机械制造工程原理与技术实验指导书(机械专业)

1、机械制造工程原理与技术实验指导书机械工程学院100i = 37um1白 16x3 + 21x7 +一、Xj 二n工件公差带中心：叫二号=2即分析：从图中可看出，这批工件的尺寸分散范围为39 um,（公差带46um）比公差带还 小，但尺寸分散范围中心37 um与公差带中心23 Hm不重合，假设设法将分散范围中心安排到 与公差带中心重合，即只要把机床的径向进给量增大37 um -23um=14um,就能消除常值 系统误差。五、实验步骤1、将百分表用标准量块安排零位对工件逐一测量2、找出该批工件最大值与最小值并分成假设干组3、计算组距.各组中心值,各组频数.频率4、按计算数据画出直方图5、求出尺寸分

2、散范围中心及工件公差带中心图1-1量角台的构造图1-2测量片实验一车刀角度测量、实验目的1、了解车刀量角台的构造与工作原理。2、掌握车刀几何角度测量的基本方法。3、加深对车刀各几何角度、各参考平面及其相互关系的理解。二、实验仪器及刀具1、仪器：回转工作台式车刀量角台2、车刀：外圆车刀三、回转工作台式车刀量角台的构造图1-1所示，回转工作台式量角台主要由底 盘1、平台3、立柱7、测量片5、扇形盘6、10 等组成。底盘1为圆盘形，在零度线左右方向各 有1000角度,用于测量车刀的主偏角和副偏角， 通过底盘指针2读出角度值；平台3可绕底盘中 心在零刻线左右1000范围内转动；定位块4可 在平分上平行

3、滑动，作为车刀的基准;测量片5, 如图1-2所示，有主平面(大平面)、底平面、 侧平面三个成正交的平面组成，在测量过程中， 根据不同的情况可分别用以代表剖面、基面、切 削平面等。大扇形刻度盘6上有正副450的刻度， 用于测量前角、后角、刃倾角，通过测量片5的 指针指出角度值；立柱7上制有螺纹旋转升降螺 母8就可以安排测量片相对车刀的位置。四、实验内容1、利用车刀量角台测量外圆车刀的几何角度：(1)前角为：前刀面与基面的夹角，当前刀面与 切削平面夹角小于900时，前角为正值；大于900 时，前角为负值。(2)后角劭：后刀面与切削平面之间的夹角，当 后刀面与基面夹角小于900时，后角为为正值；大于

4、 900时,后角为负值。(3)主偏角kr：主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角，主偏角总是为正。(4)副偏角k六 副切削刃在基面上的投影与背离进给运动方向是的夹角。(5)刃倾角入s：主切削刃与基面之间的夹角，当刀尖相对于车刀刀柄安装而处于最高点时， 刃倾角为正值；当刀尖处于最低点时，刃倾为负值；当切削刃平行车刀刀柄安装面时，刃倾 角为0。（6）计算出楔角夕0 （前刀面与后刀面的夹角）仇=90。一（九 一劭）。（7）计算刀尖角与（主切削平面与副切削平面的夹角）0=180 - （kr + kr）o五、实验方法1、根据车刀辅助平面及几何参数的定义，首先确定辅助平面的位置，在按着几何角度的 定

5、义测出几何角度。2、通过测量片的测量面与车刀刀刃、刀面的贴合（重合）使指针指出所测的各几何角度。六、实验步骤1、首先进行测量前的安排：安排量角台使平台、大扇形刻度盘和小扇形刻度盘指针全部 指零，使定位块侧面与测量片的大平面垂直，这样就可以认为：（1）测量片的大平面垂直于平台平面。（2）测量片的底平面平行于平台平面。（3）测量片的侧平面垂直于平台平面。2、测量前的准备：把车刀侧面紧靠在定位块的侧面上，使车刀能和定位块一起在平台平 面上平行移动，并且可使车刀在定位块的侧面上滑动，这样就形成了一个平面坐标，可以使 车刀置于一个比拟理想的位置。3、测量车刀的几何角度3.1主（副）偏角的测量（图1-3）

