《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》試驗指導(dǎo)書

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》試驗指導(dǎo)書

試驗一工藝裝備認識與分析（機床、刀具認識）

（現(xiàn)場教學(xué)一）

一、目的與規(guī)定

1、理解金屬切削機床型號日勺編制措施。

2、理解部分經(jīng)典機床的工藝范圍、總體部局、構(gòu)造特點和重要技術(shù)

性能。

3、理解多種常用的金屬切削刀具。

4、理解機床專用夾具的用途、構(gòu)成及某些經(jīng)典零部件。

二、內(nèi)容

1、金屬切削機床的分類

機床重要是按加工性質(zhì)和所使用W、J刀具進行分類，目前我國將機床分

為12大類：

車床、鉆床、鍵床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銃床、刨

插床、拉床、特種加工機床、切斷機床及其他機床。

按照萬能程度、機床又可分為：通用機床（萬能機床）、專門化機床（專

能機床）、專用機床。

按照加工精度不一樣，在同一種機床中分為一般精度、，精密和高精

度三種精度等級。

機床按照自動化程度H勺不一樣，分為手動、機動、半自動和自動H勺機

床。

按照機床重量日勺不一樣，分為儀表機床、中型機床(一般機床)大型機

床和重型機床、超重型機床。

按照機床重要器件內(nèi)數(shù)目，分為單軸、多軸、單刀，多刀機床等。

上述幾種分類措施，是由于分類的目的和根據(jù)不一樣而提出來的。一

般，機床是按照加工方式(如車、鉆、銃、包IJ、磨等)及某些輔助特性

來進行分類的。

2、常用金屬切削刀具

(1)軍刀

車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣泛的J刀具，它可以用來加工外園、內(nèi)

