机械制造基础实验指导书讲解.docx

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机械制造基础实验指导书讲解

机械制造基础

实验指导书

编写：

XXX

学号：

班级：

姓名：

安徽建筑工业学院机电系机械实验室

2007年9月

实验一刀具几何角度测量…………………………………………2

实验二CA6140车床结构拆装………………………………………6

实验三滚齿机调整………………………………………………12

实验四机床夹具拆装实验…………………………………………13

实验五切屑变形………………………………………………15

实验一刀具几何角度测量

实验学时:

2

实验类型:

验证性

实验要求:

必开

一、实验目的

1、掌握测量车刀几何角度的方法；

2、进一步加深理解各几何角度的定义及其空间位置；

3、验证主剖面座标参考系与各座标参考系之间角度的换算关系；

4、了解万能量角台的结构并掌握其使用方法；

二、实验仪器

万能量角台、外圆车刀（带钢印号）

三、实验内容

1、熟悉外圆车刀切削部分的构造要素；

2、测量外圆车刀的主偏角、副偏角、刃倾角、前角及后角；

3、测量外圆车刀的法向前角、法向后角（根据教学要求选做）

四、实验原理

在切削过程中，车刀切削部分的各刀面和切削刃（刀刃）线在空间占有一定的位置，这些与假设的切削平面、基面、正交平面构成了几何角度，根据这一设想设计刀具万能量角台，就可以测出车刀的各主要几何角度值。

五、万能量角台的构造

如图1所示的万能量角台不仅能测量主剖面参考系的基本角度，而且也能很容易地测量法剖面参考系的各个角度。

它主要由底座、立柱、测量台、定位块、大小刻度盘、大小指度片、螺母等组成。

其中底座和立柱是支承整个结构的主体。

刀具放在测量台上，靠紧定位块，可随测量台一起顺时或逆时针方向旋转，并能在测量台上沿定位块前后移动和随定位块左右移动。

旋转大螺母可使滑体上下移动，从而使两刻度盘及指度片达到需要的高度，使用时，可通过旋转测量台的大指度片，使大指度片的前面或底面或侧面与刀具被测要素紧密贴合，即可从底座或刻度盘上读出被测角度数值。

