機(jī)械制造關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)參考指導(dǎo)書

工程技術(shù)系機(jī)電一體化專業(yè)機(jī)械制造技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書編寫人：王鈞趙力杰目錄TOC\o"1-1"\h\z\u試驗(yàn)一車刀幾何角度測量 5試驗(yàn)二車床三箱結(jié)構(gòu)認(rèn)識 9試驗(yàn)三滾齒機(jī)調(diào)整和加工 16試驗(yàn)四機(jī)床工藝系統(tǒng)剛度測定 22試驗(yàn)五加工誤差統(tǒng)計(jì)分析 27試驗(yàn)一車刀幾何角度測量一、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1、加深對刀具幾何角度及各參考坐標(biāo)平面概念了解；2、了解萬能量角臺工作原理，掌握刀具幾何角度測量方法；學(xué)會刀具工作圖表示方法。二、試驗(yàn)設(shè)備1、萬能量角臺一臺。2、測量用車刀若干把。三、試驗(yàn)原理刀具幾何角度測量是使用刀具角度測量儀完成，刀具角度測量儀即萬能量角臺測量原理圖1-1所表示，立柱式萬能量角臺關(guān)鍵由臺座、立柱、垂直升降轉(zhuǎn)動(dòng)套、水平回轉(zhuǎn)臂、移動(dòng)刻度盤和指度片等零件組成。松開側(cè)鎖緊螺釘，可使垂直升降轉(zhuǎn)動(dòng)套帶動(dòng)水平回轉(zhuǎn)臂上下移動(dòng)，松開前鎖緊螺釘，可使水1.臺座2.立柱3.前鎖緊桿4.滑套5.側(cè)鎖緊螺桿6.擋片7.水平轉(zhuǎn)臂8.擋片9.移動(dòng)刻度盤10.指度片11.緊固螺釘12.定位銷釘圖1-1萬能量角臺示意圖平回轉(zhuǎn)臂和移動(dòng)刻度盤繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)刻度盤可沿著水平回轉(zhuǎn)臂上水平槽水平移動(dòng)，并依據(jù)測量需要緊固在某一確定位置。指度片可繞螺釘銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其底部靠近被測量表面，指針指示測量角度。用上述這些零件位置變動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)各參考平面內(nèi)刀具角度測量。測量時(shí)，刀具放在臺座上，以刀桿一側(cè)靠在兩定位銷內(nèi)側(cè)定位。四、試驗(yàn)內(nèi)容1）測量主偏角滑套上“0”刻度對準(zhǔn)立柱上標(biāo)定線，測量時(shí)只可上下移動(dòng)，不得轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)水平回轉(zhuǎn)臂，使其上“0”刻度線對準(zhǔn)滑套上標(biāo)定線。調(diào)整測量指度片，使指度片底面和主切削刃重合，制度片指針?biāo)附嵌葹橹髌?）測量負(fù)偏角方法同上，只是讓指度片底面和副切削刃重合，指針?biāo)缸x數(shù)為負(fù)偏角。測量前角滑套上“0”刻度對準(zhǔn)立柱上標(biāo)定線后，再把滑套相對于標(biāo)定線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)主偏角余角，轉(zhuǎn)動(dòng)水平回轉(zhuǎn)臂，使水平回轉(zhuǎn)臂上“90”刻度線對準(zhǔn)滑套上“90”刻度線，調(diào)整指度片，使指度片底面和前刀面重合，制度片指針?biāo)附嵌葹?）測量后角方法同上，只是讓指度片后側(cè)面和主后面重合，指度片指針?biāo)附嵌葹楹蠼恰?）測量刃傾角滑套上“0”刻度對準(zhǔn)立柱上標(biāo)定線后，再把滑套相對于標(biāo)定線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)主片角使主刀刃和指度片前側(cè)面靠緊，再沿立柱移動(dòng)滑套，使指度片底側(cè)面和主刀刃貼緊，指度片指針?biāo)附嵌葹椤Ｎ?、試?yàn)注意事項(xiàng)調(diào)整角度要正確，該靠緊面要全部靠緊。該松零件要放松，該緊固零件要擰緊。注意安全，不要讓刀刃碰住身體。六、試驗(yàn)匯報(bào)（格式）1、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：2、試驗(yàn)儀器：3、試驗(yàn)數(shù)據(jù)：表1-1試驗(yàn)數(shù)據(jù)表車刀名稱車刀角度（以度計(jì)）前角后角主偏角副偏角刃傾角副后角外圓車刀切斷刀4、思索題：1）依據(jù)測量結(jié)果，繪制所測刀具工作圖；2)刀具標(biāo)注角度參考系有哪些？有何不一樣？作用為何？3）法剖面和主剖面有何不一樣？法剖面前后角和主剖面前后角關(guān)系？4）圖示45°彎頭車刀車外圓和端面時(shí)，主副刀刃分別在什么位置？

