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1、实验指导共 9 页第 1 页“机械加工基础”课程实验指导实验一 车刀几何角度测量一 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 实验仪器及刀具仪器：回转工作台式量角台车刀： 1直头外圆车刀（ s = 00）2直头外圆车刀（ s 00）三 回转工作台式量角台的构造图 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
2、左右 1000范围内转动； 图 1-1 量角台的构造定位块 4可在平台上平行滑动，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的指针实验指导共 9 页第 2 页指出角度值；立柱 7上制有螺纹，旋转升降螺母 8就可以调整测量片相对车刀的位置。四 实验内容1利用车刀量角台分别测量 s = 00 、 s 00的直头外圆车刀的几何角度：要求学生测量 r、 r、 s、 o、 o 、 o 等 图 1-
3、2 测量片共 6个基本角度。2记录测得的数据，并计算出刀尖角 和楔角 。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首先进行测量前的调整：调整量角台使平台、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） 主平面垂直于平台平面，且垂直于平台对称线。（2） 底平面平行于平台平面。（3） 侧平面垂直于平台平面，且平行于平面对称线。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
4、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较理想的位置。3测量车刀的主（副）偏角（1） 根据定义：主（副）刀刃在基面的与走刀方向夹角。（2） 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）刀刃在基面的投影有一夹角，即为主（副）偏角。（3） 测量方法：顺（逆）时针旋转平台，使主刀刃与主平面贴合。如图1-3所示，即主（副）刀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 r（ r ）实验指导共
5、9 页第 3 页的角度值。4测量车刀刃倾角（ s）（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表面相切的平面，在测量车刀的主偏角时，主刀刃与主平面重合，就使主平面可以近似地看作主切削平面（只有当 s =0时，与主加工表面相切的平面才包含主刀刃） ，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，基面与主刀刃的夹角，即刃倾角。 （3）测量方法：旋转测量片，即旋转底平面（基面）使其与主刀刃重合。如图 1-4所示，测量片指针所指刻度值为刃倾角。5测量车刀主剖面内的前角 o 和后角 o（1） 根据定义：主前角是指在主剖面内，前刀面与基面的夹角。
6、主后角是指在主剖面内后刀面与主切削平面的夹角。（2） 确定主剖面：主剖面是过主刀刃一点，垂直于主刀刃在基面的投影。（3） 在测量主偏角时，主刀刃在基面的投影与主平面重合（平行） ，如果使主刀刃在基面的投影相对于主平面旋转 900，则主刀刃在基面的投影与主平面垂直，即可把主平面看作主剖面。当测量片指针指零时，底平面作为基面，侧平面作为图 1-3 测量车刀的主偏角图 1-4 测量车刀刃倾角实验指导共 9 页第 4 页主切削平面，这样就形成了在主剖面内，基面与前刀面的夹角，即前角（ o） ；主切削平面与后刀面的夹角，即后角（ o） 。（4） 测量方法：使底平面旋转与前刀面重合。如图 1-5所示， 测
7、量片指针所指刻度值为前角；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。6副后角的测量与主后角的测量方法相近，所不同的是须把主平面作为副剖面。图 1-5 测量车刀前角 图 1-6 测量车刀后角七 记录数据并完成实验报告将测得的角度值记录并计算出楔角 o和刀尖角 r，以及其他角度的计算值，并进行比较、分析其误差原因，写在实验报告中。表 1-1 车刀几何角度测量结果记录基本角度 s = 00直头外圆车刀 s 00直头外圆车刀 备注主偏角 r刃倾角 s前 角 o实验指导共 9 页第 5 页后 角 o副偏角 r副后角 o 楔 角 o刀尖角 r实验二 切削变形
8、一 实验目的1观察切削变形的过程，以及所出现的现象。2掌握测量切削变形和计算变形系数的基本方法。3研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素对切削变形的影响规律。二 实验装备1设备：CA6140 普通车床2工具：游标卡尺、钢板尺、细铜丝等。3刀具：硬质合金车刀若干把。4试件：轴向带断屑槽的棒料。三 实验的基本原理在金属切削过程中，由于产生塑性变形，使切屑的外形尺寸发生变化，即与切削层尺寸比较，切屑的长度偏短，厚度增加，这种现象称为切屑收缩，如图 2-1所示。一般情况下，切屑收缩的大小能反映切削变形的程度，衡量切屑收缩的大小可用变形系数表示。即 L c / Lch式中 变形系数；Lc 切削长度（） ；
