机械制造工艺学实验指导书-修改稿

机械制造工艺学实验指导书 附实验报告 西南交通大学峨眉校区机械系机电教研室 西南交通大学峨眉校区机械系机械厂 编制 何俊 张熹 2012 9 23 联合编制 实验一 定位原理 定位元件及夹具组成观摩实验实验一 定位原理 定位元件及夹具组成观摩实验 一 实验目的一 实验目的 1 通过具体实物观摩实践 加深学生对定位原理的理解 直观地认识完全定位和不完全定位方式的实际应 用 2 了解常用夹具的构造和组成 增强对夹具构造的感性认识 3 熟悉常用的定位方式和定位元件 加深对常用定位元件结构和功能的认识 4 熟悉 一面两销 定位方案的特点 5 巩固课堂所学理论知识 培养学生分析问题 解决问题的能力 二 实验设备二 实验设备 具体工装夹具视工厂现有设备而定 由实验指导教师和工厂技术人员现场指定 三 实验要求三 实验要求 1 学生在做实验之前 应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容 带着若干相关问题在实践中求答案 2 学生在实践中要做好记录 要按实验内容认真整理并填写实验报告 3 实验期间学生应遵守工厂的有关规章制度 服从技术人员的安排 不能妄动工厂的生产设备及仪器 要 在技术人员的指导下完成实验内容 四 实验内容四 实验内容 1 分析两种及以上不同夹具的定位原理 说明所限制的自由度 并以示意图表示出 2 试列出实验中见到的采用不完全和完全定位方案的夹具各一种 画出其定位原理图 该不完全定位的夹 具设计方案是否会影响本道工序的加工精度 3 实验中见到的支承钉结构形式有哪几种 支承板结构形式有哪几种 分析各有什么特点 用于何种平面 定位 4 实验中见到的定位外圆面的定位元件有哪几种 V 形块的结构特点 各几何要素有何功用 5 V 型块夹角常见的有哪几种 6 长 短 单个与两个 V 形块各限制哪些自由度 7 如何检验 V 形块的制造精度和安装精度 8 通过实物观摩 找出工件以内孔定位所采用的定位元件 说明各有何结构特点 以结构示意图表示之 分析其限制的自由度 9 长定位销和短定位销 削边销各限制多少自由度数 10 定位销和支承钉的功用及结构有何区别 11 找出采用 一面两销 定位的夹具实例 分析两定位销的结构特点及其所限制的自由度 说明削边销 的安装方向有何要求 12 了解车床夹具结构主要由哪几部分组成 13 钻模结构主要由哪几部分组成 14 了解铣床夹具结构主要由哪几部分组成 15 平面定位的定位元件在夹具上安装后 如何保证其工作面处于同一平面上 说明说明 以上实验内容不一定要求全部完成 具体情况视工厂现有设备而定 但至少应回答三个以上的问题 以上实验内容不一定要求全部完成 具体情况视工厂现有设备而定 但至少应回答三个以上的问题 实验报告一 实验报告一 定位原理 定位元件及夹具组成观摩实验定位原理 定位元件及夹具组成观摩实验 学生学号 姓名 专业年级 实验学时 2 学时 指导教师评分 指导教师签字 实验时间 实验地点 一 实验收获一 实验收获 通过此次观摩实物夹具 要求学生围绕可调支承 自位支承 辅助支承 夹紧机构内容 每位学生致少发现 提出三个新问题 并将问题写在实践报告上 实验收获 二 问题回答 问题回答 1 题号 答 2 题号 答 3 题号 答 三 附 本次实验报告相关表格三 附 本次实验报告相关表格 夹具 名称 工件定位方案示意图夹具结构简图 至少两个视图 定位元件名称 定位元件限制 的自由度 备注 夹具 名称 工件定位方案示意图夹具结构简图 至少两个视图 定位元件名称 定位元件限制 的自由度 备注 实验二 支承 夹紧机构观摩及夹具测绘实验实验二 支承 夹紧机构观摩及夹具测绘实验 一 实验目的一 实验目的 1 熟悉常用可调支承 辅助支承和自位支承的结构特点 了解其在夹具中的应用 增强对此类支承的感性 认识 2 熟悉常用夹紧元件的几何构造及其功用 3 了解夹紧力作用点的位置特点 4 了解常用夹紧机构的原理和结构特点 了解常用的夹紧方式 5 加深对理论知识的理解 增强感性认识 6 培养学生分析问题 解决问题的能力 7 