試驗(yàn)二車床三箱結(jié)構(gòu)認(rèn)識一、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1、了解主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加深對車床感性認(rèn)識；2、了解主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱基礎(chǔ)組成及傳動(dòng)路線；3、了解主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱中各操縱機(jī)構(gòu)功效及結(jié)構(gòu)；二、試驗(yàn)設(shè)備CA6140一般車床三、試驗(yàn)原理（一）主軸箱CA6140車床主軸箱是一個(gè)比較復(fù)雜部件。工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和車刀縱橫向運(yùn)動(dòng)全部是經(jīng)過主軸箱傳輸。了解車床傳動(dòng)原理首先應(yīng)從了解主軸箱傳動(dòng)原理開始。圖2-1是主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖。試驗(yàn)時(shí)可將實(shí)物和圖紙進(jìn)行對照，加深對主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解。2-1主軸傳動(dòng)系統(tǒng)圖2-1主軸傳動(dòng)系統(tǒng)圖卸荷式帶輪圖2-2所表示，主軸箱動(dòng)力是主電機(jī)經(jīng)過皮帶輪和三角帶傳給軸Ⅰ并輸進(jìn)主軸箱，為預(yù)防軸Ⅰ在三角帶張力作用下產(chǎn)生彎曲變形，設(shè)計(jì)時(shí)將皮帶輪先經(jīng)過花鍵套、滾動(dòng)軸承和法蘭盤安裝在箱體上。從而使張力由床身承受，扭矩由花鍵套傳給軸Ⅰ。軸Ⅰ不再因皮帶張力而產(chǎn)生彎曲變形，故軸Ⅰ上零件工作條件得到改善。圖2-2卸荷帶輪、雙向摩擦離合器、制動(dòng)器及其操作機(jī)構(gòu)雙向多片式摩擦離合器圖2-2所表示，雙向多片式摩擦離合器安裝在軸Ⅰ上。摩擦離合器由內(nèi)摩擦片2、外摩擦片3、止推片4、壓塊7及空套齒輪1和8組成。左離合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)關(guān)鍵用于切削，傳輸力矩較大，所以片數(shù)較多（外摩擦片8片，內(nèi)摩擦片9片）。右離合器傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)，關(guān)鍵用于退刀，片數(shù)較少（外摩擦片4片，內(nèi)摩擦片5片）。內(nèi)摩擦片2安裝在軸Ⅰ花鍵上，和軸Ⅰ一起旋轉(zhuǎn)。外摩擦片3外圓上有四個(gè)相當(dāng)于鍵凸起裝在齒輪1缺口槽中，外片空套在軸Ⅰ上。當(dāng)桿9經(jīng)過銷5向左推進(jìn)壓塊7時(shí)，內(nèi)片2和外片3相互壓緊，于是軸Ⅰ運(yùn)動(dòng)便經(jīng)過內(nèi)外片之間摩擦力傳給齒輪1，使主軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，當(dāng)壓塊7向右壓時(shí)，可使右離合器內(nèi)外摩擦片壓緊，使主軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)壓塊7處于中間位置時(shí)，左、右離合器全部處于脫開狀態(tài)，這時(shí)軸Ⅰ即使轉(zhuǎn)動(dòng)，但離合器不傳輸運(yùn)動(dòng)，主軸處于停止?fàn)顟B(tài)。3、變速操縱機(jī)構(gòu)主軸箱中共有7個(gè)滑動(dòng)齒輪，其中五個(gè)用于改變主軸轉(zhuǎn)速，另有兩個(gè)分別用于車削左右螺紋及正常螺距、擴(kuò)大螺距變換。在主軸箱中共有三套操縱機(jī)構(gòu)操縱這些滑動(dòng)齒輪。它們分別是:(1)軸Ⅱ和軸Ⅲ上滑動(dòng)齒輪操縱機(jī)構(gòu)（圖2-3）；（2）軸Ⅳ和軸Ⅵ上滑動(dòng)齒輪操縱機(jī)構(gòu)（圖2-4）；（3）軸Ⅸ和軸Ⅹ上滑動(dòng)齒輪操縱機(jī)構(gòu)。圖2-3軸Ⅱ和軸Ⅲ上滑動(dòng)齒輪操作機(jī)構(gòu)圖2-4軸Ⅳ和軸Ⅵ上滑動(dòng)齒輪操作機(jī)構(gòu)主軸箱中各傳動(dòng)鏈潤滑主軸箱和進(jìn)給箱潤滑是有專門潤滑系統(tǒng)供油。裝在左床腿上潤滑油泵是由電機(jī)經(jīng)三角帶傳動(dòng)，油泵轉(zhuǎn)動(dòng)后，就使裝載左床腿內(nèi)潤滑油經(jīng)粗慮油器及油泵，由油管流到細(xì)慮油器中，然后再由油管流到分油器內(nèi)，于是潤滑油便經(jīng)過分油器油孔和各分支油管對傳動(dòng)件和操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤滑。圖2-5圖2-5CA6140型一般車床進(jìn)給箱進(jìn)給箱是調(diào)整車刀進(jìn)給速度專門部件。主軸轉(zhuǎn)速確定以后，當(dāng)需要和主軸轉(zhuǎn)速相適配進(jìn)給速度時(shí)，經(jīng)過調(diào)整進(jìn)給箱里變速機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。圖2-5是進(jìn)給箱裝配圖。圖2-6基礎(chǔ)組操作機(jī)構(gòu)立體圖圖2-6基礎(chǔ)組操作機(jī)構(gòu)立體圖進(jìn)給箱里有三套操縱機(jī)構(gòu)，它們分別是：基礎(chǔ)組操縱機(jī)構(gòu)（圖2-6）、增倍組操縱機(jī)構(gòu)、螺紋種類變換及絲杠、光杠傳動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)操縱手柄全部設(shè)在進(jìn)給箱正面。圖2-7進(jìn)給箱傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)圖。圖2-7進(jìn)給箱傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)圖圖2-7進(jìn)給箱傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)圖（三）溜板箱溜板箱作用是將絲杠或光杠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為刀具縱向或橫向直線運(yùn)動(dòng)。溜板箱內(nèi)有縱向或橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)及刀架快速移動(dòng)機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、絲杠開合螺母機(jī)構(gòu)、過載保護(hù)機(jī)構(gòu)等?？煞謩e觀察認(rèn)識。圖2-8溜板箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖2-9溜板箱操作機(jī)構(gòu)立體圖四、試驗(yàn)內(nèi)容打開主軸箱蓋，觀察雙向多片式摩擦差離合器、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，了解工作原理。2、對照圖紙，分辨每根傳動(dòng)軸軸號，觀察它們傳動(dòng)次序。3、觀察變速機(jī)構(gòu)，了解滑動(dòng)齒輪作用和操縱機(jī)構(gòu)工作原理。4、分別觀察主軸高速正轉(zhuǎn)、低速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)傳動(dòng)路線，統(tǒng)計(jì)傳動(dòng)時(shí)經(jīng)過軸、齒輪。5、打開變速箱蓋，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解傳動(dòng)路線，變速原理。6、打開溜板箱蓋，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解光杠、絲杠運(yùn)動(dòng)傳輸原理，怎樣實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給。7、將機(jī)床按原狀重新裝好。五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)1、試驗(yàn)前先切斷總電源，并掛“不得送電”警示標(biāo)志。2、拆裝機(jī)床時(shí)注意安全，以免身體受傷。3、搬運(yùn)零件時(shí)輕拿輕放，以免零件受損。4、不要讓任何物品掉進(jìn)箱體內(nèi)。5、觀察床頭箱時(shí)不要用腳踩導(dǎo)軌等精密部件。6、操作時(shí)，不可強(qiáng)硬操作。六、試驗(yàn)匯報(bào)試驗(yàn)設(shè)備：主軸箱傳動(dòng)紀(jì)錄：輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)過傳動(dòng)軸經(jīng)過傳動(dòng)齒輪總傳動(dòng)比正轉(zhuǎn)10正轉(zhuǎn)500反轉(zhuǎn)14反轉(zhuǎn)1580正轉(zhuǎn)450正轉(zhuǎn)14003、思索題：1）主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱作用？2）主軸箱里有多少個(gè)滑動(dòng)齒輪？靠它們可改變多少種轉(zhuǎn)速？3）CA6140三箱共有多個(gè)離合器？其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用？4）進(jìn)給箱三套操縱機(jī)構(gòu)是控制哪些零件？其作用是什么？5）溜板箱縱橫向傳動(dòng)怎樣實(shí)現(xiàn)？

