺釘軸轉(zhuǎn)動(dòng)。指針下部為測(cè)頭，它的兩側(cè)面與底面相垂直。升降螺母5用方形螺紋與立柱螺接，并安裝在導(dǎo)向鐵下部，轉(zhuǎn)動(dòng)升降螺母時(shí)扇形刻度盤隨導(dǎo)向鐵上下移動(dòng)。指示園盤6又做為測(cè)角儀的底座，園盤上刻有刻度值，用來(lái)測(cè)量車刀主偏角和付偏角。刀臺(tái)7安裝在指示園盤的上面，可沿園盤中心轉(zhuǎn)動(dòng)，刀臺(tái)上開有兩條定位槽，用來(lái)安放平行檔鐵，平行檔鐵8下面用螺釘固定有兩條定向鍵，放在刀臺(tái)的定位槽內(nèi)并可沿定位槽移動(dòng)。小指針9用螺釘固定在刀臺(tái)的左下端，是用來(lái)指示刀臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的，被測(cè)刀具10緊靠平等擋鐵放置。2、萬(wàn)能車刀測(cè)角儀的使用測(cè)量時(shí)，首先將被測(cè)車刀放在刀臺(tái)上，并將刀柄貼靠在平行擋鐵上來(lái)進(jìn)行定圖2-3-5萬(wàn)能車刀測(cè)角儀結(jié)構(gòu)圖1——立柱2——導(dǎo)向鐵3——扇形刻度盤4——指針5——升降螺母6——指示圓盤7——刀臺(tái)8——平行擋鐵9——小指針10——車刀位。根據(jù)測(cè)量不同部位角度的不同，將刀柄的不同面帖靠在平行擋鐵上，通過(guò)移動(dòng)平行擋鐵、被測(cè)車刀和轉(zhuǎn)動(dòng)刀臺(tái)及旋轉(zhuǎn)升降螺母調(diào)整刻度盤（或指針）的高度來(lái)使刀頭的不同部位與指針的兩垂直邊或底水平邊及前平面緊密帖靠，這樣就能夠測(cè)量出車刀的不同角度。這里需要提醒的是，在無(wú)論被測(cè)車刀怎樣移動(dòng)，刀柄都要緊緊帖在平行擋鐵上，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。二、測(cè)量方法1、將車刀放在刀臺(tái)上并將刀柄側(cè)面與平行檔鐵靠緊。適當(dāng)調(diào)整平行擋鐵、被測(cè)車刀和轉(zhuǎn)動(dòng)刀臺(tái)及旋轉(zhuǎn)升降螺母調(diào)整刻度盤（或指針）的高度位置，使車刀的切削部分對(duì)應(yīng)帖靠于指針的不同測(cè)量部位，指針的前面與主切削刃密合時(shí)可測(cè)得主偏角，指針的前面與副切削刃密合時(shí)可測(cè)得付偏角，指針的側(cè)面與后刀面密合時(shí)(在主剖面內(nèi))可測(cè)得主后角，指針的側(cè)面與副后刀面密合時(shí)(在副剖面內(nèi))可測(cè)得副后角;指針的底邊與前刀面密合時(shí)(在主剖面內(nèi))可測(cè)得前角，指針的底邊與主切削刃密合時(shí)可測(cè)得刃傾角;如圖2-3-6所示。圖2-3-6圖2-3-6車刀角度測(cè)量示意圖2、在測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)指針由于刀頭高低不適宜時(shí)可調(diào)整升降螺母，使指針上下移動(dòng)，當(dāng)指針測(cè)量部位與車刀被測(cè)刀面或刀刃在方向上不適宜時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)刀臺(tái)，得到正確位置；當(dāng)車刀在刀臺(tái)上位置不適宜時(shí)，可與檔鐵在一起左右移動(dòng)，或向前后移動(dòng)刀體。3、測(cè)量g0、ao、ao、λS時(shí)，角度值在扇形刻度盤上讀出，測(cè)量Kg和K’g時(shí)，角度值在指示圓度盤上讀出。2.3.3刀具測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：車刀幾何角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，加深理解刀具標(biāo)注角度參考平面(基面、切削平面、主剖面、付剖面等)的空間位置及相互關(guān)系；2、加深了解車刀各刀面在刀具角度參考系中的位置及其與車刀幾何角度的關(guān)系；3、熟悉萬(wàn)能車刀測(cè)角儀測(cè)量原理，掌握車刀幾何角度的測(cè)量方法，進(jìn)一步加深理解車刀幾何角度及其在切削過(guò)程中的作用。三、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證型四、實(shí)驗(yàn)儀器及刀具1、萬(wàn)能車刀測(cè)角儀一臺(tái)。2、45°外園車刀、75°外園車刀、90°外園車刀和切斷車刀各一杷。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別對(duì)45°外園車刀、75°外園車刀、90°外園車刀和切斷車刀的g0、ao、ao、λS、Kg和K’g進(jìn)行測(cè)量，繪圖表標(biāo)注外園車刀和切斷刀各角度。六、測(cè)量運(yùn)用前面提到的測(cè)量方法對(duì)車刀的g0、ao、ao、λS、Kg和K’g進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的各角度值填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告表內(nèi)。七、作圖用圖2-3-6的表示形式，繪圖表示出外園車刀和切斷刀各標(biāo)注角度。答問(wèn)題敘述車刀各標(biāo)注角度的測(cè)量原理。第三章金屬切削機(jī)床3.1概述傳統(tǒng)的金屬切削機(jī)床包括有車床、銑床、鉋床、磨床、滾齒機(jī)、插齒機(jī)、磨齒機(jī)等等。盡管如今現(xiàn)代加工設(shè)備日新月異，但這些傳統(tǒng)的金屬切削機(jī)床由于投資成本低、生產(chǎn)成本低、操作相對(duì)容易掌握，至今仍然是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)械加工設(shè)備，是工業(yè)生產(chǎn)中的主力軍，目前世界上有80％以上的產(chǎn)品零件是用傳統(tǒng)加工機(jī)床完成的。本章講述的內(nèi)容主要就是通過(guò)以最最常用的車床為代表，借助于典型實(shí)驗(yàn)來(lái)概述金屬切削機(jī)床，為機(jī)床的設(shè)計(jì)和使用提供必要的支持，介紹相關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和使用以及完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的步驟和方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及實(shí)驗(yàn)圖表的制作等內(nèi)容。3.2機(jī)床幾何精度機(jī)床的加工精度是衡量機(jī)床性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)床精加工精度的日益提高，對(duì)機(jī)床要求的內(nèi)容也逐漸增多。影響機(jī)床加工精度的因素有很多，機(jī)床幾何精度就是影響機(jī)床加工精度非常重要的指標(biāo)之一。機(jī)床幾何精度包括機(jī)床上安裝工件或刀具的主要基面的幾何角度、機(jī)床上主要部件運(yùn)動(dòng)軌跡的精度、各基面間以及各基面與主要部件運(yùn)動(dòng)方向間的相互位置精度等。