孔、端面，螺紋，也可以用于切槽和切斷等。

車刀按照用途不一樣可分為外園車刀、端面車刀、切斷刀及螺紋車刀、

成型車刀等C

車刀在構(gòu)造上可分為整體車刀、焊接車刀、機夾重磨式和機夾可轉(zhuǎn)位

車刀。

成形車刀按構(gòu)造和形狀分有：平體成型車刀、棱體成形車刀、圓體成

形車刀，按進刀方式可分為徑向成形車刀和切向成形車刀。

(2)孔加工刀具

麻花鉆、擴孔鉆、校刀、像刀、中心鉆、深孔鉆等。

(3)銃刀

銃刀W、J種類諸多，按用途分有，園柱銃刀、端銃刀、盤形銃刀(槽銃

刀、兩面刃銃刀、三面刃銃刀和錯齒三面刃銃刀）、鋸片銃刀、立銃

刀、角度銃刀、鍵槽銃刀、成形銃刀。

（4）拉刀

由于拉削加工措施應(yīng)用廣泛，拉刀的種類也諸多。

按加工工件表面口勺不一樣，可分為內(nèi)拉刀和外拉刀兩類，內(nèi)拉刀

是用于加工工件內(nèi)表面的。常見的I有園孔拉刀，鍵槽拉刀、花鍵拉刀

等。加工外表面的拉刀，則稱為外拉刀、如平面拉刀，成形表面拉刀

及齒輪拉刀等。

在分析拉刀時，注意拉刀的重要構(gòu)成部分及切削部分的拉削方式（拉

削圖形）

a、分層拉削方式：成形式（同廓）和漸成式；

b、分塊拉削方式：分組式、輪切式：

。、綜合式拉削°并深入比較拉刀上對應(yīng)的J齒形C

（5）齒輪刀具

成形法齒輪刀具：盤形齒輪銃刀、指形齒輪銃刀（模數(shù)銃刀）展成法

齒輪刀具：齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀。

（6）磨料和磨具

砂輪日勺特性重要由磨科、粒度、結(jié)合劑，硬度、組織及形狀尺寸等原

因決定。注意砂輪端面上W、J標志與砂輪形貌W、J對應(yīng)。

理解多種金屬切削刀具日勺同步，應(yīng)能分清刀體材料和切削部分的材

料。（高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷材抖及立方氮化硼等）。

3、以CK6136車床為例，理解其工藝范圍，布局與構(gòu)成，傳動原理。

以XK7732為例，理解數(shù)控機床依托控制元件實現(xiàn)程序加工。

以CK6136為例，理解自動化加工設(shè)備中刀只的管理、刀具的識別選

刀方式及換刀過程。

三、試驗匯報

1、記錄本次試驗所見的機床型號、工藝范圍。

2、記錄本次試驗所見的多種刀具名稱和用途。

3、記錄本次試驗所見的多種機床夾具經(jīng)典部件。

試驗二車刀角度的測量

一、目的與規(guī)定

1、熟悉車刀切削部分的構(gòu)成，掌握確定刀具角度的參照平面、參

照系及刀具的標注角度；

2、理解萬能量角器和車刀量角臺的構(gòu)造，學(xué)會使用萬能量角器和

車刀量角臺測量車刀的原則角度；

3、繪制車刀原則角度圖，并標出測量得到出J各標注角度數(shù)值。

二、試驗設(shè)備、儀器和試件

車刀、萬能量角器和車刀量角臺

三、測量原理

車刀標注角度可以用角度樣板、萬能量角器、重力量角器以及多種車

刀量角臺等進行測量。其測量基本原理是：按照車刀標注角度H勺定義,

在刀刃的選定點，用量角器的尺面或量角臺的指針平面，與構(gòu)成被測

角度日勺面或線緊密貼合，把要測量的角度測量出來。

四、試驗內(nèi)容與措施

(一)量角器和量角臺的構(gòu)造

1、萬能量角器

構(gòu)造如圖，直角尺8或直尺12根據(jù)需要，用定位螺釘5或11,卡塊

6或9、制動螺釘7或1()裝在尺座4上，松開制動螺釘7或1(),直

角尺8或直尺12調(diào)整到合適位置時,再用制動螺釘7或1()將其鎖緊。

測量角度時，松開制動頭3,尺體1連同連同基尺13可以沿尺座4

上的半圓形滑軌轉(zhuǎn)動，把基尺13與構(gòu)成被測角度的面或線緊密貼

合(或相平行、或相垂直)，然后將制動頭3鎖緊，從游標尺2(1勺刻座

線上，便可以讀山所要測量W、J角度數(shù)值。

萬能■你榴

1一，飛體A制動頭4-尺/3.11一定位依仃

6.9一卡以7、10—加衲饗仃8-代伽尺12-&尺13-薪尺

2、車刀量角臺

車刀量角臺是測量車刀標注角度的專用量角儀，它有諸多種型式，其

中即能測量車刀主剖面參照系的基本角度，又能測量車刀法剖面參照

系的基本角度的一種車刀量角臺，如圖1-2所示。

圓形底盤2的周圍，刻有從。。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

固定在一起，能在工作臺5時滑槽內(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)絲杠上

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固定裝上一種小刻度盤15,在小刻度盤15的外

面，用旋鈕17將彎扳18%I一端鎖緊住滑體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

角度用固連于彎扳18上的小指針14在小刻度盤15上指示出來.

圖1-2東刀0加什

1一支腳2—底fit3一導(dǎo)條4一定位決5—T6冶6-工fVUJR

II-7—小軸BTtT軸H大括訃10-ffiMlfl-WIT

12一火刎度做1J一滑體14一小指計15-小和攵#16一小修打

18一耳板19一大儡帽2。一立柱

在彎扳18的另一端，用兩個螺釘11固定裝上一種扇形大刻度盤12,

其上用特制的螺釘軸8裝上一種大指針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)動日勺角

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。?時，大指針9的前

面a和側(cè)面b垂直于工作臺5H勺平面，而大指針g的底面c平行于工

作臺5日勺平面.測量車刀角度時，就是根據(jù)被測角度出J需要，轉(zhuǎn)動工

作臺5,同步調(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上升或下降而處在合適出J位置，然后用大指針

9日勺前面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H勺被測角度數(shù)值。

（二）測量車刀標注角度的措施

1、用萬能量角器測量車刀標注角度

（1）主偏角Kr的測量

將萬能量角器裝成如圖1?3所示的樣子

圖is用萬傀呈珀耕得0平〃主偏角國1-4歷萬能依例器測族小力湖修柏

貼合在直尺（或換成直角尺）的尺面上，讓基尺和主刀刃在基面上的投

影相平行游標尺零線所指示的角度數(shù)值，就是主偏角Kr口勺數(shù)值.