六、测量方法（实验步骤）

1、原始位置调整

如图2将量角台的大小指度片及测量台指度片全部调到零位，并把刀具放在测量台上，使车刀贴紧定位块、刀尖贴紧大指度片的大面。

此时，大指度片的底面与基面平行，刀杆的轴线与大指度片的大面垂直。

图1万能量角台的构造

2、在基面Pr内测量主偏角Кr及副偏角Кr′

在基面Pr内测量主偏角Кr及副偏角Кr′时，旋转测量台，使主刀刃与大指度片的大面贴合（如图3），根据主偏角定义，即可直接在底座上读出主偏角Кr的数值。

同理，旋转测量台，使副刀刃与大指度片的大面贴合，即可直接在底座上读出副偏角Кr′的数值。

图2原始位置调整图3主、副偏角测量

3、在切削平面Ps内测量刃倾角λs

在切削平面Ps内测量刃倾角λs时，旋转测量台，使主刀刃与大指度片的大面贴合，此时，大指度片与车刀主刀刃的切削平面重合。

再根据刃倾角的定义，使大指度片底面与主刀刃贴合（如图4），即可以在大刻度板上读出刃倾角λs的数值（根据刃倾角正负方向的规定确定λs的±号）。

图4刃倾角测量图5前角测量

（4）在主剖面Po内测量前角γo后角αo

在主剖面Po内测量前角γo以及后角αo时应将测量台从原始位置逆时针旋转到（90—Кr），如图5，此时大指度片所在的平面即为车刀主切削刃上的主剖面。

根据前角的定义，调节大螺母，使大指度片底面与前刀面贴合，即可在大刻度盘上读出前角γo的数值。

测量后角αo时，量角台处于上述同一位置，根据后角的定义，调节大螺母，使大指度片侧面与后刀面贴合如图6，即可在大刻度盘上读出后角αo的数值。

图6后角测量

5、在法剖面Pn内测量法向前角γn、法向后角αn

在法剖面Pn内测量法向前角γn、法向后角αn时应将测量台逆时针转过（90—Кr），然后松开小螺母，使小指度片在刻度盘上转过刃倾角λs，旋向根据λs值的正负确定。

若λs值为正，则逆时针旋转；若λs值为负，则顺时针旋转（使大指度片所在的平面与主切削刃垂直）。

此时大指度片所在的平面即为法向剖面。

根据法向前角和法向后角的定义，按照测量前角γo及后角αo相同的方法，即可测出法向前角γn和法向后角αn的数值。

七、实验数据

将实验时所测刀具几何角度值记录于下表：

车刀标号

主偏角Кr

副偏角Кr´

刃倾角λs

前角γo

后角αo

法向前角αn

法向后角γn

八、实验报告

1、按照所测刀具几何角度画出某一把外圆车刀的工作图。

（标注角度的具体数值，并注意正确的投影关系）

2、计算副切削刃上的副前角γo´和副刃倾角λs´。

3、按照主剖面与法剖面刀具角度的关系式验证所测结果的正确性（根据教学要求选做）。

实验二CA6140车床结构拆装

实验学时:

2

实验类型:

验证性

实验要求:

必开

一、实验目的

1、了解和分析机床传动系统及部件结构与调整，掌握机床使用与调整方法。

2、全面了解机床的用途与性能、组成与布局、传动与构造、润滑与冷却。

二、实验设备：

CA6140型普通车床

三、实验内容

1、熟悉机床的用途、总体布局、各操纵手柄的作用及其操作方法，并开车（空运转）观察机床部件的运动，了解机床的主要技术参数。

2、主轴箱（揭开主轴箱盖，结合机床传动系统图和主轴箱装配图）

1）了解主传动系统的传动路线，包括主轴的正转、反转、停止、高速传动、低速传动等。

2）找出各传动轴及主轴的空间位置，并考虑如此安排对主轴的受力情况有何影响。

3）操纵有关手柄了解主轴箱中滑移齿轮的位置、数量、用途。

4）观察主轴部件的支承结构，了解轴承的作用及间隙的调整方法。

5）观察主轴上齿轮离合器的构造，主轴右端空套斜齿轮的螺旋方向；了解主轴端部结构。

6）根据装配图分析卸荷式带轮是如何卸荷和传递扭矩的。

7）了解主轴箱的润滑系统及各传动件的润滑部位和方式，分析两个油标的作用。

3、进给箱

1）了解挂轮架的结构，用途和调整方法。

2）弄清基本组操纵机构工作原理。

3）弄清增倍组操纵机构工作原理。

4）了解车削不同种类螺纹的转换机构及丝杠、光杠传动的操纵机构。

4、溜箱板

1）了解超越离合器和安全离合器的工作原理。

2）了解机动进给、开合螺母和快速移动的操作机构。

3）了解互锁机构的作用及互锁原理。

5、刀架

了解刀架部件组成及各部分作用，了解方刀架动作原理。

6、尾架

了解尾架的作用，尾架在床身上的夹紧方法以及尾架套筒的夹紧方法；了解调整顶尖中心线与主轴中心线在水平面的同心度的方法；了解偏移尾架车削锥度的方法。

7、床身

了解床身整体结构，床身导轨的分组情况及其作用。

四、思考题

1、主轴右端的空套齿轮Z58为何采用斜齿轮？

如何选定其螺旋方向？

2、采用卸荷式皮带轮起什么作用？

3、为什么选用双向片式摩擦离合器？

摩擦片间的压紧力如何调整？

4、尾架在床身上的夹紧方式有几种？

各适用在何场合？

5、溜板箱中的超越离合器和安全离合器各起什么作用？

五、实验报告

1、实验内容

（1）、主要技术参数：

（2）、轴箱中滑移齿轮的位置、数量、用途：

（3）、轴右端空套斜齿轮Z58的旋向：

（4）、车削公制、英制螺纹与车削模数、径节螺纹时选用的挂轮：

（5）、主轴箱的润滑系统：

2、完成实验思考题解答。

附录一CA6140车床传动系统图

附录二CA6140车床床头箱装配图

附录三双向多片式摩擦离合器结构图

附录四安全离合器和超越离合器结构图

实验三滚齿机加工演示

实验学时:

2

实验类型:

验证性

实验要求:

