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1、机械制造技术实验指导书吴 乃 领 编盐城工学院机械工程实验中心学生实验规则1在实验前认真阅读实验指导书、实验报告，明确了解实验的内容和要求，了解实验原理、步骤和方法，接受实验教师提问和预习检查。2准时上实验课，不得迟到早退。3遵守实验室各项规章制度，讲究卫生，不大声喧哗，保证实验室良好工作秩序和实验环境。4严格遵守实验室的各项操作规程，树立科学的态度，集中精力，大胆、细心、认真地作好实验。5做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，节约使用材料，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品，禁止随便操作机床上控制按扭与操作手柄。6实验时，请特别注意人
2、身安全，防止人身和设备事故的发生。7实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。8实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。实验结束后，整理好实验设备、桌椅，作好仪器设备使用记录，经指导教师检查同意后。再离开实验室。9实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。10在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按章程预以赔偿。1实验一 车刀角度的测量一、实验目的1掌握车刀几何角度测量的基本方法。2熟悉车刀切削
3、部分结构要素，加深对车刀各几何角度、各参考平面及其相互关系的理解。3了解车刀角度测量仪的构造与工作原理。二、实验仪器及刀具仪器：车刀角度测量仪车刀：直头外圆车刀4把三、车刀角度测量仪的构造与工作原理车刀角度测量仪主要由底盘、平台、立柱、测量片、刻度盘等组成。略。四、实验内容1利用车刀角度测量仪分别测量4把直头外圆车刀的几何角度。要求学生测量r、r、s、o、o 、o 等。 2记录测得的数据，并计算出刀尖角r和楔角o 。五、实验方法1根据车刀参考平面及几何参数的定义，首先确定参考平面的位置，再按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
4、。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
5、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。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）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
6、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测量车刀正交平面内的前角o 和后角o（1） 根据定义：主前角是指在正交平面内，前刀面与基面的夹角。主后角是指在正交平面内后刀面与主切削平面的夹角。（2） 确定正交平面：正交平面是过主刀刃一点，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，即可把主平面看作正交平面。当测量片指针指零时，底
7、平面作为基面，侧平面作为主切削平面，这样就形成了在正交平面内，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。测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。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。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。实验二 切削变形及其影响因素一、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
8、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。 图2-1 车削切屑收缩图 图2-2 刨削切屑收缩图一般情况下，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 h Lc / Lch式中 h变形系数； Lc 切削长度（）；LcD/(-b)；槽数、槽宽由现场定
9、（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架顶尖之间，试件轴向开槽并灌锡，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 h Lc / Lch =（D/n - b）/ Lch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：材料（Q235）及试件直径由现场定。刀具材料：由现场定（YT15硬质合金车刀）。刀具参数
10、：r 45； r 8； s 0； o 10；o o=7；r 0.1 mm 。 切削用量： 0.42 mm/r ,ap 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，可先取机床转速 10；100；250；500；1000；r/min； ； ； ； ； ； m/min； 然后根据试棒直径计算出对应的切削速度。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，并将结果填入实验报告相应表格中。2刀具前角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：试件直径由现场定。刀具材料：由现场定（YT15硬质合金车刀）。刀具参数：r 45；r
11、 8；s 0；o o= 7；r 0.1 mm。切削用量： 0.42 mm/r,ap 2 mm， c 60 m/min。 改变车刀前角：o 5；10；20；30。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，并将结果填入实验报告相应表格中。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：试件直径由现场定。刀具材料：由现场定（YT15硬质合金车刀）。刀具参数：r 45；r 8；s 0；o 20； o o 7；r 0.1 mm 。切削用量：ap 2 mm，c 60 m/min。改变进给量： 0.21；0.42；0.56；0.75（mm/r
12、）。 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，并将结果填入实验报告相应表格中。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，记录在实验报告表格中，计算变形系数。完成实验报告。实验三 工艺系统刚度测定与误差复映一、实验的目的通过实验使学生掌握机床刚度的测定方法和计算方法，其具体要求如下：1熟悉机床刚度的测定方法；2掌握车床部件刚度及机床综合刚度的计算方法；3对误差复映规律有深刻的理解；4根据实验结果进一步分析工艺系统刚度对加工精度的影响，并讨论提高精度的措施。二、实验设备1机床：CW6140 车床一台2测量仪器：千分表一只，卡尺一把3试
13、件：三段阶梯圆盘试件一根4刀具：（YT15）车刀一把三、实验原理刚度的生产测定法在正常切削状态下，测量出工件切削前后误差数值的变化，然后根据误差复映规律公式，可计算出工艺系统和机床的刚度。对于车床来说，工件切削前毛坯的误差可以人为地做成阶梯或偏心形两种，在实验时两种形式可以应用。1阶梯圆盘在一根足够的轴上，预先车出前、中、后三个带有阶梯的圆盘，如图31。每个阶梯台阶的尺寸分别为D1和D2。经过一次走刀车削后，各阶梯尺寸分别切成为d1和d2。图3-1 阶梯圆盘生产法由此可算出前（头架处）、中、后（尾架处）三个阶梯的误差复映系数前、中、后。前=g前/M前=（d2前- d1前）/（D2前- D1前） 中=g中/M中=（d2中- d1中）/（D2中- D1中） （3-1）后=g后/M后=（d2后- d1后）/（D2后- D1后） 式中 g车削后工件阶梯的直径差； M车削前毛坯阶梯的直径差；根据误差复映规律公式： （3-2） 式中 切削后工件阶梯的直径差； Cf与工件材料、刀具几何角度等有关的切削力系数； f进给量（/转） 。若不考屡切削深度的影响，则前、中、后三个阶梯处工艺系统刚度分别为： （3-3）而且又根据下列公式：