（2）副偏角K/的測量

測完主偏角Kr之后，保持車刀和直尺的相對位置，讓基尺和副刀刃

裝表面上口勺投影相平行，則游標尺零線所指示口勺角度數(shù)值，就是副偏

角k/的數(shù)值（見圖1-4）.

（3）刃傾角兒的測量

將萬能量角器裝成如圖1-5所示的樣子，把車刀底面緊密地貼合在直

尺尺面上，調(diào)整車刀H勺位置，使基尺處梗切削平面(Ps)內(nèi)，并和主刀

刃緊密貼合；則游標尺零線所指示W(wǎng)、J角度數(shù)值，就是刃傾角4的數(shù)值。

(4)前角九日勺測量

將萬能量角器裝成如圖1-6所示的樣子，把車刀底面緊密地貼合在直

尺尺面上，調(diào)整車刀的位置，使基尺處在主剖面(P。)內(nèi)，并通過主

刀刃上的選定點和前刀面緊密貼合，則游標尺零線所指示口勺角度數(shù)

值，就是主剖面前角九日勺數(shù)值。

圖1-6用萬能母用浮測GT〃而用

(5)后角a。的I測量

將萬能量角器裝成如圖1?7所示的樣子，把車刀底面緊密地貼合在直

角尺（或換成直尺）的尺面上，調(diào)整車刀的位置，使基尺處在主剖面很。）

內(nèi)，并通過主刀刃上日勺選定點，和后刀面緊密貼合，則游標尺零線所

指示的角度，就是主剖面后角a。的數(shù)值。用萬能量角器測量車刀標

注角度，其角度數(shù)值日勺精確度可以到達分，但由于基尺，直角尺和直

尺的尺面較窄，定位不準，再加上是用眼睛觀測來判斷尺面與否在基

面、切削平面和主削面內(nèi)，因此也許導(dǎo)致較大的測量誤差。

2、用車刀量角臺測量車刀標注角度

（1）校準車刀量角臺的原始位置

用車刀量角臺測量車刀標注角度之前，必須先把車刀量角臺的大指

針、小指針和工作臺指針所有調(diào)整到零位，然后把車刀按圖1-8所示

平放在工作臺上，我們稱這種狀態(tài)下的車刀量角臺位置為測量車刀標

注角度的原始位置.

（2）主偏角Kr口勺測量

從圖1-8所示的原始位置起，按順時針方向轉(zhuǎn)動工作臺（工作告平面

相稱于P。）,讓主刀刃和大指針前面a緊密貼合，如圖1-9所示，則

工作臺指針在底盤上所指示口勺刻度數(shù)值，就是主偏角kr的數(shù)值。

（3）刃傾角兒的測量

測完主偏角Kr之后，使大指針底面c和主刀刃緊密貼合（大指針前面

a相稱于Ps,如圖1-10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4日勺數(shù)值.指針在（）。左邊為+4，指針在（）。右邊

為人。

(4)副偏角k/的I測量

參照測量主偏角Krin措施，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1—17所示，則工作臺指針在底盤上所