試驗(yàn)三滾齒機(jī)調(diào)整和加工一、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：

1、了解機(jī)床總布局、關(guān)鍵組成部分、各操縱機(jī)構(gòu)功用。

2、分析Y3150E型滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，掌握各傳動(dòng)鏈相互依靠和制約關(guān)系。

3、了解滾刀結(jié)構(gòu)，掌握滾齒時(shí)切削用量選擇方法和調(diào)整步驟。

4、了解齒坯定位、裝卡方法，掌握掛輪計(jì)算、安裝方法、介輪使用。

5、了解相關(guān)齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目、精度要求及使用工具。二、試驗(yàn)設(shè)備：

1、Y3150E滾齒輪機(jī)一臺。

2、滾刀一把。

3、石蠟齒坯一個(gè)。

4、千分表、磁性表等各一只。

5、齒厚測量卡尺一把（或公法線長度測量千分尺一把）

6、300mm卡尺一把三、試驗(yàn)原理及內(nèi)容

1、主軸轉(zhuǎn)速選擇及調(diào)整：

切削速度可依據(jù)下面公式計(jì)算：轉(zhuǎn)／分其中：Ｄ為滾刀直徑（毫米），n刀為主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）。表3-1高速鋼滾刀切削速度加工材料切削速度（米／分）鑄鋼16－2020－25鋼（極限強(qiáng)度≤60Kg/mm2）25-2830-35鋼（極限強(qiáng)度>60Kg/mm2）20－2525－30青銅25－50塑料25－50選擇切削速度時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）粗切通常低切削速度大走刀量；精切通常見高切削速度，小走刀量。

（2）被加工齒輪齒數(shù)較少時(shí)應(yīng)選擇V切低部分。

V切確定后即可依據(jù)下面公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速：

轉(zhuǎn)/分若計(jì)算結(jié)果不是機(jī)床九級轉(zhuǎn)速中一級，則應(yīng)選擇和計(jì)算結(jié)果最相近一級主軸轉(zhuǎn)速。（滾刀主軸轉(zhuǎn)數(shù)：40、50、63、100、125、200、250rpm）2、分齒掛輪計(jì)算和調(diào)整，分齒掛輪按下面公式計(jì)算：