在幾何精度試驗(yàn)中，僅在運(yùn)動(dòng)部件處于幾個(gè)靜止位置進(jìn)行測(cè)量，或在非常緩慢的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。一、機(jī)床幾何精度檢驗(yàn)工作原理幾何精度檢驗(yàn)包括機(jī)床導(dǎo)軌的直線度、平行度和垂直度，工作臺(tái)面的平面度、機(jī)床各部件之間的垂直度、平行度和同軸度以及機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)精度、主軸或工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度等，是檢驗(yàn)實(shí)際形狀(或位置)相對(duì)理想形狀(或位置)的變動(dòng)量，而且在確定理想形狀的位置時(shí)，應(yīng)該使理想形狀與實(shí)際形狀相接觸并使二者之間最大距離為最小，圖3-1為機(jī)圖3-1機(jī)床導(dǎo)軌檢驗(yàn)原理床導(dǎo)軌檢驗(yàn)原理。二、機(jī)床導(dǎo)軌檢驗(yàn)機(jī)床導(dǎo)軌的直線度、平行度和垂直度，工作臺(tái)面的平面度、機(jī)床各部件之間的垂直度、平行度等是影響零件加工質(zhì)量、反映機(jī)床精度的重要指標(biāo)。機(jī)床導(dǎo)軌檢驗(yàn)通常采用滑板檢驗(yàn)法，檢驗(yàn)儀器通常有水平儀和自準(zhǔn)直儀等。下面首先介紹一下水平儀和自準(zhǔn)直儀的結(jié)構(gòu)和工作原理。=1\*GB4㈠、檢驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理1、水平儀的結(jié)構(gòu)和工作原理水平儀有條形、框形、合象等幾種，水平儀的主要部分是一個(gè)弧形玻璃管，它的內(nèi)壁研磨成100米左右的曲率半徑，如圖3-2所示。ab圖3-2水平儀弧形玻璃管結(jié)構(gòu)玻璃管內(nèi)充以少量對(duì)玻璃管壁附著力較小的乙醚之類液體，中間留一個(gè)氣泡，將兩端封固，并在管壁上刻有刻度(與曲率半徑相適應(yīng))。即在圖1-2(b)中式中：a一一玻璃管格值，一般a=2毫米;一一每格所對(duì)應(yīng)的偏角。當(dāng)4"r=103182毫米無(wú)論水平儀放在什么位置，玻璃管中的液面總是處于水平，氣泡總是向高處移動(dòng)，讀出氣泡兩端邊緣移動(dòng)的格數(shù)，即可求出相應(yīng)的高度差?？蚴剿絻x的刻度值有0.02/1000(4")和0.05/1000（10")兩種，0.02/1000表示將該水平儀放在1m長(zhǎng)的平尺上，在平尺右端墊起0.02毫米的高度，平尺便傾斜一個(gè)角度α，此時(shí)水平儀正好移動(dòng)一個(gè)刻度值，即水平儀連同平尺的傾斜角有如圖3-3的關(guān)系。在使用水平儀測(cè)量中，我們是將水平儀放在車床的導(dǎo)軌上，水平儀長(zhǎng)度有200、250和300mm等不同規(guī)格，現(xiàn)以250mm為例，那么由圖3-3有=0.00002和毫米圖3-3水平儀測(cè)量高度差原理圖此外在實(shí)際使用中水平儀也不一定移動(dòng)一格，例如移動(dòng)2格，那么把計(jì)算高度差的公式寫成通式則式中:L一一水平儀長(zhǎng)度，本實(shí)驗(yàn)所用水平儀為200mmn一一水平儀讀值格數(shù)；K一一所用水平儀刻度值精度，本實(shí)驗(yàn)所用水平儀為0.02。水平儀讀數(shù)的符號(hào)，習(xí)慣上規(guī)定:氣泡移動(dòng)方向和水平儀移動(dòng)方向相同時(shí)，讀數(shù)為正值、氣泡移動(dòng)方向和水平儀移動(dòng)方向相反時(shí)為負(fù)值。2、自準(zhǔn)直儀工作原理、結(jié)構(gòu)及使用①、儀器的成像原理圖3-4所示為自準(zhǔn)直儀光學(xué)系統(tǒng)。由照明燈泡6發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡5、濾光片4、投射到半反射鏡3，然后經(jīng)半反射鏡3反射后，照明置于物鏡1后焦面上的拉絲分劃板2，為此分劃板2經(jīng)物鏡成像在無(wú)限遠(yuǎn)處。如果物鏡前放置一個(gè)平圖3-4自準(zhǔn)直儀光學(xué)系統(tǒng)圖3-4自準(zhǔn)直儀光學(xué)系統(tǒng)圖面反射鏡11，則光線經(jīng)反射鏡11反射后重新進(jìn)入物鏡1并成像于物鏡1的焦面上，即分劃板2的位置上，這一自準(zhǔn)像經(jīng)半反射鏡3透射后由顯微物鏡7放大并成像在目鏡10的前焦面上，人眼通過(guò)目鏡即可觀察到拉絲分劃板以及它的自準(zhǔn)像。為了測(cè)量的目的，在目鏡9的前焦面上安置瞄準(zhǔn)分劃板8。瞄準(zhǔn)分劃板8上刻有雙夾線，并分別通過(guò)帶有螺距為lmm精密絲杠來(lái)推動(dòng)。每個(gè)絲桿分別與帶有100等分劃值的測(cè)微轉(zhuǎn)鼓相聯(lián)接。如果反射鏡11變化-個(gè)微小角α，則根據(jù)反射定律反肘角將改變2α角度。見測(cè)量原理圖3-5。反射角的角位移量經(jīng)物鏡轉(zhuǎn)換成為自準(zhǔn)象的直線位移量。 則圖3-5測(cè)角原理圖一一物鏡組合焦距圖3-5測(cè)角原理圖"一一常數(shù)=206265"該儀器中物鏡組合焦距為1031.324mm，因此當(dāng)測(cè)微鼓轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，測(cè)量分劃板以雙夾線移動(dòng)測(cè)微絲杠一個(gè)螺距即lmm，相當(dāng)于反射測(cè)量時(shí)1OO角秒的角位移。因?yàn)闇y(cè)微鼓上刻有l(wèi)00等份的刻線，測(cè)微鼓的格值即相當(dāng)于反射測(cè)量的1角秒的角位移值。②、儀器結(jié)構(gòu)儀器結(jié)構(gòu)如圖3-6示，主機(jī)由支架1和鏡管2兩大部分組成：圖3-6儀器結(jié)構(gòu)圖圖3-6儀器結(jié)構(gòu)圖支架由三個(gè)調(diào)平螺釘3支撐，支架中部備有一個(gè)調(diào)平指示水泡4，支架兩端的支臂上用銷釘5聯(lián)接兩個(gè)壓環(huán)6，使鏡管牢固地固定在支架上。鏡管的前端由螺紋聯(lián)接一準(zhǔn)直物鏡筒7，旋進(jìn)或旋出該物鏡筒可以使物鏡焦面調(diào)至拉絲分劃板位置重合。準(zhǔn)直物鏡與拉絲分劃板中間安置了一個(gè)光欄9。拉絲分劃板座可由四顆頂絲10調(diào)整中心位置，可以方便地使光管視軸調(diào)至與鏡管軸線平行。鏡管的上方固定有照明光源組件11·照明燈具有可調(diào)機(jī)構(gòu)，可以使現(xiàn)場(chǎng)照明調(diào)至最亮最均勻的狀態(tài)。在鏡管的后端固定有測(cè)量顯微鏡組件12，該組件前面通過(guò)螺紋聯(lián)接一顯微物鏡座13，調(diào)整顯微物鏡的位置即可調(diào)整物鏡的放大倍率，也就調(diào)整了儀器的視值誤差。顯微鏡組件的后面固定有測(cè)微目鏡14，是保證儀器精度的核心部分。