指示H勺刻度數(shù)值，就是副偏角k/的數(shù)值。

⑸前角九冏測量

前角九日勺測量，必須在測量完主偏角Kr的數(shù)值之后才能進行。從圖

1—8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

圖|多用軍刀版向臺測at車刀土的加

圖1-10用車刀用用臺測直車刀刃限用圖|山用車刀量角臺測盤車刀副僚用

指究竟盤上巴=9（）。-（，的刻度數(shù)值處（或者從圖1—9所示測完主偏

角Kr日勺位置起，按逆時針方向使工作臺轉(zhuǎn)動90。），這時，主刀刃在

基面上日勺投影恰好垂直于大指針前面a（相稱于Po）,然后讓大指針底

面c落在通過主刀刃上選定點Ef、J前刀面上（緊密貼合），如圖1—12所

示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是主剖面前角九的

數(shù)值。指針在（）“右邊時為+九，指針在（）。左邊時為■幾。

（6）后角a。的I測量

在測完前角九之后，向右平行移動車刀（這時定位塊也許要移到車刀

W、J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W、J后刀面緊密貼合，如圖1-13所示，則大指

針在大刻度盤上所指示W(wǎng)、J刻度數(shù)值，就是主剖面后角ao的數(shù)值。指

針在0。左邊為+a。，指針在0。右邊為-a。

（7）法剖面前角九利后角%的測量

測量車刀法剖面W、J前角九和后角%,必須在測量完主偏角Kr,刃傾

角4之后才能進行。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）上升到合適位置，使彎板轉(zhuǎn)動一種刃傾角4日勺數(shù)值，

這個4數(shù)值由固連于彎板上日勺小指針在小刻度盤上指示出來（逆時針

方向轉(zhuǎn)動為兒，順時針方向轉(zhuǎn)動為一兒），如圖1-14所示，然后再按

如前所述測量主剖面前角兒和后角a。日勺措施（參照圖1.12和圖1-13）,

便可測量出車刀法剖面前角九和后角%日勺數(shù)值。

五、試驗匯報內(nèi)容

（一）試驗用量儀和工具

（二）試驗記錄

主剖面參照系的基本角度（單位：度）

（三）繪制車刀標注角度圖

（四）試驗成果分析討論

五、思索題

1、用車刀量角臺測量車刀主剖面前角兒和后角a〃時，為何要讓工作

臺從原始位置起，逆時針方向旋轉(zhuǎn)巴=90°-（的角度？

2、在什么狀況下需要測量車刀法剖面前角兒和后角4?為何用車刀量

角臺測量車刀法剖面前角九和后角4時，小指針（即彎板）要旋轉(zhuǎn)一種

刃傾角4日勺數(shù)值？

3、參照測量車刀主剖面前角九和后角應(yīng)日勺措施，怎樣運用車刀量角

臺測量出車刀副刀刃上W、J副前角九'，和副后角&',?為何車刀工作圖

上不標注副前角/'。

4、怎樣運用車刀量角臺測量出車刀切削深度（進給）方向剖面H勺前角七

（yf）和后角ctp（%）?標注出Yp（yf）和后角ap（af）有什么用處？

5、切斷車刀有幾條刀刃?哪條是主刀刃?哪條是副刀刃?應(yīng)怎樣運用車

刀量角臺測量切斷車刀的主偏角和副偏角％’?