6、根据定义：主（副）切削刃在基面上的投影与走刀方向夹角。（1）确定走刀方向：由于规定走刀方向与刀具轴线垂直，在量角台上即垂直于零度线, 故可以把主平面上平行于平台平面的直线作为走刀方向，其与主（副）切削刃在基面的投影 有一夹角，即为主（副）偏角。（2）测量方法：顺（逆）时针旋转平台，使主（副）切削刃与主平面贴合。如图1-3所 示，即主（副）切削刃在基面的投影与走刀方向重合，平台在底盘上所旋转的角度，即底盘 指针在底盘刻度盘上所指的刻度值为主（副）偏角匕（院）的角度值。3.2测量车刀刃倾角（入）（图1-4）（1）根据定义：主刀刃和基面的夹角。（2）确定主切削平面：主切削平面是过主刀刃与主加工外表相

7、切的平面，在测量车刀的 主偏角时，主切削刃与主平面重合，就使主平面可以近似地看作主切削平面（只有当人=。时， 与主加工外表相切的平面才包含主切削刃），当测量片指针指零时底平面可作为基面。这样就 形成了在主切削平面内，基面与主切削刃的夹角，即刃倾角。（3）刃倾角测量方法：旋转测量片，即旋转底平面（基面）使其与主切削刃重合。如图 1-4所示，测量片指针所指刻度值为刃倾角。图1-3测量车刀的主偏角图图1-4测量车刀刃倾角3.3测量车刀的前角（图1-5）和后角劭（图1-6）根据定义：前角是指在主剖面内，前刀面与基面的夹角。后角劭是指在主剖面内后刀 面与主切削平面的夹角。（1）前角测量方法：使测量片旋转

8、其底平面（即基面）与前刀面重合。如图1-5所示, 测量片指针所指刻度值为前角。（2）后角使侧平面（即主切削平面）旋转与后刀面重合。如图1-6所示，测量片指针所 指刻度值为后角。图1-5测量车刀前角图1-6测量车刀后角实验二 金属切削变形测量一、实验目的1、了解刀具前角为对切屑变形的影响；2、了解不同材料对切削变形的影响；3、掌握测量和计算切削变形系数的方法；二、实验设备、材料及用具1、设备：牛头刨床（B6065）；2、用具：刨刀、卡尺、卡钳、保险丝；3、材料：铝、铜、钢；三、实验原理方法步骤金属的切削层在刀具的挤压下发生变形被别离成切屑和已加工外表。切屑变形是研究金 属切削过程的基本规律的基础

9、。在切屑塑性材料过程中，由于加工条件的不同，形成的切屑可为结状切屑、带状切屑、 粒状切屑、崩碎切屑等。在切削过程中刀具切下的切屑的厚度AM通常要大于工件上的切削层的厚度Ac,而切屑 长度凶却要小于切削层的长度k （如图21）据此来衡量切削变形的程度。就可以得出切 削变形系数的概念：切削层的长度Lc与切屑长度称为长度变形系数。切屑的厚度A 与切削层的厚度Ac之比称为厚度变形系数。Al切削厚度 Ach-切屑厚度艮-切削长度L函一切屑长度图21各厚度示意图测定的方法有两种：长度法和重量法。本实验采用长度法。即把切削层的长度Lc与切 屑长度Lch或者切屑厚度Ach与切削层厚度Ac测量出，再代入公式Lc

10、 AchLch计算就可以了。四、实验步骤1、刀具前角对切削变形的影响：固定切削速度V和切削层的厚度Ac,依次改变刀具前角进行切削，测量出相应的切屑 长度Lch及切削层的长度Lc按公式计算出变形系数1填入报告书中。2、不同材料对切削变形的影响：固定切削速度V和刀具前角测量出不同材料(铝、铜、钢)的切屑长度及切削 层的长度公按公式计算出变形系数C填入报告书中。五、思考题1、影响切削变形的主要因素有哪些？ (P48)实验三 加工误差统计分析一、实验目的：1、通过实验掌握对一批零件中抽取的样本进行精度统计分析的方法。2、根据工件公差选择合适的计量器具，并正确的测量工件尺寸。3、根据样本特征，采用适当的