9、L cD/(-b)；对于本实验：槽数3；槽宽 b2.5； Lch切屑长度（） ，把切屑收集起来，学生自己测量其长度。计算变形系数的方法用测量切削长度法。在车床上将试件装在三爪卡盘与尾实验指导共 9 页第 6 页架顶尖之间，试件轴向开槽并镶嵌钢板，以达到断屑和保护刀尖的目的，如图 2-2所示。把实验得到的切屑，冷却后，选出标准切屑，用铜丝沿切屑外部缠绕后拉直，然后用钢板尺测出其长度 L，为提高实验精度，可测 35 段切屑的长度求出平均值 LC。变形系数 L c / Lch =（D/n - b）/ L C四 实验内容1切削速度 对切削变形的影响在车床上固定试件，装夹好刀具。试件材料：20#钢，试件
10、直径由现场定。刀具材料：YT15 硬质合金车刀图 2-1 切屑收缩图 2-2 车削切屑收缩刀具参数： r 450； r 80； s 00； o 100； o 70； r 0.1 mm 。 切削用量： 0.28 mm/r ,a p 2 mm。改变切削速度；速度取值很关键，必须在实验前进行计算，从低速到高速，可先取 5；10；20；25；30；40；60；80；110 m/min； ；r/min；然后根据试棒直径计算出对应的机床转速。用每一种转速切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤） 。测量，并将结果填入表 2-1中。2刀具前角对切削变形的影响实验指导共 9 页第 7 页在
11、车床上固定试件，装夹好刀具。试件材料：20#钢，试件直径由现场定。刀具材料：YT15 硬质合金车刀刀具参数： r 45 0； r 8 0； s 0 0； o 7 0； r 0.1 mm 。切削用量： 0.28 mm/r ,a p 2 mm 60 m/min 。改变车刀前角： o 0 0；15 0；30 0。用不同前角的车刀分别切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤） 。测量，并将结果填入表 2-2中。3进给量 对切削变形的影响在车床上固定试件，装夹好刀具。试件材料：20#钢，试件直径由现场定。刀具材料：YT15 硬质合金车刀刀具参数： r 450； r 80； s 00；
12、 o 100； o 70； r 0.1 mm 。切削用量：a p 2 mm 60 m/min 。改变进给量： 0.2；0.36；0.51；0.66（mm/r） 。 用不同的进给量分别切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤） 。测量，并将结果填入表 2-3中。表 2-1 切削速度对切削变形影响实验数据记录试 件 切削用量 刀具几何参数材料 D b Lc ap r r o o s固定条件顺序 切削速度 切屑长度 Lch 变形系数 1234实 验 数 据5实验指导共 9 页第 8 页678五 实验数据的处理与实验报告要求将切屑长度测量后取平均值，记录在表 2-1、2-2、2-3
13、 中，计算变形系数。1 详细叙述实验过程。2 有完整的实验记录。3 绘出 ； o； 曲线。4 分析切削参数（、 o、）对切削变形的影响规律。表 2-2 刀具前角对切削变形影响实验数据记录试 件 切削用量 刀具几何参数材料 D b Lc ap r r o s固定条件顺序 刀具前角 o 切屑长度 Lch 变形系数 1234实 验 数 据5表 2-3 进给量对切削变形影响实验数据记录试 件 切削用量 刀具几何参数材料 D b Lc ap r r o o s固定条件顺序 进给量 切屑长度 Lch 变形系数 实 验 1实验指导共 9 页第 9 页234数 据5实验三： 机床夹具拆装、调整实验一 实验目的
14、：1.掌握夹具的组成、结构及各部分的作用2.理解夹具各部分连接方法，了解夹具的装配过程3.掌握夹具与机床连接、定位方法，了解加工前的对刀方法。二 实验设备：1.铣床一台2.铣床夹具一套3.拆装、调整工具各一套三 实验内容及步骤：1.熟悉整个夹具的总体结构，找出夹具中的定位元件、夹紧元件、对刀元件、夹具体及导向元件；熟悉各元件之间的连接及定位关系2.使用工具，按顺序把夹具各连接元件元件拆开，注意各元件之间的连接状况，并把拆掉的各元件摆放整齐3.利用工具，按正确的顺序在把各元件装配好，了解装配方法，并调整好各工作表面之间的位置4.把夹具装到铣床的工作台上，注意夹具在机床上的定位，调整好夹具相对机床的位置，然后将夹具夹紧。实验指导共 9 页第 10 页5.将工件安装到夹具中，注意工件在夹具中的定位、夹紧6.利用对刀塞尺，调整好刀具的位置，注意对刀时塞尺的的使用四 思考题：1.工件在夹具中定位时，限制了几个自由度？2.如果夹具中不设对刀块，应如何对刀？3.如果夹具中不设置导向键，应如何调整夹具在机床上的位置？