整個(gè)顯微鏡組件可做前后位置的調(diào)整，以保證拉絲分劃板像面與測(cè)微目鏡分劃板像面的重合，同時(shí)該組件還可以在在鏡筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)調(diào)整，以達(dá)到拉絲分劃板線與測(cè)微目鏡雙夾線調(diào)至平行的目的，顯微鏡組件位置調(diào)整好后由鏡管側(cè)面的頂絲15固緊。鏡管外圓經(jīng)過(guò)精磨拋光鍍鉻，可作為儀器本身調(diào)整的基準(zhǔn)，也可以用來(lái)做為固定某些附件的基準(zhǔn)。鏡管可在支架上做900的旋轉(zhuǎn)并由可調(diào)頂絲定位。③、雙向自準(zhǔn)直測(cè)微儀操作及使用將照明燈接通6v變壓器，在自準(zhǔn)直儀前放置一平面反射鏡，調(diào)整目鏡視度直至看清視場(chǎng)中的雙夾線為止。此時(shí)如果照明不均勻應(yīng)稍松開照明燈背帽，調(diào)整燈泡的位置使照明均勻后將背帽鎖緊。微調(diào)支架調(diào)平螺釘，使從反射鏡反射回的自準(zhǔn)像大致移到視場(chǎng)中央位置。然后來(lái)回微動(dòng)反射鏡座，觀察自準(zhǔn)像的掃描方向是否與視場(chǎng)中拉絲分劃線的橫線平行，如不平行應(yīng)調(diào)整支架后面的兩個(gè)調(diào)平螺釘，一個(gè)升高而另一個(gè)下降同樣的量，以保證自準(zhǔn)像在視場(chǎng)中央的位置大致不變。以上各步驟完成后即可進(jìn)行正式的測(cè)量工作。本實(shí)驗(yàn)用的自準(zhǔn)直測(cè)微儀是雙的，垂直方向的測(cè)微鼓用來(lái)測(cè)量垂直方向的直線度；水平方向的測(cè)微鼓用來(lái)測(cè)量水平方向的直線度。在測(cè)量時(shí)，首先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微圖3-7自準(zhǔn)直測(cè)微儀視場(chǎng)情況及讀數(shù)機(jī)構(gòu)鼓使雙夾線夾住反射鏡的自準(zhǔn)像讀取一數(shù)據(jù)見圖3-7。當(dāng)移動(dòng)反射鏡后，反射鏡的自準(zhǔn)像會(huì)有微小的變化后，再重新轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓使雙夾線夾住變化后的自準(zhǔn)像讀取數(shù)據(jù)，兩次讀數(shù)之差即為反射鏡的角度變化量。其讀數(shù)方法與千分尺讀數(shù)方法相似。=2\*GB4㈡、機(jī)床導(dǎo)軌檢驗(yàn)方法機(jī)床導(dǎo)軌檢驗(yàn)方法根據(jù)檢驗(yàn)儀器不同，檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)精度也有差別，通常自準(zhǔn)直儀比水平儀的檢驗(yàn)精度要高。下面分別介紹用水平儀和自準(zhǔn)直儀檢驗(yàn)機(jī)床導(dǎo)軌的檢驗(yàn)方法。1、用水平儀檢驗(yàn)的方法=1\*GB2⑴、調(diào)整水平儀在檢驗(yàn)之前，首先調(diào)整水平儀，使之氣泡處在正確的水平位置。調(diào)整方法如下：首先將水平儀放在車床導(dǎo)軌的尾端（0位點(diǎn)），記下氣泡的位置，然后原地掉轉(zhuǎn)180°，看氣泡是否仍在原位，如不在，調(diào)整水平儀的水平調(diào)整螺釘，使之恢復(fù)到原位，反復(fù)調(diào)整直到氣泡處在正中央為止。=2\*GB2⑵、機(jī)床導(dǎo)軌檢驗(yàn)將床身導(dǎo)軌按水平儀長(zhǎng)度劃分成若干段，把水平儀按縱向放在導(dǎo)軌的零位上，記下這一位置水平儀的讀數(shù)及符號(hào)（一般總是把水平儀在起始位置的讀數(shù)作為零位），然后首尾相接逐段依次移動(dòng)水平儀，每移動(dòng)一次記錄一次水平儀的讀數(shù)及符號(hào)，并將所測(cè)數(shù)值填入表3-1。=3\*GB2⑶、數(shù)據(jù)整理根據(jù)表3-1中的檢測(cè)數(shù)值，用特定的高度差計(jì)算通式分別計(jì)算出各段的高度用水平儀檢驗(yàn)導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度數(shù)據(jù)表3-1導(dǎo)軌分段Li距0位距離(mm)水平儀讀數(shù)（ni格）Li段的高度差Hi=0.004ni（mm）累積高度差H=（mm）L1000L2200L3400L4600L5800L61000L71200L81400L91600L101800L112021L122200H(mm)H(mm)LLi010020030040050060070080090010001100010020030040050060070080090010001100圖3-8水平儀檢驗(yàn)導(dǎo)軌直線度誤差曲線差，再表3-1中的累積高度差計(jì)算式將各段高度差逐段相加，計(jì)算出累積高度差。=4\*GB2⑷、作圖以每段的累積高度差為縱座標(biāo)，以每段端點(diǎn)的位置為橫座標(biāo)在圖3-8上標(biāo)出各坐標(biāo)點(diǎn)。連結(jié)各點(diǎn)的曲線即為誤差曲線，連結(jié)曲線兩端點(diǎn)，曲線上各點(diǎn)到兩端點(diǎn)連線的最大距離即為該點(diǎn)的直線度誤差。=5\*GB2⑸、測(cè)量注意事項(xiàng)使用水平儀時(shí)要注意溫度對(duì)汽泡位置的影響，防止直接對(duì)氣泡呼吸。2、用自準(zhǔn)直儀檢驗(yàn)的方法=1\*GB2⑴、自準(zhǔn)直儀安放與調(diào)整將自準(zhǔn)直測(cè)微儀放在支架上或平臺(tái)上，反射鏡放在過(guò)橋上，過(guò)橋置于車床導(dǎo)軌的尾端（0位點(diǎn)），調(diào)整支架高度和反射鏡的左右位置，使之從目鏡中能看到反射十字線像為止，調(diào)整自準(zhǔn)直測(cè)微儀的支承螺絲，使基準(zhǔn)十字線處于正確位置，調(diào)整測(cè)微目鏡使黑色十字線處于正確位置。=2\*GB2⑵、檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)自準(zhǔn)直儀水平方向的測(cè)微鼓，使雙夾線夾住反射鏡的自準(zhǔn)像，讀取水平面內(nèi)的初始角度值；同理，轉(zhuǎn)動(dòng)垂直方向的測(cè)微鼓，讀取垂直面內(nèi)的初始角度值β1，將測(cè)得的數(shù)據(jù)分別記入表3-2中；記錄完0位點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)后，通過(guò)拖架推動(dòng)過(guò)橋并聯(lián)同放在過(guò)橋上的反射鏡一起從0位點(diǎn)出發(fā)，向車床的首端移動(dòng)，每隔100mm設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，這樣就有第一段L1、第二段L2……第n段Ln依次移動(dòng)，每移動(dòng)一段，反射鏡的自準(zhǔn)像都可能偏離雙夾線，再次轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓，使雙夾線夾住反射鏡的自準(zhǔn)像，又可以分別讀取角度值和β2、、和β3……和βn，將測(cè)得的數(shù)據(jù)分別記入表3-2中，以此類推，直到測(cè)量完最后一組數(shù)據(jù)。