上式中K為滾刀頭數(shù)；Z為工件齒數(shù)。加工直齒圓柱齒輪時(shí)，應(yīng)在軸IX上裝短齒離合器M1；加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，應(yīng)在軸IX上裝上長齒離合器M2;因?yàn)槭褂貌顒?dòng)機(jī)構(gòu),所以軸IX旋轉(zhuǎn)方向改變了,這時(shí)分齒掛輪應(yīng)按圖3-1搭配。3、軸向進(jìn)給量調(diào)整：軸向進(jìn)給量通常在0.5—3mm4、差動(dòng)掛輪計(jì)算和調(diào)整：差動(dòng)掛輪計(jì)算按下面公式其正負(fù)號按表3-3確定，差動(dòng)掛輪按圖3-2搭配。應(yīng)尤其注意在切削過程中手柄2只能處于接通“軸向”位置，采取數(shù)次走刀切削斜齒輪，在整個(gè)切齒工作未完成前不能改變手柄2位置。5、刀架工作行程擋塊位置調(diào)整刀架行程最終位置均應(yīng)超出被切齒輪端面合適距離，應(yīng)在此條件下調(diào)整刀架工作行程擋塊位置，當(dāng)逆銑時(shí)，刀架工作行程擋塊應(yīng)使用上面一個(gè)擋塊，順銑時(shí)，應(yīng)使用下面一個(gè)擋塊。6、工件和滾刀安裝：1）工件安裝：對于直徑較小工件，可直接裝在本機(jī)床所附工件心軸上（該心軸直徑φ30mm圖3-1加工斜齒圓柱齒輪時(shí)分齒掛輪搭配滾刀旋向右旋滾刀左旋滾刀分齒掛輪搭配工作臺旋轉(zhuǎn)方向圖3-2滾切斜齒圓柱齒輪差動(dòng)掛輪搭配表3-2軸向進(jìn)給量調(diào)整（2）滾刀安裝：安裝前應(yīng)將滾刀孔和端面、間隔環(huán)端面、主軸錐孔及在滾刀心軸上臟物、毛刺等清除潔凈、并確保清潔。滾刀安裝角即為滾刀軸心線和水平位置夾角。當(dāng)滾刀螺旋方向和工件螺旋方向相同時(shí)，其安裝角為二者之差。相反時(shí)為二者之和。刀架在調(diào)整安裝角時(shí)，可依據(jù)刀架上刻度尺進(jìn)行。表3-3正負(fù)號確實(shí)定注：“+”時(shí)不用惰輪，“—”時(shí)用惰輪（3）滾刀對中：為了使切出齒形對稱，要求滾刀中間一個(gè)刀齒或刀槽對稱線要經(jīng)過齒坯中心。對精度要求不很高齒輪可用下述簡易方法對中，將滾刀中間一個(gè)齒槽移近齒坯中心位置，再用紙塞進(jìn)齒坯外圓和滾刀之間（圖3所表示）搖手柄使?jié)L刀徑向移至齒槽將紙壓緊，然后看紙上是否出現(xiàn)兩個(gè)對稱刀尖痕跡，若出現(xiàn)了兩個(gè)對稱刀尖痕跡就說明滾刀對中了。7、調(diào)整切削深度依據(jù)工件模數(shù)、材料硬度和所要求加工精度來確定切削深度和加工次數(shù)。7級精度以下齒輪，當(dāng)m≤2mm時(shí)可用1－2次走刀切成；當(dāng)m=2~3mm時(shí)用2－3次走刀切成；當(dāng)m≤4mm時(shí)，用3~5次走刀切成。四、試驗(yàn)步驟1、熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu)，了解各換置機(jī)構(gòu)所在位置，按計(jì)算結(jié)果，把掛輪和介輪正確安裝好。并檢驗(yàn)各實(shí)施件運(yùn)動(dòng)方向是否正確。2、安裝滾刀并檢驗(yàn)是否正確。3、裝夾工件并檢驗(yàn)是否正確、可靠。4、調(diào)整滾刀安裝角并檢驗(yàn)是否正確。5、調(diào)整、檢驗(yàn)滾刀相對齒坯位置（即對中性）。6、上述步驟全部完成后，再仔細(xì)檢驗(yàn)一遍并請現(xiàn)場指導(dǎo)老師檢驗(yàn)同意后再開車進(jìn)行滾切加工。五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)1、試驗(yàn)前要先熟悉試驗(yàn)匯報(bào)，明確試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和要求。