6、45"彎頭車刀在車外圓和車端面時，其主、副刀刃和主、副偏角

與否發(fā)生變化?為何？

7、在實際切削加工中，由于刀具安裝位置和進給運動的影響，形成

刀具時工作角度，請分析如下狀況，切削平面、基面和正交平面位置

是怎樣變化的。

⑴車刀（像刀）安裝時，刀尖高于工件軸線。

⑵車刀（錘刀）安裝時刀尖低于工件軸線。

（3）車刀安裝偏斜一

（4）縱向進給運動對工作角度口勺影響。

⑸橫向進給運動對工作角度日勺影響。

試驗三車削力的測量

一、目的與規(guī)定

1、理解通用測力儀的工作原理及測力措施。

2、掌握切削深度％、進給量f等對車削力日勺影響規(guī)律。

3、通過試驗數(shù)據(jù)的處理，建立主車削力FzH勺經(jīng)驗公式。

二、試驗設(shè)備、儀器、工具和試件

1、測試系統(tǒng)框圖

切削力--------電訊號-----------瑜出---------

------?測力儀------?電阻應(yīng)變儀------?記錄儀

2、設(shè)備，儀器和試件

CA6140一般車床、外園車刀，45#園鋼棒料、QB-09型通用測力儀、

Y6D-3A型動態(tài)電阻應(yīng)變儀、SC-16型光線示波器。

三、測量原理

測量切削力的測力儀種類諸多，有機械測力儀，油壓式測力儀和電測

力儀。目前使用較多的是電測力儀，它H勺測量精度和敏捷度較高，電

測力儀又有電阻應(yīng)變式、電感式、電容式和壓電式等。

(一)電阻應(yīng)變式測力儀出J工作原理

就電阻應(yīng)變式測力儀而言，盡管種類繁多，構(gòu)造各異，但其工作原理

是同樣日勺，即在測力儀彈性元件日勺合適位置粘貼著具有一定電阻值R

的電阻應(yīng)變片。并將其聯(lián)成電橋。切削時.，彈性元件受力變形，于是

緊粘在其上W、J電阻應(yīng)變片也隨之變形，電阻值R發(fā)生了變化。當(dāng)應(yīng)

變片R1及R3受拉而伸長時，電阻絲直徑變細，電阻增大(R+AR),

當(dāng)應(yīng)變片R2、R4受壓縮變形時，電阻絲直徑變粗，電阻減小(RFR),

于是電橋失去平衡而產(chǎn)生輸出電壓(或電流)。但由于電阻應(yīng)變片的電

阻變化很小，因此一般還必須通過電阻應(yīng)變儀放大，然后由記錄儀器

記錄，再根據(jù)標定曲線H勺換算，就能求得切削力的數(shù)值。運用電賠償

原理，可以消除各分力間的互相干擾。

圖示為幾種不一樣構(gòu)造形式日勺八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀。

入南邱游電帆應(yīng)熨式車第例力儀

?）交乂我o版科《〉lAXSr

（二）電阻應(yīng)變式測力儀常用區(qū)I放大與記錄儀器

1、電阻應(yīng)變儀

由于電橋的輸出電壓很小，因此需用應(yīng)變墳來放大電橋日勺輸出信號。

電阻應(yīng)變儀的型號諸多，常用日勺有YJD-1型、YJ-5型、Y6D-2型、

Y6D-3A型、Y8DB-5型等。

根據(jù)負載電阻的不一樣，上述電阻應(yīng)變儀分為電壓橋和功率橋兩類，

YJD-LYJ-5、Y6D-2等型號屬電壓橋；Y6D-3A、Y8DB-5等型號屬

功率橋。應(yīng)當(dāng)注意，使用電壓橋的電阻應(yīng)變儀時，每一工作橋臂上的

電阻應(yīng)變片的片數(shù)、串聯(lián)或并聯(lián)不影響電橋的敏捷度，而使用功率橋

的電阻應(yīng)變儀時，電橋的敏捷度則與每一種工作臂上的電阻應(yīng)變片的

片數(shù)、串聯(lián)或并聯(lián)的措施有關(guān)，在接橋時必須注意。

2、記錄儀器

與電阻應(yīng)變儀配套使用的記錄儀器有光線示波器（SC-16型等）及數(shù)字

電壓表（PZ8、PZ26型等）。

（三）壓電式測力儀

壓電式測力儀的工作原理是基于石英晶體口勺正壓電效應(yīng)。當(dāng)晶體受力

作用時，產(chǎn)生變形，從而在晶體表面上產(chǎn)生電荷，所產(chǎn)生的電荷量與

外力大小成止比，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。由于石英晶體在切片時的

方位不一樣，有縱向效應(yīng)與切向效應(yīng)之分c縱向效應(yīng)的石英晶片，只

有當(dāng)力垂直作于石英晶片的表面時，才有電荷產(chǎn)生「而切向效應(yīng)向石

英晶片，只有當(dāng)力沿著敏捷軸方向切于石英晶片表面時，才有電荷產(chǎn)