=3\*GB2⑶、數(shù)據(jù)整理 根據(jù)表3-2中的檢測(cè)數(shù)值，并按著表3-2中提供的計(jì)算式分別計(jì)算在段Li-Li-1中的線量變化和在Li段中累積的線量變化。=4\*GB2⑷、作圖以每段的累積線量變化為縱座標(biāo)，以每段端點(diǎn)的位置為橫座標(biāo)，分別在圖3-9和3-10上作車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的直線度誤差曲線圖，連結(jié)各點(diǎn)的曲線即為誤差曲線。連結(jié)曲線兩端點(diǎn)，曲線上各點(diǎn)到兩端點(diǎn)連線的最大距離即為該點(diǎn)的直線度誤差。=5\*GB2⑸、測(cè)量注意事項(xiàng)因?yàn)樽詼?zhǔn)直測(cè)微儀是精密測(cè)量?jī)x器，任何風(fēng)或輕微震動(dòng)都可能影響測(cè)量效果，因此在作實(shí)驗(yàn)時(shí)，不要觸及擺放測(cè)微儀的工作臺(tái)，并盡可能關(guān)閉門窗。用自準(zhǔn)直儀檢驗(yàn)導(dǎo)軌直線度數(shù)據(jù)表3-2導(dǎo)軌分段Li距0位距離(mm)自準(zhǔn)直儀讀數(shù)鼓讀數(shù)（角度值）在段Li-Li-1中的線量變化（mm）第Li段的累積線量變化（mm）水平面ai(〞)垂直平面βi(〞)水平面10-3垂直平面10-3水平面h=垂直平面H=L100000L2100L3200L4300L5400L6500L7600L8700L9800L10900L111000L121200L131400L141600hhLLi010020030040050060070080090010001100010020030040050060070080090010001100圖3-9自準(zhǔn)直儀檢驗(yàn)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差曲線HHLLi010020030040050060070080090010001100010020030040050060070080090010001100圖3-10自準(zhǔn)直儀檢驗(yàn)導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差曲線3.3機(jī)床幾何精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)名稱：車床幾何精度測(cè)量二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜C(jī)床幾何精度檢驗(yàn)的內(nèi)容、原理、方法、步驟和儀器使用以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差曲線的繪制。從而了解被檢驗(yàn)機(jī)床的幾何精度狀況以及它與加工精度的關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)類性：驗(yàn)證型四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1、車床（床身一米以上）一臺(tái)2、框式水平儀一只3、自準(zhǔn)直測(cè)微儀一臺(tái)五、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)分別用水平儀和自準(zhǔn)直測(cè)微儀兩種方法來(lái)測(cè)量，測(cè)量方法和注意事項(xiàng)參照3.2節(jié)。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理根據(jù)分別用水平儀和自準(zhǔn)直測(cè)微儀兩種測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果，分別進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)整理。1.在用水平儀測(cè)量方法中，用表特定的高度差計(jì)算通式分別計(jì)算出各段的高度差，然后用累積高度差計(jì)算式將各段高度差逐段相加，并記錄于表格中。2.在用自準(zhǔn)直測(cè)微儀測(cè)量方法中，分別計(jì)算在段Li-Li-1中的線量變化和在Li段中累積的線量變化并并記錄于表格中。七、作圖根據(jù)分別用水平儀和自準(zhǔn)直測(cè)微儀兩種測(cè)量方法的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果，分別作圖。1.在用水平儀測(cè)量方法中，以每段的累積高度差為縱座標(biāo)，以每段端點(diǎn)的位置為橫座標(biāo)，在坐標(biāo)圖上作圖，連結(jié)各點(diǎn)的曲線即為誤差曲線，連結(jié)曲線兩端點(diǎn)，曲線上各點(diǎn)到兩端點(diǎn)連線的最大距離即為該點(diǎn)的直線度誤差。2.在用自準(zhǔn)直測(cè)微儀測(cè)量方法中，以每段的累積線量變化為縱座標(biāo)，以每段端點(diǎn)的位置為橫座標(biāo)，分別在坐標(biāo)圖上作車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的直線度誤差曲線圖，連結(jié)各點(diǎn)的曲線即為誤差曲線，連結(jié)曲線兩端點(diǎn)，曲線上各點(diǎn)到兩端點(diǎn)連線的最大距離即為該點(diǎn)的直線度誤差。八、思考題根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析用該車床車制出的零件將會(huì)有什么樣的結(jié)果？是否會(huì)有規(guī)律可尋？3.4機(jī)床空載功率機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)空載功率損耗與傳動(dòng)系統(tǒng)的安排和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密相聯(lián)，在機(jī)床設(shè)計(jì)中，如何考慮功率損耗、如何更合理地設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)確定機(jī)床主電機(jī)功率均是非常重要的，是機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中非常重要的基本參數(shù)。一、機(jī)床空載功率的概念機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率，包括主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給系統(tǒng)的空載功率損耗，即在無(wú)切削負(fù)荷時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)所有運(yùn)動(dòng)零件的機(jī)械摩擦損耗功率，攪油和克服空氣阻力損耗功率的總和。