2、注意統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)過程中相關(guān)參數(shù)，如機(jī)床加工范圍、工件直徑、模數(shù)、刀具直徑、掛輪齒數(shù)等，以備試驗(yàn)后分析結(jié)果。2、掛輪安裝后要檢驗(yàn)，預(yù)防掛輪脫落。3、整調(diào)機(jī)床后，應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)，請現(xiàn)場指導(dǎo)老師檢驗(yàn)同意后再開車。六、試驗(yàn)匯報(bào)1、加工齒輪參數(shù)、材料及技術(shù)要求2、試驗(yàn)設(shè)備、工具、（記下型號規(guī)格尺寸等）3、切削用量選擇、掛輪計(jì)算4、滾刀安裝角確實(shí)定、徑向進(jìn)刀量計(jì)算5、各實(shí)施件運(yùn)動(dòng)方向確定6、檢驗(yàn)結(jié)果及分析：七、思索題：1、數(shù)次走刀時(shí)那些原因可能引發(fā)亂扣？2、加工直齒和加工斜齒輪有何不一樣？3、影響斜齒輪加工精度原因有哪些？4、試分析齒坯定位方法，是否存在過定位？試驗(yàn)四機(jī)床工藝系統(tǒng)剛度測定試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1、了解工藝系統(tǒng)剛度對加工精度影響，提升工藝系統(tǒng)剛度方法；2、了解機(jī)床靜剛度測定裝置基礎(chǔ)原理，掌握儀器操作方法；3、掌握機(jī)床靜剛度測定方法和計(jì)算方法。試驗(yàn)設(shè)備1、CA6140一般車床一臺；2、三向靜剛度測定儀一臺；3.圓形測力環(huán)一個(gè)；4、模擬車刀一把；5、千分表三只；磁性表架三只。試驗(yàn)原理測定機(jī)床剛度方法有兩種：（1）靜載荷測定法；（2）動(dòng)載荷測定法（工作狀態(tài)測定法）。本試驗(yàn)是采取靜載荷測定法，在CA6140車床上進(jìn)行測定。工藝系統(tǒng)靜剛度計(jì)算公式為：在試驗(yàn)中因?yàn)槭褂玫毒吆凸ぜ偠群艽?，所以和可忽略不?jì)。這么，工藝系統(tǒng)靜剛度近似等于機(jī)床靜剛度。試驗(yàn)是使車床處于靜止?fàn)顟B(tài)，利用試驗(yàn)裝置施加靜載荷模擬切削時(shí)切削力，用千分表測量不一樣載荷下機(jī)床各部件變形量，再用計(jì)算方法求得機(jī)床靜剛度。圖4-1所表示，試驗(yàn)裝置關(guān)鍵有三向靜剛度測定儀、圓形測力環(huán)、模擬車刀和三只千分表組成。三向靜剛度測定儀是一個(gè)剛度很大弓形支架，它安裝在前后頂尖之間，模擬工件。圓形測力環(huán)安裝在三向靜剛度測定儀和模擬車刀之間，旋轉(zhuǎn)三向靜剛度測定儀上加載螺釘，使圓形測力環(huán)變形，從而產(chǎn)生彈性力，此力作用在三向靜剛度測定儀（模擬工件）和模擬車刀之間，可模擬加工時(shí)切削力。模擬切削力大圖4-1三向測力裝置小由圓形測力環(huán)中千分表指示（試驗(yàn)前經(jīng)過標(biāo)定）。模擬切削力方向可經(jīng)過調(diào)整三向靜剛度測定儀確定（圖4-2所表示）。圖4-2車床部件剛度測定三向加載裝置α和β決定切削分力和總切削力之間關(guān)系，在本試驗(yàn)中取α=15°，β=63.4°。切削分力計(jì)算公式以下：在模擬切削力作用下，頭架、刀架和尾架均會產(chǎn)生變形，在y方向各變形量、、可分別由三只千分表測得。頭架、刀架和尾架三處剛度可按下面公式計(jì)算：頭架剛度刀架剛度尾架剛度當(dāng)加力點(diǎn)在前、后頂尖中間時(shí)，機(jī)床靜剛度由下式計(jì)算：四、試驗(yàn)步驟按圖4－2所表示，將三向靜剛度測定儀安裝在前后頂尖之間，按要求調(diào)整好安裝角度，并注意使尾架伸出合適長度。將圓形測力環(huán)安裝在加載螺釘和模擬刀具之間。