培养学生对夹具夹紧机构和非固定支承的结构设计能力 二 实验设备二 实验设备 具体工装夹具视工厂现有设备而定 由实验指导教师和工厂技术人员现场指定 三 实验要求三 实验要求 1 观察实践中 找出两种以上可调支承 并画出其结构示意图 2 观摩实践中 分析并找出两种以上自位支承 画出其结构示意图 说明其功用 3 分析并找出两种以上辅助支承 画出其结构示意图 说明其功用 4 分析可调支承 自位支承和辅助支承三者在定位作用方面有何区别 5 分析自位支承的几个接触点相当于几个独立支承点 有何功用 6 观摩实物夹具过程中 找出两种不同夹紧方案的夹具 分析各自在夹紧力的作用点和方向的选择上有何 特点 说明其夹紧机构有何特点 画出结构示意图 7 分析螺旋夹紧装置中 采用螺杆直接压紧工作与通过压块压紧工件有何不同点 并以示意图表示螺杆与 压块的主要结构 8 找出螺旋快速夹紧机构 分析其如何实现快速夹紧功能 说明说明 以上实验内容不一定要求全部完成 具体情况视工厂现有设备而定 但至少应回答三个以上的问题 以上实验内容不一定要求全部完成 具体情况视工厂现有设备而定 但至少应回答三个以上的问题 实验报告二 支承 夹紧机构观摩及夹具测绘实验实验报告二 支承 夹紧机构观摩及夹具测绘实验 学生学号 姓名 专业年级 实验学时 2 学时 指导教师评分 指导教师签字 实验时间 实验地点 一 实验收获一 实验收获 通过此次观摩实物夹具 要求学生围绕可调支承 自位支承 辅助支承 夹紧机构内容 每位学生致少发现 提出三个新问题 并将问题写在实践报告上 实验收获 二 问题回答 问题回答 1 题号 答 2 题号 答 3 题号 答 三 附 本次实验报告相关表格三 附 本次实验报告相关表格 夹具名称夹紧方案示意图 夹具结构简图 至少两个视图 如有辅助 自位支承 请标示 出其位置 夹紧元件名称备注 夹具名称夹紧方案示意图 夹具结构简图 至少两个视图 如有辅助 自位支承 请标示 出其位置 夹紧元件名称备注 实验三 典型零件机加工工艺过程拟定实验三 典型零件机加工工艺过程拟定 一 实验目的一 实验目的 1 了解典型零件机械加工工艺规程的编制方法 特别是加工工艺过程的拟定方法 2 熟悉加工方法的选择及加工顺序的安排原则及相关理论 3 熟悉加工阶段的划分原则及工序分散与集中的基本概念 二 实验设备二 实验设备 根据工厂的实际情况 由现场选取具有一定代表性的典型零件 如轴类零件或盘类零件 三 实验要求三 实验要求 1 学生在做实验之前 应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容 带着若干相关问题在实践中求答案 2 学生在实践中要做好记录 要按实验内容认真整理并填写实验报告 3 实验期间学生应遵守工厂的有关规章制度 服从技术人员的安排 不能妄动工厂的生产设备及仪器 要 在技术人员的指导下完成实验内容 四 实验内容四 实验内容 1 针对具体零件的功能 技术要求及生产批量 按经济加工精度和经济表面粗糙度的要求分析并选择恰当 加工方法 2 根据零件的表面质量要求和尺寸及位置精度要求 初步划分加工阶段 3 详细拟定零件的加工工艺过程 包括加工顺序安排 如需热处理 应在适当位置安排热处理工艺 4 将拟定的机加工工艺过程按顺序填写在工艺卡片上 要求每种零件分别按单件小批量和大批量两种生产 类型编写工艺过程卡 实验报告三 典型零件机加工工艺过程拟定实验报告三 典型零件机加工工艺过程拟定 学生学号 姓名 专业年级 实验学时 2 学时 指导教师评分 指导教师签字 实验时间 实验地点 一 问题回答一 问题回答 1 题号 答 2 题号 答 3 题号 答 二 附 本次实验报告相关表格 机械加工工艺过程卡 二 附 本次实验报告相关表格 机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡零件材料 工厂 零件名称零件毛坯 设备刀量具夹具名称 工序号工序名称 名称型号名称规格 更改内容 编制校对审核 实验四 典型部件装配工艺过程拟定实验四 典型部件装配工艺过程拟定 一 实验目的一 