機(jī)械摩擦發(fā)生在皮帶與皮帶輪之間、齒輪嚙合面之間、撥叉與齒輪端面之間、絲杠與螺母之間以及導(dǎo)軌面之間，空載機(jī)械摩擦損耗主要取決于摩擦面的種類和制造裝配的質(zhì)量、摩擦面上空載時(shí)的作用力(由于傳動(dòng)件的質(zhì)量、偏心質(zhì)量、軸預(yù)的予緊力)以及摩擦系數(shù)和相對(duì)速度，攪油功率消耗主要決定于傳動(dòng)件的種類、尺寸的大小、浸油深度、油的粘度、溫度和傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速等。二、機(jī)床空載功率測(cè)量1、測(cè)量工作原理機(jī)床空載功率可以通過(guò)測(cè)量交流電功率來(lái)實(shí)現(xiàn)，由電工學(xué)得知，交流電功率是根據(jù)來(lái)決定的，它不僅與電壓、電流有關(guān)，同時(shí)也和電壓與電流之間的相角差有關(guān)。在三相三線制中，交流電功率廣泛采用兩瓦特表法來(lái)測(cè)量三相的電功率，不論三相負(fù)載對(duì)稱與否，也不論負(fù)載是Y形接法還是形接法，此法均適用。由電工學(xué)原理可知，當(dāng)負(fù)載為Y形接法無(wú)中線時(shí)，第一瞬時(shí)三個(gè)電流之和必為零，即：那么三相電路的瞬時(shí)功率為由此可知，三相電路的瞬時(shí)功率可看作兩個(gè)瞬時(shí)功率之和。對(duì)于負(fù)載為形接法時(shí)也可以得到同樣的結(jié)果，用功率表測(cè)量的接線原理如圖3-11所示。除了用功率表測(cè)圖3-11接線原理圖量外，用電壓表和電流表分別測(cè)量任意兩項(xiàng)的電壓和電流也是可以完成的，只是測(cè)量結(jié)果需要計(jì)算。由于篇幅所限，這里不再贅述。測(cè)量用儀器設(shè)備由前面的公式和接線原理都可知，要想完成機(jī)床空載功率的測(cè)量，首先要測(cè)出三相電路中的兩項(xiàng)功率，因此需要兩塊功率表或電壓表和電流表各兩只，當(dāng)然，表的結(jié)構(gòu)無(wú)論是指針式還是數(shù)顯式均是可以的。本書選用測(cè)量用儀器、設(shè)備如下：=1\*GB2⑴、車床一臺(tái)。=2\*GB2⑵、M16型交流成套數(shù)顯儀表兩只。3、測(cè)量用儀表工作原理和結(jié)構(gòu)=1\*GB2⑴、工作原理M16型交流成套數(shù)顯儀表采用單片機(jī)為控制元件，實(shí)現(xiàn)電流、電壓、功率的轉(zhuǎn)換和測(cè)量，工作原理框圖見圖3-12圖3-12M16型交流成套數(shù)顯儀表工作原理框圖=2\*GB2⑵、結(jié)構(gòu)儀表面板見圖3-13，由電流接線柱I、電壓接線柱U、電源開關(guān)、LCD顯示器和測(cè)量按鈕組成，電流、電壓和功率測(cè)量的轉(zhuǎn)換由各自觸摸按鍵實(shí)現(xiàn)。圖3-13儀表面板圖=3\*GB2⑶、M16型交流成套數(shù)顯儀表的連接儀表連接前，首先檢查機(jī)床的電源，確保機(jī)床電源已經(jīng)斷電時(shí)方可進(jìn)行連接操作，否則容易發(fā)生觸電事故，連接方法見圖3-14。接線連接好后，請(qǐng)仔細(xì)檢查，確保無(wú)誤并請(qǐng)指導(dǎo)教師確認(rèn)后方可送電和繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖3-14接線圖=4\*GB2⑷、M16型交流成套數(shù)顯儀表的使用接通儀表電源，打開儀表電源開關(guān)，按”測(cè)量”鍵，LCD顯示器周邊出現(xiàn)”△”邊框后，按電壓鍵顯示器顯示電壓值，按電流鍵顯示器顯示電流值，按功率鍵顯示器顯示功率值。當(dāng)LCD顯示器出現(xiàn)亂碼無(wú)法正常工作時(shí)按復(fù)位鍵后便能正常使用。使用時(shí)還應(yīng)注意以下注意事項(xiàng)：A.接線過(guò)程中應(yīng)確保在無(wú)電下工作。B.接線連接好并反復(fù)檢查無(wú)誤后，再檢查接線板上的雙聯(lián)開關(guān)是否閉合，在確保雙聯(lián)開關(guān)閉合后，方能給機(jī)床送電，此舉是防止機(jī)床的啟動(dòng)電流過(guò)大燒壞儀表，同時(shí)此雙聯(lián)開關(guān)又可實(shí)現(xiàn)機(jī)床在非測(cè)量姿態(tài)下正常工作。3.5機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)空載功率測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)名稱：機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)空載功率測(cè)量二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)空載功率損耗與傳動(dòng)系統(tǒng)的安排和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的聯(lián)系。學(xué)習(xí)如何更合理地設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)。2、學(xué)習(xí)在確定機(jī)床主電機(jī)功率時(shí)，如何考慮功率損耗。3、學(xué)習(xí)機(jī)床空載功率的測(cè)定方法和儀器的使用。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電動(dòng)機(jī)空載功率P0。2、主傳動(dòng)系統(tǒng)在各級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)的空載功率Pz。3、在最大進(jìn)給量的條件下，機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)在各級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)的空載功率Pzj。四、實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)型五、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備和儀器1、車床一臺(tái)。2、M16型交流成套數(shù)顯儀表兩只。六、實(shí)驗(yàn)操作步驟1、準(zhǔn)備工作1)熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案原理圖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案原理圖寫出實(shí)驗(yàn)操作步驟。2)熟悉機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和操縱手柄。3）實(shí)驗(yàn)操作前，明確分工。2、實(shí)驗(yàn)操作①.接線，根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)方案，參照前述的接線方法和注意事項(xiàng)進(jìn)行接線。②.卸掉皮帶輪上三角皮帶。③.