机械制造技术实验指导书

《机械制造技术》实验指导书PAGE1II机械制造技术实验指导书肇庆学院机械与汽车工程学院机械工程系2023年6月《机械制造技术》实验指导书目录13051实验一车刀几何角度的测量 210769实验二机床静刚度实验 818386实验三典型机床夹具结构分析 13PAGE14PAGE2实验一车刀几何角度的测量一、实验目的1.熟悉车刀切削部分的构成要素，掌握车刀静态角度参考平面、参考系及车刀静态角度的定义；2.了解车刀量角仪的结构，学会使用量角仪测量车刀静态角度。二、实验学时2学时三、实验设备CLY-I型车刀量角仪、各种类型车刀若干四、实验原理车刀的静态角度可以用车刀量角仪进行测量，其测量的基本原理是：按照车刀静态角度的定义，在刀刃选定点上，用量角仪的指针平面(或侧面或底面)，与构成被测角度的面或线紧密贴合(或相平行、或相垂直)，把要测量的角度测量出来。图1 CLY-I型车刀量角仪1—支脚2—底盘3—导条4—定位块5—工作台6—工作台指针7—小轴8—螺钉轴9—大指针10—销轴11—螺钉12—大刻度盘13—滑体14—小指针15—小刻度值16—小螺钉17—旋钮18—弯板19—大螺帽20—立柱CLY-1型车刀量角仪的结构如图1所示。圆形底盘2的周边，刻有从0°起向顺、逆时针两个方向各100°的刻度。其上的工作台5可以绕小轴7转动，转动的角度，由固连于工作台5上的工作台，指针6指示出来。工作台5上的定位块4和导条3因定在一起，能在工作台5的滑槽内平行滑动。立柱20固定安装在底盘2上，它是一根矩形螺纹丝杠，旋转丝杆上的大螺帽19，可以使滑体13沿立柱(丝杠)20的键槽上、下滑动。滑体13上用小螺钉16固定装上一个小刻度盘15，在小刻度盘15的外面，用旋钮17将弯板18的一端锁紧在滑体13上。当松开旋钮17时，弯板18以旋钮17为轴，可以向顺、逆时针两个方向转动，其转动的角度用固连于弯板18上的小指针14在小刻度盘15上指示出来。在弯板18的另一端，用两个螺钉11固定装上一个扇形大刻度盘12，其上4用特制的螺钉轴8装上一个大指针9。大指针9可以绕螺钉轴8向顺、逆时针两个方向转动，并在大刻度盘12上指示出转动的角度。两个销轴10可以限制大指针9的极限位置。当工作台指针6、大指针9和小指针14都处在0°时，大指针9的前面a和侧面b垂直于工作台5的平面，而大指针9的底面c平行于工作台5的平面。测量车刀角度时，就是根据被测角度的需要，转动工作台5，同时调整放在工作台5上的车刀位置，再旋转大螺帽19，使滑体13带动大指针9上升或下降而处于适当的位置，然向用大指针9的前面a(或侧面b、或底面c)，与构成被测角度的面或线紧密贴合，从大刻度盘12上读出大指针9指示的被测角度数值。五、实验方法1.校准车刀量角仪的原始位置用车刀量角仪测量车刀静态角度之前，必须先把车刀量角仪的大指针、小指针和工作台指针全部调整到零位，然后把车刀按图2所示平放在工作台上，我们称这种状态下的车刀量角仪位置为测量车刀角度的原始位置。主偏角κr的测量从图2所示的原始位置起，按顺时针方向转动工作台(工作台平面相当于Pr)，让主刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图3所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是主偏角κr的数值。3.副偏角κr'的测量参照测是主偏角κr的方法，按逆时针方向转动工作台，使副刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图4所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是副偏角κr'的数值。4.刃倾角λs的测量测完主偏角κr之后，使大指针底面c和主刀刃紧密贴合(大指针前面a相当于Ps)，如图5所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是刃倾角λs的数值。指针在0°左边为+λs，指针在0°右边为–λs。图2测量车刀角度的原始位置图3车刀主偏角的测量

图4车刀副偏角的测量 图5车刀刃倾角的测量前面γo的测量前角γo的测量，必须在测量完主偏角κr的数值之后才能进行。从图2所示的原始位置起，按逆时针方向转动工作台，使工作台指针指到底盘上ψr90o−κr的刻度数值处(或者从图3所示测完主偏角κr的位置起，按逆时针方向使工作台转动90°)，这时，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指针前面a(相当于Po)，然后让大指针底面c落在通过主刀刃上选定点的前刀面上(紧密贴合)，如图6所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是正交平面前角γo的数值。指针在0°右边时为+γo，指针在0°左边时为–γo。后角αo的测量在测完前角γo之后，向右平行移动车刀(这时定位块可能要移到车刀的左边，但仍要保证车刀侧面与定位块侧面靠紧)，使大指针侧面b和通过主刀刃上选定点的后刀面紧密贴合，如图7所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是正交平面后面αo的数值。指针在0°的数值。指针在0°左边为+αo，指针在0°右边为-αo。图6 车刀前角的测量 图7 车刀后角的测量法平面前角γn和后角αn的测量测量车刀法平面的前角γn和后角αn，必须在测量完主偏角κr和刃倾角λs之后才能进行。将滑体(连同小刻度盘和小指针)和弯板(连同大刻度盘和大指针)上升到适当位置，使弯板转动一个刃倾角λs的数值，这个λs数值由固连于弯板上的小指针在小刻度盘上指示出来(逆时针方向转动为+λs，顺时针方向转动为-λs)，如图8所示，然后再按前所述测量正交平面前角γo和后角αo的方法(参照图8和图7)，便可测量出车刀法平面前角γo和后角αo的数值。图8 用车刀量角仪测量车刀法平面前角和后角