实验目的 1 了解典型部件装配工艺规程的编制方法 2 熟悉装配方法的选择及装配顺序的安排原则及相关理论 3 了解装配精度的保证方法 二 实验设备二 实验设备 根据工厂的实际情况 由现场选取具有一定代表性的典型部件 如轴系部件或箱体部件 三 实验要求三 实验要求 1 学生在做实验之前 应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容 带着若干相关问题在实践中求答案 2 学生在实践中要做好记录 要按实验内容认真整理并填写实验报告 3 实验期间学生应遵守工厂的有关规章制度 服从技术人员的安排 不能妄动工厂的生产设备及仪器 要 在技术人员的指导下完成实验内容 四 实验内容四 实验内容 针对具体部件的功能 技术要求和生产批量 拟定部件的装配工艺过程 安排装配顺序 选择装配方法 并认真填写装配工艺过程卡片 画出装配单元系统图和装配单元系统合成图 实验报告四 典型部件装配工艺过程拟定实验报告四 典型部件装配工艺过程拟定 学生学号 姓名 专业年级 实验学时 2 学时 指导教师评分 指导教师签字 实验时间 实验地点 附 本次实验报告相关表格 装配工艺过程卡附 本次实验报告相关表格 装配工艺过程卡 工序工序 号号 工序名称工序名称工序内容工序内容 装装 配配 部部 门门 设备及工设备及工 艺装备艺装备 辅助辅助 材料材料 工时工时 定额定额 设计日期审核 标准 化 标记处数 更改 文件 号 签字日期标记处数 更改 文件 号 签字 日 期 实验五 加工误差统计分析实验实验五 加工误差统计分析实验 一 实验任务 性质和目的一 实验任务 性质和目的 1 任务 任务 在调整好的无心磨床上连续加工一批同样尺寸的试件 测量其加工尺寸 对测得的数据进行不同 的处理 以巩固机械制造工艺学课程中所学到的有关加工误差统计分析方法的基本理论知识 并用来分析此工 序的加工精度 2 性质 性质 综合性实验 3 目的 目的 1 掌握加工误差统计分析方法的基本原理和应用 2 掌握样本数据的采集与处理方法 要 求 能正确地采集样本数据 并能通过对样本数据的处理 正确绘制出加工误差的实验分布曲线和图 3 能对实验分布曲线和图进行正确地分析 对加工误差的性质 工序能力及工艺稳定性做出准确的鉴 别 4 培养对加工误差进行综合分析的能力 二 实验设备 仪器及试件二 实验设备 仪器及试件 设备 无心磨床 量仪 0 25mm 数显千分尺一把 试件 24 0 01 32 的 45 钢 淬火 100 件 视情况可减少为 60 件 三 实验原理三 实验原理 在实际生产中 为保证加工精度 常常通过对生产现场中实际加工出的一批工件进行检测 运用数理统计 的方法加以处理和分析 从中寻找误差产生的规律 找出提高加工精度的途径 这就是加工误差统计分析方法 加工误差分析的方法有两种形式 一种为分布图分析法 另一种为点图分析法 1 分布图分析法 分布图分析法 分布图分析法是通过测量一批加工零件的尺寸 把所测到的尺寸范围分为若干个段 画出该批零件加工尺 寸 或误差 的实验分布图 其折线图就接近于理论分布曲线 在没有明显变值系统误差的情况下 即工件的 误差是由很多相互独立的微小的随机误差综合作用的结果 则工件尺寸分布符合正态分布 利用分布曲线图可 以比较方便地判断加工误差性质 确定工序能力 并估算合格品率 但利用分布图分析法控制加工精度 必须 待一批工件全部加工完毕 测量了样本零件的尺寸后 才能绘制分布图 因此不能在加工过程中及时提供控制 精度的信息 这在生产上将是很不方便的 2 点图法 点图法 在生产中常用的另一种误差分析方法是点图法或图法 点图法是以顺序加工的零件序号为横坐标 零件的加工尺寸为纵坐标 把按加工顺序定期测量的工件尺寸画在点图上 点图可以反映加工尺寸和时间的关 系 可以看出尺寸变化的趋势 找出产生误差的原因 图称为平均尺寸 极差质量控制图 一般是在生产过程开始前 先加工一批试件 本实验中即用 本批加工的零件作为试件 根据加工所得的尺寸 求出平均值和极差 R 而绘制成的 x 点图 中线 x k i i x k x 1 1 