必开

一、实验目的

1、熟悉机床的传动、结构和调整；

2、掌握滚刀和工件的安装调整；

二、实验设备：

Y38B滚齿机

三、实验内容

1．熟悉被加工齿轮零件图，了解齿轮加工要求。

2．完成滚刀及切削用量的选择。

4．对滚齿机进行调整，完成齿轮加工。

四、实验步骤

1、装卸工件：

如心轴上已有加工完的工件（齿轮），先不要松开心轴上方的顶尖，用扳手先松开心轴上的螺母，再松开顶尖，用力往上顶一下，脱开一段距离把螺母拧下来，取下心轴套拿出工件（齿轮），再把工件（齿胚）放入心轴中（一个为宜）），上下位置偏上为好，加入心轴套，拧入螺母，用力按下顶尖锁紧，再拧紧螺母，压紧工件以。

2、机动手动：

工件已装入心铀中，此时可以打开总电源开关。

要是滚刀离工件有一段距离，上下或前后，此时可以用快速电机按钮启动机床，使至快速位移，在此过程前，先打开操纵手杆的离合器K1，按下所需方向的快速按钮；松开，即停快速电机。

注意快速移动是由快速电机单独控制。

出于安全的考虑，本机床的快速移动是由电器互锁装置控制，此动作必需打开离合器K1，才能启动快速电机。

合上K1快速按钮不起作用。

（1）上或下移动（机动）：

打开Kl、合上离合器K2和K3、脱开方头轴2上的齿轮位置，圆球手柄往内推即可。

此时按下快速电机上或下，即移动刀架。

（2）上或下移动（手动）：

打开K1和K2、合上K3、脱开方头轴2上齿轮位置，圆球手柄往内推即可手动上下。

（3）前或后移动（机动）：

打开K1，合上K2、打开K3，圆球手柄往外拉，此时按下快速按钮，即前后移动立柱。

（4）前或后移动（手动）：

只要脱开方头轴2上的齿轮位置，圆球手柄往内推，即可手动前后。

3、加工齿轮：

对刀和对中

此时看滚刀的中轴线是否与工件偏上或偏下，要是中轴线不对的话，用手动使滚刀的中轴线与工件的径向齿胚厚度对中，打开Kl、启动主电机，此时滚刀在旋转，用手动摇柄使至慢慢地往前移动，使滚刀与工件刚好接触。

停止主动电机，使刀架往上移动一段距离，使滚刀与工件脱开，看一下标尺或刻度盘，再往前移动所滚齿轮的深度。

注本机床所装的为m＝1.75的滚刀，因1.75×2.25＝3.9375mm，所以往前移动3.94—4.00mm为宜。

此时合上Kl、K2、K3，脱开方头轴上2的齿轮，圆头往内推、启动主电机，即可开始工作。

刀架靠控制面有一条T型槽，槽上有一连杆，此连杆可以上下移动，控制面板上有一个行程开关，用连杆可调上下的距离，使至滚完齿轮即停本机床。

机床停止后不再启动主电机，应打开Kl，用机动或手动使刀架或立柱上或后即可。

注意事项

1、本机严禁在齿轮啮合不到位的状态下启动运转。

2、切记本机床模型不能用别的齿胚在此机床上使用（如：

钢件、铸铁等金属材料）。

3、本机床在使用中，切莫用手触摸运动件。

（如：

滚刀和运动齿轮）

4、机床在工作中，切记不要打开主变速箱的外盖，因齿轮在运动中，以免杂物或手等掉入啮合齿轮中，以免损坏机床和出现安全事故。

5、工作过程中，不要随意扳动离合器手柄和任意按动电器的按钮。

实验四机床夹具拆装实验

实验学时:

2

实验类型:

验证性

实验要求:

必开

机床夹具是工艺系统中最重要的工艺装备之一，它是联系工件、刀具及机床的中间环节，通过夹具使工件、刀具及机床三者之间得到正确的相对空间位置，从而使工件得到正确的加工表面。

在机床夹具设计课程中，全面深入地介绍了“定位原理”这一机械加工乃至整个机械制造过程中重要的基本概念，机床夹具拆装实验通过对各类夹具结构的剖析，进一步加深对“定位原理”这一重要概念的理解，为设计机床夹具、制订机械加工工艺规程打下良好的基础。

一、实验目的

1、掌握工件定位原理

2、了解各类机床夹具的特征

二、实验仪器：

各类机床专用夹具、拆装工具

三、实验内容

1、了解各类夹具的基本组成。

分析各类夹具中工件的定位原理，确认定位元件及各自限制的自有度（如下图）

分析几类夹具中工件的夹紧方式及夹紧力的作用点。

分析几类机床夹具的特征，了解车床夹具的平衡块及与车床主轴的连接表面；铣床夹具的对刀块及与工作台连接的定位块；钻床夹具的钻模板及钻模套；镗床夹具的镗模套等具体结构及功能。

四、思考题

1、什么是过定位?