合上機(jī)床電源開關(guān)，啟動(dòng)機(jī)床，啟動(dòng)機(jī)床前合上雙聯(lián)開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后，斷開雙聯(lián)開關(guān)，按著儀表使用介紹的方法，分別測(cè)量并記錄電機(jī)的兩組任意兩項(xiàng)間的功率損耗數(shù)據(jù)P01和P02，填寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的功率測(cè)定記錄表的電動(dòng)機(jī)自身功率損耗項(xiàng)中，并計(jì)算出電動(dòng)機(jī)自身功率損耗P0。④.斷開機(jī)床電源開關(guān)，裝上皮帶，然后再合上機(jī)床電源開關(guān)，同樣，啟動(dòng)機(jī)床前合上接線板上的雙聯(lián)開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后再斷開雙聯(lián)開關(guān)，開動(dòng)機(jī)床使機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘后，首先測(cè)量變速箱油面高度填寫于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的功率測(cè)定記錄表中，然后按著儀表使用介紹的方法，作以下各項(xiàng)測(cè)量：A.脫開進(jìn)給系統(tǒng)使主軸從低速到高速依次測(cè)量電機(jī)實(shí)際功率Pz1和Pz2記錄于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的功率測(cè)定記錄表中。B.接上主軸再同時(shí)接上進(jìn)給系統(tǒng)，重復(fù)上述測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果Pzj1和Pzj2記錄于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的功率測(cè)定記錄表。3、數(shù)據(jù)處理分別求解電動(dòng)機(jī)的空載功率（即P01+P02的值P0）和不同轉(zhuǎn)速下主傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率（即Pz1+Pz2的代數(shù)值Pz）、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率（即Pzj1+Pzj2的代數(shù)值Pzj）、進(jìn)給系統(tǒng)的空載功率（即Pzj—Pz的差值）以及進(jìn)給系統(tǒng)空載功率與機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率的百分比（即）填寫于功率測(cè)定記錄表。七、作圖以主軸轉(zhuǎn)速n為橫坐標(biāo)，主傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率（即Pz1+Pz2的代數(shù)值Pz）、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率（即Pzj1+Pzj2的代數(shù)值Pzj）、進(jìn)給系統(tǒng)的空載功率（即Pzj—Pz的差值）為縱坐標(biāo)，在圖5上作轉(zhuǎn)速與空載功率關(guān)系曲線。以主軸轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，進(jìn)給系統(tǒng)空載功率與機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率的百分比（即）為縱坐標(biāo)，在圖6上作主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)空載功率與機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率百分比的關(guān)系曲線。八、分析思考1、進(jìn)給系統(tǒng)空載功率占機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率的比例多大?為什么?2、通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，對(duì)于機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有那些指導(dǎo)意義?第四章機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝4.1概述機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝就是機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的全過(guò)程，它涉及的面比較廣，是保證產(chǎn)品質(zhì)量非常重要的技術(shù)保障。影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、原材料的選擇、加工設(shè)備的選擇、加工方法的選擇，乃至工裝的設(shè)計(jì)與制造、工步的設(shè)計(jì)、運(yùn)輸與搬運(yùn)等等，無(wú)一不影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量，然而零件加工又是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基本保障，因此，加工機(jī)床是研究機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝中的重要內(nèi)容。4.2機(jī)床靜剛度靜剛度是評(píng)價(jià)機(jī)床性能的主要指標(biāo)之一，也是被加工零件的精度和表面質(zhì)量的重要保障，它在很大程度上決定了機(jī)床的生產(chǎn)率，同時(shí)又是產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中必需要結(jié)合起來(lái)考慮的重要內(nèi)容。機(jī)床靜剛度K可以用下式表示：K=(N/μm)式中：F__作用在機(jī)床上的靜載荷(N)，δ__在載荷方向上的變形(μm)作用在機(jī)床上的靜載荷有：切削力、傳動(dòng)力、磨擦力、部件本身和工件的重力以及夾緊力等。上述這作用些力的大小、位置和方向不同時(shí)，所引起的變形也不一樣。因受載荷而引起的變形，從性質(zhì)上來(lái)說(shuō)，可以是機(jī)床零、部件的自身變形和局部變形，也可以是部件接合面間的接觸變形。在零、部件的自身變形中，又可分為拉、壓、彎、扭的不同形式，這些形式的變形引起了線位移或角位移。因接觸變形引起的位移也可分為線位移或角位移。在研究機(jī)床的剛度時(shí)，為了能更清楚地分析剛度對(duì)加工精度的影響，一般也常將一臺(tái)機(jī)床的綜合剛度K定義為法向切削力Fy與垂直加工表面的刀具和工件間相對(duì)位移y之比，即：K=因?yàn)闄C(jī)床由許多部件組成的，所以一臺(tái)機(jī)床的綜合剛度與其各部件的剛度有關(guān)，即刀具與工件之間的總相對(duì)位移是由各部件變形所引起的刀具與工件之間的相對(duì)彈性位移綜合組成。綜合剛度能夠用來(lái)評(píng)定和比較機(jī)床作為一個(gè)整體的剛度但是卻不能用來(lái)分析各部件剛度在其中的影響程度。