按圖4－1所表示，安裝三只千分表，磁性表架安放在車床床身上。預(yù)加載荷1500N（測力環(huán)中千分表移動(dòng)一格為15N，共移動(dòng)100格），然后卸載。將測量變形量所用三只千分表調(diào)到零位。旋轉(zhuǎn)加載螺釘逐步均勻加載，加載300N統(tǒng)計(jì)一次三只千分表讀值，共統(tǒng)計(jì)10次，總加載量為3000N。反向旋轉(zhuǎn)加載螺釘逐步均勻卸載，每卸載300N統(tǒng)計(jì)一次三只千分表讀值，共統(tǒng)計(jì)10次，最終使載荷為0N。根據(jù)5、6步驟方法再反復(fù)一次，進(jìn)行第二次加載、卸載，并作統(tǒng)計(jì)。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分別計(jì)算頭架、刀架、和尾架靜剛度。9、計(jì)算機(jī)床靜剛度。五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)加載前應(yīng)檢驗(yàn)溜板箱、尾座和刀具是否鎖緊，假如沒鎖緊應(yīng)重新鎖緊。預(yù)加載時(shí)要注意觀察測量變形量所用三只千分表指針是否擺動(dòng)，假如不動(dòng)說明千分表安裝不正確，應(yīng)重新安裝調(diào)整。加載時(shí)用力要均勻，加載盡可能正確。六、試驗(yàn)匯報(bào)試驗(yàn)設(shè)備、儀器儀表等統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)并填寫試驗(yàn)數(shù)據(jù)表；3、用坐標(biāo)紙繪制頭架、刀架、尾架靜剛度曲線。4、計(jì)算出機(jī)床工藝系統(tǒng)剛度5、思索題：依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和所繪剛度曲線說明造成靜剛度非線性原因。分析加載曲線和卸載曲線不重合原因。完全卸載后曲線是否回到原點(diǎn)，若沒回原點(diǎn)，為何？α、β角作用是什么？α＝0，β＝0含義什么？對系統(tǒng)有何影響？α＝90，β＝0含義什么？對系統(tǒng)有何影響？α＝0，β＝90含義什么？對系統(tǒng)有何影響？試驗(yàn)數(shù)據(jù)表序號操作測力表讀數(shù)（格）載荷（N）位移量（μm）總力分力頭架尾架刀架加載卸載加載卸載加載卸載0第一次加載卸載123456789100第二次加載卸載12345678910試驗(yàn)五加工誤差統(tǒng)計(jì)分析一、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：了解無心外圓磨床工作原理，熟悉無心外圓磨削調(diào)整方法；掌握加工誤差統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)方法；熟悉統(tǒng)計(jì)分析所用多種圖形繪制法。4、掌握加工工序工藝能力計(jì)算方法及工藝過程中工藝參數(shù)調(diào)整方法。二、試驗(yàn)設(shè)備：1.M1050A無心外圓磨床一臺；2.電感比較儀；3.標(biāo)準(zhǔn)量塊一組；4.千分尺一把；軸承滾子一批（試件）。三、試驗(yàn)原理：本試驗(yàn)為綜合性試驗(yàn)，要求學(xué)生經(jīng)過本試驗(yàn)?zāi)軐o心外圓磨削加工原理和加工誤差統(tǒng)計(jì)分析理論進(jìn)行綜合試驗(yàn)驗(yàn)證。所以本試驗(yàn)包含以下兩部分原理：1．無心外圓磨削加工原理無心外圓磨床工作原理圖5-1所表示。它沒有床頭箱和尾架，而是由托板和導(dǎo)輪支持工件，用砂輪進(jìn)行磨削。托板上表面傾斜30°~50°，使工件靠磨削力緊緊壓在導(dǎo)輪上，導(dǎo)輪軸線相對于砂輪軸線有一傾斜角度α（1.5°）。導(dǎo)輪低速轉(zhuǎn)動(dòng)靠摩擦力帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。