上控制线 RAxxs 2 下控制线 RAxxx 2 R 点图 中线 k i i R k R 1 1 上控制线 Rs D1 R 下控制线 Rx D2 R 是将一批工件依照加工顺序按 n 个分为一组第 i 组的平均值 共分成 k 组 i x 是第 i 组的极差 i R 式中 A2 D1 D2的数值根据数理统计原理而定出 见表 1 表 1 每组件数 nA2D1D2 40 73 2 280 50 58 2 110 将生产中定期抽样的尺寸结果 点在图上 从点子在图中的位置便可看出和 R 的波动 它反映了x 工件平均值的变化趋势和随机误差的分散程度 图上的控制界限线 就是用来判断工艺是否稳定的界限 因此图是用来判断工艺过程的稳定性的 四 实验步骤四 实验步骤 1 按无心磨床的操作方法 加工一批零件 本实验为 100 件 可酌情减少为 60 件 加工完的零件 擦 洗干净 按加工顺序放置好 2 按加工顺序测量工件的加工尺寸 记录测量结果 3 绘制直方图和分布曲线 1 找出这批工件加工尺寸数据的最大值 xmax和最小值 xmin 按下式计算出极差 R R xmax一 xmin 2 确定分组数 K K 一般根据样本容量来选择 建议可选在 8 11 之间 3 按下式计算组距 d 4 确定组界 测量单位 微米 5 做频数分布表 6 计算和 x 7 画直方图 以样本数据值为横坐标 标出各组组界 以各组频率密度为纵坐标 画出直方图 8 画分布曲线 若工艺过程稳定 则误差分布曲线接近正态分布曲线 若工艺过程不稳定 则应根据 实际情况确定其分布曲线 画出分布曲线 注意使分布曲线与直方图协调一致 9 画公差带 在横轴下方画出公差带 以便与分布曲线相比较 4 绘制图 1 确定样组容量 对样本进行分组 样组容量 m 通常取 4 或 5 件 按样组容量和加工时间顺序 将样本划分成若干个样组 2 计算各样组的平均值和极差 对于第 i 个样组 其平均值和极差计算公式为 m j iji x m x 1 1 式中 第 i 个样组的平均值 第 i 个样组的标准差 第 i 个样组第 j 个零件的测量值 第 i 个样组数据的最大值 第 i 个样组数据的最小值 3 计算图控制限 计算公式见实验原理 4 绘制图 以样组序号为横坐标 分别以各样组的平均值和极差 R 为纵坐标 画出图 并在图上标出中心线和上 下控制限 5 按下式计算工序能力系数 Cp 6 判别工艺过程稳定性 可按下表所列标准进行判别 注意 同时满足表中左列 3 个条件 工艺过程稳定 表中右列条件之一不满 足 即表示工艺过程不稳定 7 加工误差综合分析 通过对分布图和图的分析 可以初步判断误差的性质 进而结合具体加工 条件 分析影响加工误差的的各种因素 必要时 可对工艺系统的误差环节进行测量和实验 表 2 五 实验结果分析与讨论五 实验结果分析与讨论 1 本工序的实验分布曲线图是否接近正态分布曲线 为什么 2 根据工序能力系数 Cp 本工序属哪一级 如果出现了废品 试分析产生废品的原因 3 从图看 本工序的工艺过程稳定吗 如果不稳定 试分析其原因 六 实验基本要求六 实验基本要求 1 明确实验目的 内容 条件及实验步骤 记录好实验原始数据 2 绘制直方图和分布曲线 绘制图 3 计算确定加工方案的工序能力及等级 分析判别加工误差的性质 分析影响加工误差的主要因素 并估 算合格品率或者不合格品率 若有不合格品 判断为可修复还是不可修复 并对加工方案提出改进措施 4 分析判断工艺过程是否稳定 5 独立完成实验报告 七 考核方式与评分办法七 考核方式与评分办法 实验报告占 70 实验过程占 30 附 实验报告格式附 实验报告格式 实验报告五 加工误差统计分析实验报告实验报告五 加工误差统计分析实验报告 实实 验验 名名 称 称 姓姓 名 名 班班 级 级 学学 号 号 实实 验验 日日 期 期 年年 月月 日日 指导教师 指导教师 成成 绩 绩 1 1 实验目的实验目的 本次实验所涉及并要求掌握的知识点 2 2 实验内容与实验步骤实验内容与实验步骤 实验内容 原理分析及具体实验步骤 3 3 实验环境实验环境 实验所使