11、统计分析方法进行分析。二、实验仪器：百分表、表架、平台、量块、试件。三、被测工件车削试件一批，外径16和27nz材料：45#钢四、加工误差的性质及实验原理：各种单因素的加工误差，按其统计规律的不同，可分为系统性误差和随机性误差两大类。 系统性误差又分为常值系统误差和变值系统误差两种。1、系统性误差常值系统误差顺次加工一批工件后，其大小和方向保持不变的误差，称为常值系统误差。例如加工原 理误差和机床、夹具、刀具的制造误差等，都是常值系统误差。此外，机床、夹具和量具的 磨损速度较慢，在一定时间内也可看作是常值系统误差。变值系统误差顺次加工一批工件中，其大小和方向按一定的规律变化的误差，称为变值系统

12、误差。例 如机床、夹具和刀具等在热平衡前的热变形误差和刀具的磨损等，都是变值系统误差。2、随机性误差顺次加工一批工件，出现大小和方向不同且无规律变化的加工误差，称为随机性误差。 例如毛坯误差（余量大小不一、硬度不均匀等）的复映、定位误差（基准面精度不一、间隙影 响）、夹紧误差（夹紧力大小不一人屡次安排的误差、剩余应力引起的变形误差等，都是随 机性误差。随机性误差从外表看来似乎没有什么规律，但是应用数理统计的方法可以找出一批工件 加工误差的总体规律，然后在工艺上采取措施来加以控制。3、实际分布图直方图在加工过程中，对某工序的加工尺寸采用抽取有限样本数据进行分析处理，用直方图的 形式表示出来，以便

13、于分析加工质量及其稳定程度的方法，称为直方图分析法。在抽取的有限样本数据中，加工尺寸的变化称为尺寸分散；出现在同一尺寸间隔的零件 数目称为频数；频数与该批样本总数之比称为频率；频率与组距（尺寸间隔）之比称为频率密 度。以工件的尺寸（很小的一段尺寸间隔）为横坐标，以频数或频率为纵坐标表示该工序加工 尺寸的实际分布图称直方图，如图3-1所示。下面通过实例来说明直方图的作法：例如车削一批轴径为60档046nmi的工件，实测后的尺寸如表3-1所示。表3-1轴径尺寸实测值(相)注：表中数据为相对测量值4420463220405233402543384041303649513834224638304238

14、274955ma X5538325548283652324238404238523836374328453650463830404434424722283430363235224035364246425()40362016mi n533246202846285418323326464736383049183838作直方图的步骤如下：(1)收集数据。一般取100件左右，找出最大值dmax = 55 u m,最小值dmin= 16pm (见 表 3-1)。(2)把100个样本数据分成假设干组，分组数可用表3-2确定。的高度参差不齐，从而看不出变化规律。通常确定的组数要使每组平均至少摊到45个数据。

15、(3)计算组距h,即组与组间的间隔_ d max- d min 55 _ 16 _(4)计算各组上、下界限值5(16+ ) u m= 18.5 u m；25(16+ ) u m= 18.5 u m；25(16 ) u m=13.5 um。2j. h第一组的上界限值为d min + -=21. h第一组的下界限值为dmin-=2(5)计算其余各组的上、下界限值。第一组的上界限值就是第二组的下界限值。第二组 的下界限值加上组距就是第二组的上界限值，其余类推。(6)计算各组的中心值Xio中心值是每组中间的数值。Xi=某组上线值+某组下线值幺 /r 士、/土13. 5 + 18. 5第一组中心值Xl=u m=16 n m2(7)记录各组的数据，整理成频数分布表，如表3-3所示。(8