為了能得到主要零部件的變形對(duì)綜合剛度的影響，找出其中的薄弱環(huán)節(jié)，給機(jī)床的新設(shè)計(jì)或改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，以便使所設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)能夠提高性能，又使材料的利用率更加合理，就要對(duì)彈性位移分配進(jìn)行分析。在分析機(jī)床的彈性位移分配時(shí)，首先要測(cè)出機(jī)床的受力以后，測(cè)出各主要部件的變形量，并計(jì)算出這些部件的變形量所引起的刀具與工件之間的相對(duì)位移。如以刀具與工件之間的總相對(duì)位移量為100，即可計(jì)算出各部件所引起的分位移量在總位移量中所占的百分比。這樣就可以找出影響機(jī)床靜剛度的主要薄弱環(huán)節(jié)。上述的彈性移分配只是分析了各主要部件的彈性位移量在刀具與工件之間總相對(duì)位移中所占的比重，一般稱為粗略彈性位移分配。但是引起一個(gè)部件位移的，既有部件的自身變形量和局部變形量，也有部件接觸面間的接觸變形，這里既有部件本身結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，也有機(jī)床制造質(zhì)量上的問(wèn)題。為了弄清這些問(wèn)題，使提高機(jī)床性能的方向更加明確，就需要進(jìn)一步分析每個(gè)部件彈性位移的組成，即分析它們的自身變形和接觸變形等，從而組成更詳細(xì)的部件或機(jī)床的彈性位移分配，一般稱為詳細(xì)彈性位移分配。綜上所述，機(jī)床靜剛度是通過(guò)加載和測(cè)量變形量的方法，求出機(jī)床靜剛度的數(shù)值，用來(lái)評(píng)價(jià)和比較機(jī)床的性能，并通過(guò)分析機(jī)床各主要部件的變形類性、變形特點(diǎn)及其對(duì)剛度影響，找出薄弱環(huán)節(jié)，為進(jìn)一步提高機(jī)床性能提供依據(jù)。機(jī)床靜剛度試驗(yàn)的主要內(nèi)容就是求出機(jī)床及其部件的靜剛度特性曲線，由此計(jì)算出機(jī)床及其部件的剛度數(shù)值，分析其變形特點(diǎn)，求出機(jī)床彈性位移分配，并由此找出機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)。4.3機(jī)床靜剛度的試驗(yàn)內(nèi)容一、受力和變形分析在進(jìn)行試驗(yàn)前，首先應(yīng)對(duì)機(jī)床系統(tǒng)受力和變形情況作一單間分析，以便確定各主要部件移測(cè)量點(diǎn)的布置。在分析時(shí)，首先根據(jù)機(jī)床的載荷條件，分析機(jī)床主要部件的受力和支承反力系，研究這些力的大小、方向和作用位置以及某些接合面間應(yīng)力的分布狀況，根據(jù)主要部件的受力情況分析基變形形態(tài)以及彈性位置的情況，就可以分析機(jī)床系統(tǒng)在變形中，哪些是主要影響機(jī)床加工精度的變形項(xiàng)目，哪些變形對(duì)機(jī)床加工精度影響不大。由此即可以確定彈性位移測(cè)量點(diǎn)的布置。由于篇幅的限制，這里不再贅述，要想進(jìn)一步了解更多情況，請(qǐng)查閱相關(guān)書籍。加載在試驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)整機(jī)床處于可以工作狀態(tài)，固定按合面（如主軸箱與床身間的等）應(yīng)當(dāng)緊固，在機(jī)床工作時(shí)不動(dòng)的部位（如刀架的回轉(zhuǎn)部分、橫梁、升降臺(tái)和尾架等）應(yīng)當(dāng)夾緊，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接部分（如刀架、工作滑枕的壓板和鑲條等），應(yīng)當(dāng)調(diào)整好，運(yùn)動(dòng)部件（如刀架、工作臺(tái)、尾架等）于一種或幾種比較典型的工作位置。加載方法可以用重力加載或彈性加載，重力加載適用于試驗(yàn)移動(dòng)部件在不同位置時(shí)因生力而引起的變形情況，在作實(shí)物試驗(yàn)時(shí)，重力加載即可利用機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件本身的重量。例如，可使工作部件處于中間及兩極限位置等不同位置，測(cè)量并分析因重力而引起的變形情況。彈性加載適用于模擬機(jī)床內(nèi)部系統(tǒng)的作用力，如切削力、磨擦力、夾緊力等，這里可利用螺旋壓力機(jī)構(gòu)進(jìn)行加載，在加載裝置中還應(yīng)串聯(lián)有測(cè)力的彈性元件。通常的注測(cè)力彈性元件有n形測(cè)力計(jì)和環(huán)形測(cè)力計(jì)等。試驗(yàn)前，測(cè)力計(jì)經(jīng)過(guò)標(biāo)定，在試驗(yàn)時(shí)根據(jù)測(cè)力計(jì)上千分表的讀數(shù)進(jìn)行加載。在用切削試驗(yàn)研究機(jī)床的綜合剛度時(shí)，則用切削力本身作為機(jī)床的載荷。試驗(yàn)時(shí)，所加載荷的大小，應(yīng)使機(jī)床產(chǎn)生足夠的變形，用一般的測(cè)量測(cè)量工具能夠精確地讀出變形大小，但不應(yīng)超過(guò)被測(cè)機(jī)床的許用載荷。變形測(cè)量測(cè)量變形的常用的測(cè)量工具是千分表和水平儀。在測(cè)量變形的工作中，一方面要測(cè)量刀具相對(duì)于工件的位移，以便求出機(jī)床的綜合剛度，另一方面要測(cè)量機(jī)床各部件如床身、立柱、橫梁、主軸等部件的自身變形以及部件接合面間的接觸變形，其目的是為了分析機(jī)床各主要部件變形相對(duì)機(jī)床綜合剛度的影響，得出機(jī)床系統(tǒng)的移分配。4.4機(jī)床靜剛度測(cè)量方法機(jī)床靜剛度測(cè)量方法有靜止載荷法和生產(chǎn)法兩種，下面以普通車床為例，分別介紹兩種測(cè)量方法的實(shí)現(xiàn)。一、靜止載荷法靜止載荷法是在機(jī)床靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行測(cè)量的方法。在車床的床頭和尾座兩頂尖之間裝上剛度非常大的試件，此試件的剛度非常大，我們可以認(rèn)為該試件是不變形的，此時(shí)，我們將測(cè)力儀安裝在刀架上并向試件加力，因?yàn)樵嚰c車床的床頭和尾座兩頂尖緊固聯(lián)接，此力便傳向床頭、尾座和刀架，此時(shí)用千分表就可以讀出床頭、尾座和刀架的變形量；用測(cè)力儀就可讀出機(jī)床的受力。1、基本原理靜止載荷法是加載荷于車床各部件上，并觀察其變形，試驗(yàn)在車床靜止時(shí)進(jìn)行，根據(jù)這種試驗(yàn)作出剛度的特性(加載荷和卸載荷)曲線。