因?yàn)閮A斜角存在，導(dǎo)輪和工件接觸點(diǎn)處速度V導(dǎo)方向是斜，它可分為兩個(gè)速度分量：一個(gè)是V工使工件旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)是V進(jìn)，使工件產(chǎn)生軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。V進(jìn)=V導(dǎo)sinα.V工=V導(dǎo)cosα.式中：V導(dǎo)——導(dǎo)輪圓周速度（m/s）.V工——工件圓周速度(m/s).V進(jìn)——工件軸向進(jìn)給速度（m/s）.通常情況下，V導(dǎo)選0.166~0.5m/s。圖5-1無心外圓磨削原理示意圖因?yàn)閷?dǎo)輪軸線和砂輪軸線有一傾斜角α，工件和導(dǎo)輪不是線接觸。為使工件和導(dǎo)輪保持線接觸，導(dǎo)輪形狀就不應(yīng)是圓柱形，而應(yīng)將其做成雙曲面形。為此修正砂輪時(shí)，金剛石筆運(yùn)動(dòng)應(yīng)依據(jù)角α加以調(diào)整。因?yàn)闊o心外圓磨床磨削工件時(shí)不用頂尖支撐，所以工件磨削長度不受頂尖限制，又因磨削時(shí)工件被支持在導(dǎo)輪和砂輪之間，不會被磨削力頂彎，所以可磨削細(xì)長工件。無心磨削生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所以，多用于成批大量生產(chǎn)中磨削銷軸等小零件或磨削細(xì)長光軸。無心磨床不能磨削斷續(xù)表面（如有長鍵槽圓柱面），因?yàn)檫@么導(dǎo)輪就無法使工件旋轉(zhuǎn)。2．加工誤差統(tǒng)計(jì)分析在實(shí)際生產(chǎn)中，為確保加工精度，常常經(jīng)過對生產(chǎn)現(xiàn)場中實(shí)際加工出一批工件進(jìn)行檢測，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法加以處理和分析，從中尋求誤差產(chǎn)生規(guī)律，找出提升加工精度路徑。這就是加工誤差統(tǒng)計(jì)分析方法。加工誤差分析方法有兩種形式，一個(gè)為分布圖分析法，另一個(gè)為點(diǎn)圖分析法。分布圖分析法是經(jīng)過測量一批加工零件尺寸，把所測到尺寸范圍分為若干個(gè)段。畫出頻數(shù)直方分布圖。其折線圖就靠近于理論分布曲線。在沒有顯著變值系統(tǒng)誤差情況下，則工件尺寸分布符合正態(tài)分布。利用分布曲線能夠比較方便地研究加工精度，分辨出工序隨機(jī)誤差大小，但不能把規(guī)律性系統(tǒng)誤差從隨機(jī)誤差中區(qū)分出來。在生產(chǎn)中常見另一個(gè)誤差分析方法是點(diǎn)圖法或圖法。點(diǎn)圖法是以次序加工零件序號為橫坐標(biāo)，零件加工尺寸為縱坐標(biāo)，把按加工次序定時(shí)測量工件尺寸畫在點(diǎn)圖上。點(diǎn)圖能夠反應(yīng)加工尺寸和時(shí)間關(guān)系，能夠看出尺寸改變關(guān)系，找出產(chǎn)生誤差原因。圖稱為平均尺寸—級差控制圖。通常是在生產(chǎn)過程開始前，先加工一批試件（本試驗(yàn)中即用本批加工零件作為試件）依據(jù)加工所得尺寸，求出平均值和均方根差σ在整個(gè)過程（工序）中保持不變，則工藝是穩(wěn)定。圖中心線為：R圖中心線為：R=圖上控制界限為：圖下控制界限為：Ｒ圖上控制界限為：式中：為零件分組數(shù)（把一批按次序號分為組，每組m個(gè)零件）。A、B為控制系數(shù)，可從表5-1選擇。表5-1控制系數(shù)每組件數(shù)mAB40.732.1150.582.28將工件按加工次序每m個(gè)分為一組，求出每組工件平均值和Ri波動(dòng)，它反應(yīng)了工件平均值改變趨勢和隨機(jī)誤差分散程度。