什么是欠定位?

什么是不完全定位?

2、钻床夹具有哪些形式?

钻套有哪些类型?

3、如何确定铣床夹具对刀块的位置?

4、镗床夹具的镗模套有哪些类型?

5、如何确定车床夹具平衡块的重量及位置?

五、实验报告

1、实验内容

（1）、画出工件的工序简图（本工序的加工表面用粗线加深）。

（2）、标明工件的定位元件，分析其限制的自由度。

（3）、标明夹紧力作用点，分析夹紧方式。

2、、完成实验思考题解答。

实验五切屑变形

实验学时:

2

实验类型:

验证性

实验要求:

必开

一、实验目的

1、研究金属切削过程中切屑的变形及变形系数（收缩系数）变化规律；

2、用实验方法求出金属变形系数ξ；

二、实验仪器

1、车床或刨床；2、圆棒料或小方板料；3、棉线或细漆包线；4、钢皮尺；5、车刀或刨刀；6、量角器

三、实验原理

金属在切削过程中，被切削的金属都将受到挤压作用而产生很大的变形，切屑的尺寸相对于切削层的尺寸将发生变化，如图所示，切屑的厚度ao大于切削层厚度ac，切屑的长度LC小于切削层长度L，切屑的这种在长度方向上缩短和在厚度方向上增加的现象称为切屑的收缩（切屑变形）。

通常用切屑的厚度ao与切削层厚度ac之比，或切削层长度L与切屑的长度LC之比来表示切屑的变形程度，其比值称为变形系数ξ，变形系数有厚度变形系数ξa及长度变形系数ξL，且两者相等。

ξa=切屑厚度ao/切削层厚度ac

ξL=切削层长度LC/切屑长度L

用变形系数ξ近似地衡量和表示切削过程中金属的变形程度，其优点是比较直观且容易测量。

一般说来，当γo=0°-30°时，ξ>1.5时，用变形系数ξ表示切削金属的变形程度，准确度还是可以的。

四、实验步骤

1`、熟悉机床操作规程，对机床进行必要的润滑。

2、选择刀具并测量其几何角度，正确安装好刀具。

3、安装被加工试件，确保夹持牢固可靠。

4、选定切削速度、切削深度，改变进给量进行切削并收集切屑。

5、选定进给量、切削深度，改变切削速度进行切削并收集切屑。

6、完成实验数据的收集并记录于实验数据表内。

7、清理加工现场，对机床进行必要的保养。

在车床上做实验时，为了获得切屑形成前的原长度L，首先在圆棒试件上开出一条细槽（如图所示），以保证切屑按一定的切削长度L断开，量出试件的直径D和槽宽B后计算出切削层长度L（L=πD–B），根据直径D及车床转速N即可以计算出切削速度V

（V=πDN/1000）。

在刨床上做实验时，切削长度L可由板料长度确定。

五、实验数据

1、机床型号：

工件材料：

2、选定切削速度、切削深度，改变进给量

切削速度V：

切削深度aP

刀具角度：

γoαoКrλs

序号

进给量f

mm/r

切削层长度

L（mm）

测量切屑长度Lc（mm）

平均长度Lc（平均）

变形系数

ξ=L/Lc（平均）

1

2

3

4

3、选定进给量、切削深度，改变切削速度

切削速度V：

切削深度aP

刀具角度：

γoαoКrλs

序号

切削速度

Vmm/min

切削层长度

L（mm）

测量切屑长度

Lc（mm）

平均长度Lc（平均）

变形系数

=L/Lc（平均）

1

2

3

4

六、实验报告

1、计算切屑平均长度Lc（平均）

2、计算变形系数ξ=L/Lc（平均）

3、作V-ξ图与f-ξ图，简述切削速度、进给量对切屑变形的影响。

4、查阅相关资料了解表示切屑变形程度的其它方法。