机械制造技术实验报告实验名称车刀几何角度的测量实验日期年月日班级姓名学号指导教师成绩实验目的实验用仪器设备型号规格3．实验测量记录实验测量的车刀几何角度记录表车刀名称κrκr'λsγoαo备注螺纹车刀内孔镗刀45o偏刀75o偏刀90o偏刀切刀4.回答下列问题试分析螺纹车刀、切（断/槽）刀有几条刀刃？图示说明哪条是主刀刃？哪条是副刀刃？45°弯头车刀在车外圆和车端面时，其主、副刀刃和主、副偏角是否发生变化？为什么？5.按比例绘制任意2把车刀的刀具角度图，并标注出测量得到的几何角度数值。

实验二机床静刚度实验一、实验目的：通过实验，使学生了解工艺系统是一弹性系统，在此系统中因切削力、零件自重及惯性力等的作用，各组成环节会产生弹性变形；系统中各元件之间若有接触间隙，在外力的作用下会产生位移。熟悉机床静刚度的测量方法和计算方法，从而更深地理解机械制造工艺中的工艺设备及其对零件加工质量的影响，提高学生分析和处理问题的能力。二、实验学时2学时三、实验装置：（1）车床一台；（2）静刚度测定装置一套。图1机床静刚度测定装置1—芯轴2、3、6—千分表4—力传感器5—加力螺杆四、实验方法和步骤：1）如图1所示，在车床的两顶尖间装夹一根刚度很大的光轴1（光轴受力后变形可忽略不计）。2）将力传感器4通过加力螺杆5的套筒座固定在刀架上。3）将千分表2、3、6安装在导轨的适当位置，并分别调零。4）接通力传感器的数字显示仪，调零、显示一位小数（方法详见附录1）。5）实验时用扳手扭转带有方头的螺杆5，以施加外载荷(Fy)。然后读出靠近在车床头，尾座和刀架安放的千分表(2)、(3)、(6)的读数，并记录填入表1中。表1外加载荷与千分表读数记录尾座套筒伸出5mm尾座套筒伸出105mm压力(N)千分表读数(μm)压力(N)千分表读数(μm)车头刀架尾座车头刀架尾座加载减载加载减载加载减载加载减载加载减载加载减载000000005050100100150150200200250250300300350350400400450450500500根据以上数据，计算出床头、刀架和尾座的受力F头、F刀和F尾。为了说明尾座套筒伸出长度对刚度的影响，实验时可将套筒分别伸出5mm和105mm。并分别测出千分表读数和计算出刚度的数值，填入表2中。表2车床静刚度计算载荷及静刚度尾座套筒伸出量1000Nk机k头k尾k刀5mm105mm五、静刚度的计算为了计算方便，实验时可将测力装置抵在刚性轴的中点处。故机床、床头、刀架它们之间的刚度关系可以用下式表示：实验时将横向力对准光轴中间，即x=L/2时，则上式化简为其中，

机械制造技术实验报告实验名称机床静刚度实验实验日期年月日班级姓名学号指导教师成绩实验原理实验设备实验步骤实验记录（注意：实验用的力传感器测得的力单位为千克力kgf）外加载荷与千分表读数尾座套筒伸出5mm尾座套筒伸出105mm压力(N)/kgf千分表读数(μm)压力(N)/kgf千分表读数(μm)车头刀架尾座车头刀架尾座加载减载加载减载加载减载加载减载加载减载加载减载0/00000/000050/5.150/5.1100/10.2100/10.2150/15.3150/15.3200/20.4200/20.4250/25.1250/25.1300/30.6300/30.6350/35.7350/35.7400/40.8400/40.8450/45.9450/45.9500/51500/51机床静刚度计算载荷及静刚度尾座套筒伸出量1000Nk机k头k尾k刀5mm105mm画出尾座套筒分别伸出5mm和105mm时尾座的刚度曲线，其中横坐标为尾座位移Y尾，纵坐标为尾座所受切削分力F尾。根据实验数据及所作刚度曲线对实验结果进行分析。尾座套筒伸出5mm和105mm时所作刚度曲线倾斜度不同说明了什么问题？为何加载曲线与卸载曲线不重合？刚度曲线上的残留变形从何而来？八、根据实验结果，讨论提高工艺系统刚度的措施。

实验三典型机床夹具结构分析一、实验目的通过观察、了解各类夹具的结构、工作原理，加深对夹具的分类、组成、定位、夹紧等基本概念理解，为学生自行设计夹具奠定实践基础。。二、实验学时2学时三、实验设备典型夹具及工件。四、实验内容1.通过观察掌握各类CNC夹具的组成、结构、应用，及其各部分的作用；2.了解夹具各部分连接方法；3.了解夹具与机床连接、定位、夹紧、基准选择、对刀方法；4.观察工件在CNC上的装夹过程，理解夹具工作原理。五、实验步骤1.熟悉各类夹具的结构，找出夹具中的定位元件、支撑原件、夹紧元件、对刀元件、夹具体、力源、传力机构，熟悉各元件（机构）之间的连接、基准、定位关系；2.了解所选取工件某一加工工序，以及相对应的CNC夹具，了解其定位、夹紧方法、以及装夹过程。3.对所选的工件及CNC夹具进行结构测绘。六、思考题1.