2、測(cè)量?jī)x器=1\*GB2⑴、YDC-Ⅲ89型壓電式三向車削測(cè)力儀=2\*GB2⑵、YE5850電荷放大器=3\*GB2⑶、DIN-50S型接線盒=4\*GB2⑷、PCI-9118DG數(shù)據(jù)采集卡=5\*GB2⑸、計(jì)算機(jī)=6\*GB2⑹、千分表及磁力表座=7\*GB2⑺、百分表及磁力表座3、實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理及安裝和使用=1\*GB2⑴、測(cè)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理及安裝和使用測(cè)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理及安裝和使用詳見2.2節(jié)中的車削力的測(cè)量部分，這里從略。在測(cè)力系統(tǒng)的測(cè)量范圍參數(shù)設(shè)置中應(yīng)選擇2021N以上，測(cè)力儀刀頭對(duì)準(zhǔn)工件縱向中部。=2\*GB2⑵、千分表和百分表的安裝為簡(jiǎn)化起見可將床身變形忽略不計(jì)，將千分表和百分表分別裝在磁性表座上后，將磁性表座固定在床身上，讓千分表觸頭分別抵在床頭和尾座，百分表觸頭抵在刀架上（因?yàn)橥ǔ５都艿淖冃瘟枯^大），各表調(diào)零。尾座套筒伸出長(zhǎng)度為50毫米左右。4、測(cè)量在測(cè)力儀刀頭沒有接觸工件之前讀取y方向的穩(wěn)態(tài)力記錄下來(lái)，并記錄各表讀數(shù)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)車床切深手柄直至刀頭接觸工件后緩緩加力至約400N左右，記錄y方向（即Fp）的穩(wěn)態(tài)力和各表讀數(shù)，以此類推，每次加力400N左右，直至加力到最大值2021N左右，記錄下每次加力的力值和各表讀數(shù)。當(dāng)加載力到最大值2021N左右后卸載，同加載一樣，每次卸載力也為400N左右，直至卸載到零，記錄各部位每次卸載的力值和相應(yīng)變形量。測(cè)量過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題：①、將刀架的縱橫楔鐵，特別是橫向楔鐵一定要將間隙調(diào)節(jié)適當(dāng)，間隙太大，會(huì)發(fā)生爬行，間晾太小，刀架變形會(huì)很小。②、將尾座的各個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)要緊固好。③、將模擬車刀刀桿牢牢地固定在刀架上，否則受力過(guò)大刀桿會(huì)移動(dòng)。④、加力時(shí)可以借助加力桿，這樣容易掌握，如果在加力時(shí)超過(guò)了規(guī)定數(shù)值也不要反旋，就此記錄當(dāng)時(shí)的力值和各部位相應(yīng)的變形量，否則會(huì)由于各部位間隙的存在而導(dǎo)致所測(cè)數(shù)值不準(zhǔn)確。5、數(shù)據(jù)處理由于測(cè)力儀刀頭模擬切削力施加于工件長(zhǎng)度的中點(diǎn)處，并假定工件是純剛性的，因此，根據(jù)機(jī)床靜剛度理論，機(jī)床剛度關(guān)系可以用下式表示：式中下標(biāo)：j一一機(jī)床；ct一一車頭；wz一一尾座；dj一一刀架。而車頭、尾座和刀架的剛度關(guān)系可以分別用下列各式表示：式中:Δyct、Δydj、Δywz分別為在其所受不同載荷的情況下，車床頭部、刀架和尾座的相應(yīng)變形值，該值可由千分表和百分表讀出。顯然Fdj=Fp，F(xiàn)ct和Fwz為Fp對(duì)車頭和尾座的反作用力。將所測(cè)數(shù)據(jù)分別代入上式，就可以計(jì)算出機(jī)床各部位在不同受力下的靜剛度，最大允許負(fù)荷下的剛度為機(jī)床的靜剛度。生產(chǎn)法生產(chǎn)法是在機(jī)床生產(chǎn)狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量的方法。1、基本原理從毛坯上切下一層均勻的余量，然后根據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律來(lái)計(jì)算車床的剛度。生產(chǎn)測(cè)定法是在切削條件下進(jìn)行的，因此它更為符合實(shí)際情況。圖4-1所示，在兩頂尖間車削直徑分別為D1及D2的階梯軸，由于該軸粗，剛度大，加工中的變形可忽略不計(jì)。當(dāng)車削階梯軸時(shí)，使車刀的吃刀深度在αp1、αp2之間變化。因此車削D1處的切削力大于D2處的切削力，造成工藝系統(tǒng)在加工D1和D2時(shí)的位移變化，引起零件上的加工誤差(即加工后形成相應(yīng)的直徑d1和d2)。這種零件誤差是毛圖4-1坯誤差在工件上的復(fù)映。毛坯的原始誤差Δm=D1-D2，加工后零件的加工誤差Δω=d1-d2，顯然Δω是永遠(yuǎn)小于Δm的，所以在毛坯加工后就可以得到更高的準(zhǔn)確度，為了表示準(zhǔn)確度提高的程度，我們引用一個(gè)"復(fù)映系數(shù)"(也稱準(zhǔn)確比)的概念，以ε表示。即:圖4-1又故式中:一般取為0.4;CFc一一是與工件材料和刀具幾何角度有關(guān)的系數(shù)，在有關(guān)手冊(cè)可查得或用車削力測(cè)量一章中的公式求得。f一一進(jìn)給量(mm/r)2、車削加工圖4-2為了得到車床各部分的剛度，在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，如圖4-2所示，采用加工一剛度很大的軸，其變形可以略去不計(jì)，心軸安裝在車床的兩頂尖之間，在同樣的加工條件下(即進(jìn)給量、切削速度均不變)車削毛坯上的三個(gè)階梯部分。車削加工前，階梯部分的直徑分別為D1及D2，車削加工后，階梯部分的直徑分別為d1和d2，加工后仍為階梯形狀。圖4-23、數(shù)據(jù)記錄與處理車削加工完成前、后，分別用量具精密地測(cè)出這些直徑并記錄，以備數(shù)據(jù)處理時(shí)使用。在測(cè)量時(shí)，應(yīng)將工件每轉(zhuǎn)90°測(cè)量一次，取其平均值。由誤差復(fù)映規(guī)律已知：應(yīng)用上式可以求出機(jī)床剛度，于是我們有下列關(guān)系：根據(jù)上面三式即可得出機(jī)床各部分的剛度：

4.5機(jī)床靜剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)名稱：機(jī)床靜剛度的測(cè)量二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉車床靜剛度的測(cè)定方法。2、比較車床各部件剛度的大小，分析影響車床剛度的各種因素。3、鞏固和論證關(guān)于系統(tǒng)剛度和誤差復(fù)映規(guī)律的概念。三、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證型四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別用靜止載荷法和生產(chǎn)法測(cè)量機(jī)床的靜剛度，求出機(jī)床的剛度。五、實(shí)驗(yàn)=1\*GB4㈠、靜止載荷法1、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備=1\*GB2⑴、YDC-Ⅲ89型壓電式三向車削測(cè)力儀=2\*GB2⑵、YE5850電荷放大器=3\*GB2⑶、DIN-50S型接線盒=4\*GB2⑷、PCI-9118DG數(shù)據(jù)采集卡=5\*GB2⑸、計(jì)算機(jī)=