生。

單向壓電晶體傳感器是由兩片縱向效應(yīng)日勺石英晶片構(gòu)成，只能測量垂

直于傳感器表面日勺作用力。三向壓電晶體傳感器是由三組石英晶片構(gòu)

成，其中測量Fz力日勺一組是由二片縱向效應(yīng)日勺石英晶片構(gòu)成，而測

量Fy及Fx力日勺二組都是由二片切向效應(yīng)的石英晶片構(gòu)成，但兩組石

英晶片的敏捷軸方向互成90',因此，當(dāng)空間任意方向的力作用于傳

感器上時，就能自動W、J將作用力分解為三個互相垂直出J分力。

壓電式測力儀由于剛性好，敏捷度高，且可以測量動態(tài)切削力，因此

應(yīng)用逐漸增多。壓電測力儀，由于在力作用下石英晶片所產(chǎn)生的電荷

很少，因此尚需配用電荷放大器進行放大（電荷放人器有FDH-2型、

FDH-7型等），再用光線示波器（SC-16型等）或數(shù)字電壓表（PZ8型、

PZ26型等）進行記錄。使用壓電式測力儀測力時，測量系統(tǒng)框圖如

圖所示。

電訊號.

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切刖力-處2a債錄

電荷放火58--------?--------->

電訊弓一亞儀

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四、試驗內(nèi)容與措施：

1、測力儀的標定

實際測定切削力之前，必須對測力儀進行標定，這樣才能得到測力儀

承受力的大小與記錄儀輸出H勺函數(shù)關(guān)系.能否精確地進行標定，將影

響測力W、J精度。

通過測力環(huán)來進行標定可得到切削力（N或kgf）與微應(yīng)變與uE之間的

函數(shù)關(guān)系曲線，即標定曲線。

2、準備工作

⑴安裝工件、測力儀及車刀。注意刀尖伸出長度應(yīng)與標定期一致，

并對準工件中心高。

⑵按測量系統(tǒng)圖連線。

⑶熟悉電阻應(yīng)變儀使用，并進行電橋平衡調(diào)整。熟悉記錄儀器日勺使

用。

(4)熟悉機床操作手柄及操作措施。注意安全事項。

(5)確定試驗條件。

五、試驗數(shù)據(jù)和處理與經(jīng)驗公式的建立

切削力的經(jīng)驗公式一般是以切深ap和進給量f為變量的幕函數(shù)，其

形式為：(以主切削力Fz為例)

首先建立切削力與每一單獨變化原因間日勺關(guān)系式(如Fz-ap與Fz-f),

分別求出各指數(shù)和系數(shù)，然后通過綜合，求出總的系數(shù)。

1、圖解法

在單原因試驗的構(gòu)思下，固定其他原因不變，只變化一種岡素，分別

體現(xiàn)切深ap、進給量f與主切削力Fz關(guān)系日勺單項切削力指數(shù)公式為:

xy

H,=CPap-；Fz=Cff-

將等號兩邊取對數(shù)，則有

lgFz=lgCap+xFZlgap

lgFz=lgCf+xFZlgf

顯然Fz-ap線和Fz-f線在雙對數(shù)坐標紙上是直線。

系數(shù)Cap為Fz-ap線在aP=lmm時W、JFz值.

系數(shù)Cf為Fz-f線在f=lmm/r時的JFz值。

指數(shù)Xfz為Fz-ap線的斜率。

指數(shù)Yfz為Fz-f線的斜率。

用本次日勺數(shù)據(jù)可在雙對數(shù)坐標紙上畫山5條Fz-ap線和4條Fz-f線，

分別求XFZ和YFZ,然后取平均值，以提高試驗精度。

取任意一對Fz-ap線和Fz-f線，可以求出（2以。

由于式與=<^^以是在f=f。（變化ap試驗時所固定的f值）的狀況

下得到口勺，故有:

畛=Capa/-=C/pX叼。訥則C.=黑

而式Fz=CJ陽是在ap=ap。（變化f試驗時所固定口勺a。值），固有

Fz二C/*=（3//叼廣，

由于試驗誤差C陽與C3不一定相等，因此取兩者W、J平均值，即

CfZ=5（CfZl+Cg）

2、一元線性回歸法

理論上lgFz?lgap與IgFz-lgf應(yīng)是線性關(guān)系，但實際的試驗點往往不也

許所有落在一條直線上，上述圖解法是用眼晴觀測繪出的一條直線，

使各試驗點大概均布在該直線的上下，因此所求得的指數(shù)、系數(shù)存在

一定的誤差.一元線性回歸法是運用數(shù)理記錄中回歸分析的措施，建

立一元線性回歸方程，由于它是建立在誤差平方和為最小的“最小二

乘法”基礎(chǔ)上得出的一條直線，因此誤差最小。

六、試驗匯報內(nèi)容

（一）試驗儀器、設(shè)備及測試系統(tǒng)原理圖

1、儀器、設(shè)備

機床M力儀

Kz-

應(yīng)變儀測力儀

KT=

標定常數(shù)

記取儀Kx-N/

H件材料硬度

入：

結(jié)相忖料YnO。K,KZY<br

刀具

2、測試系統(tǒng)原理醫(yī)

（二）試驗環(huán)節(jié)

（三）試驗記錄

切削工件直徑dw/mm轉(zhuǎn)速nw/r/min切削速度v/m/min

用量

,

切削深度"nm進綸量fmm^r主切削力Fz僅

?

t

（四）試驗數(shù)據(jù)處理及經(jīng)驗公式建立

（五）試驗成果分析討論

試驗四加工精度的記錄分析

一、目的與規(guī)定

在無心磨床上磨削一批試件，按次序測量其尺寸。

1、繪制實際分布醫(yī)。

2、計算平均尺寸又及均方根偏差繪制理論分布曲線。

3、繪制又一R質(zhì)量控制圖。

4、確定本工序aI工序能力及工序能力系數(shù)Cp。

通過試驗，規(guī)定學(xué)生切實掌握加工誤差的記錄分析法日勺基本理論和理

解記錄質(zhì)量控制日勺基本措施。通過本試驗，規(guī)定學(xué)生：

1、掌握樣本數(shù)據(jù)的獲得利處理措施，能繪制實際分布圖、理論分布

圖及點圖。

2、判斷加工誤差的性質(zhì)，確定工序能力及其等級.

3、培養(yǎng)對加工誤差進行綜合分析日勺能力。

二、試驗設(shè)備儀器和試件

1、測量儀器±0.001mm比較儀。

2、量具：0—25mm千分尺，塊規(guī)一組。

3、試件：100—200個，園柱形工件，材料45鋼。

三、試驗原理

在加工過程中，由于隨機誤差利系統(tǒng)誤差的影響，使一批工件加工后

的尺寸各不相似，通過測量一批工件的尺寸，可畫出該批工件的實際

分布圖，可判斷加工誤差的性質(zhì)。假如通過評估確認樣本是服從正態(tài)

分布日勺，就可以認為工藝過程中變值系統(tǒng)性誤差很?。ɑ虿幻黠@），引

起被加工工件質(zhì)量分散的原因重要是由隨機誤差引起，這時可深入分

析有無常值系統(tǒng)性誤差存在。假如評估成果表明樣本不服從正態(tài)分

布，就要深入分析是哪種變值系統(tǒng)性誤差在明顯地影響著工藝過程。

實踐證明：在機械加工中，若問步滿足下列三個條件：

1、無變值系統(tǒng)性誤差（或有而不明顯）；

2、各隨機性誤差是互相獨立的；

3、在各隨機性誤差中沒有一種是起主導(dǎo)作用的I；

則T件日勺誤差就服從正態(tài)分布°

在研究加工誤差問題時，常常應(yīng)用數(shù)理記錄學(xué)中某些“理論分布曲線”

來近似地替代實際分布曲線。其中應(yīng)用最廣的便是正態(tài)分布曲線（或

稱高斯曲線）。其概率密度函數(shù)叫方程為：

X,一工件尺寸；N一工件平均尺寸大」￡%；

〃4=1

。一均方根偏差。=脛氏-分

W、J大小反應(yīng)了機床加工精度日勺高下，正態(tài)分布H勺分散范圍為戈士

3<7,又的大小反應(yīng)了機床調(diào)整位置的不一樣。

工序能力就是工序處在穩(wěn)定狀態(tài)時，加工誤差正常波動口勺幅度，一般

用6。來表達，工序能力系數(shù)就是工序能力滿足加工精度規(guī)定的程度,

當(dāng)工序處在穩(wěn)定狀態(tài)時，工序能力系數(shù)：

CT—工件的尺寸公差

6cr

分布圖分析法具有如下特點：

⑴分布圖分析法采用日勺是大樣本，因而能比較靠近實際地反應(yīng)工藝

過程總體(母體)；

(2)能把工藝過程中常值系統(tǒng)性誤差從誤差中辨別開來，由于沒有考

慮工件加工的先后次序，因此不能把變值系統(tǒng)性誤差和隨機誤差辨別

開來；

⑶只有等到一批工件加工完畢后才能繪制分布圖，因此不能在工藝

過程中及時提供捽制工藝過程精度日勺信息：

(4)計算較復(fù)雜；

(5)只合用于工藝過程穩(wěn)定的場所，假如工藝過程不穩(wěn)定，繼續(xù)用分

布圖分析討論上藝過程的精度就失去意義。

點圖分析法可以反應(yīng)質(zhì)量指標隨時間變化口勺狀況，因此，它是進行質(zhì)

量控制日勺有效措施。這種措施既可以用于穩(wěn)定H勺工藝過程，也可以用

于不穩(wěn)定的工藝過程。點圖H勺使用方法有多種。

⑴工藝驗證：為了確定準備投產(chǎn)日勺工藝能否保證加工質(zhì)量規(guī)定或?qū)?/p>

現(xiàn)行H勺工藝進行定期、不定期W、J檢查，查明工藝能力和工藝W、J穩(wěn)定性。

所謂工藝的穩(wěn)定，從數(shù)理記錄的原理來說，一種過程（工序用勺質(zhì)量參

數(shù)的總體分布，其平均值又和均方根差。在整個過程（工序）中若能保

持不變，則工藝是穩(wěn)定的。常采單單值點圖及由小樣本均值牙的點圖

和小樣本極差R的點圖聯(lián)臺構(gòu)成的又一R圖。

⑵加工過程誤差分析：目的是從點圖中分解出系統(tǒng)性誤差和隨機性

誤差并尋找誤差歐I本源。前者可以用點圖的次序平均數(shù)法。后者可以

用有關(guān)分析法。

四、試驗環(huán)節(jié)

1、用對應(yīng)尺寸口勺塊規(guī)調(diào)整好比較儀。

2、按加工次序測量零件日勺尺寸，記錄測量成果。

3、繪制實際分布國（直方圖或折線圖）。

1）確定尺寸間隔數(shù)：

選擇組數(shù)j對實際分布兇時顯示好壞有很大關(guān)系°組數(shù)過多.組距太

小，分布圖會被頻數(shù)的隨機波動所歪曲：組數(shù)太少，組距太大，分布

特性將被掩蓋。j值一般應(yīng)根據(jù)樣本容量來選擇。

n25?4040?6060?100100100-160160-250

j678101112

2）確定尺寸間隔大?。ńM距）Ax

Y—X

A、二inin

j-1

Xg—群體個體的最大值

Xmin—樣本個體W、J最小值

3）計算各組組界與組中值

各組組界：xmin+（k-l）Ax±g（k=l、2、3.....j）

各組組中值：xmin+（k-l）Ax

4）作頻數(shù)分布表

5）計算又和0

6）畫實際分布圖，標出又和6b值及工件的尺寸公差T。

7）計算工序能力系數(shù)CP。

4、繪制理論分布曲線（在實際分布圖上）。

5、繪制又一R質(zhì)量控制點圖。

1）取定每組工件數(shù)m