机械制造工程学实验参考答案.docx
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机械制造工程学实验参考答案
机械制造工程学
实验1 车刀几何角度的测量
参考答案：
实验数据：
前角 后角 刃倾角 副后角 主偏角 副偏角
外圆车刀 10o5o2o5o90o8o
端面车刀5o7o2o3o45o45o
切断车刀6o10o5o7o90o1o
数据处理：
1．计算外圆车刀法剖面γn,αn切深剖面αp,γp，进给剖面γf,αf
求γn,αn
tanγn=tanγocosλs
γn=arctan（tanγocosλs）=arc（tan10ocos2o）=10o
同理：
αn＝arccot（cotαocosλs）=arctan（cot5ocos2o）=5o
求αp,γp
αp＝arccot（cotαocoskr+tanλssinkr）
＝arccot（cot5ocos90o+tan2osin90o）=88o
γp=arctan（tanγocoskr+tanλssinkr）
=arctan（tan10ocos90o+tan2osin90o）=2o
求γf,αf
αf＝arccot（cotαosinkv-tanλscoskv）
＝arccot（cot5osin90o-tan2ocos90o）=5o
γf＝arctan（tanγosinkv-tanλscoskv）
＝arctan（tan10osin90o-tan2ocos90o）=10o
思考题：
1．在什么情况下需要测量车刀法剖面前角γn和后角αn？
答：
在刀具设计，制造，刃磨和检验时，需要测量法剖面，前角和后角，许多斜角切削刀具，特别是大刃倾角刀具，如大螺旋角圆柱铣刀，必须知道法剖面角度
2．刃倾角的正负对车削加工有什么影响？
（试从车削力和刀具耐用度方面分析）
答：
刃倾角对切削力的影响：
当刃倾角由负变到正时，Ff切削力稍微增大，Ｆp减小（影响大），Ｆc对影响很小
当刃倾角为负时，使远离刀尖的切削刃先切入工件，避免刀尖受到冲击，同时，使刀尖强固，刀尖处导热和散热条件较好，有利于延长刀具使用寿命，刃倾角为零次之 刃倾角为正时最差
3．前角的大小对车削加工有什么影响？
（试从前刀面摩擦和切削热方面分析）
答：
在一定范围内，前角大，切削温度低，前角小，切削温度高，若进一步加大前角，则因刀具散热体积减小，切削温度不会进一步降低，反而升高．
前角越大，变形系数会减小，切削力Fc减小，并且能很快弄断切削，提高工件质量，减小刀具的磨损．
实验2加工过程误差的统计分析
参考答案：
实验数据：
数据处理：
直方图：
Ｔ－Ｒ图：
Ｔ－Ｑ图：
实验３PLC顺序控制设计与调试
参考答案：
实验程序：
梯形图：
指令表：
31OUTT3K50
34MPP
35ANDT3
36OUTC1K3
39END
思考题：
1．编写能实现下列要求的PLC控制程序：
2．编写十字路口交通信号灯PLC控制程序。
实验４C轴（工作台）控制
参考答案：
实验程序：
梯形图：
指令表：
思考题：
1．如果向步进电机每发送8000个脉冲，C轴旋转多少度？
答：
C轴将旋转：
8000/（64*200*38）*360=旋转度
2．如果使C轴旋转135度，须向步进电机发送多少脉冲？
答：
须发送脉冲数为：
135/360*64*200*38=182400（个）
3．步进电机通过蜗轮蜗杆控制C轴旋转，力矩是增大还是减少？
答：
旋转力矩会增大 若不考虑传动系统的能量损失，则P1W1=P2W2=...=PnWn
故有Tc/T1=W1/Wc=n1/nc=i=38,即Ｔc=38T1，显然C轴力矩增大
4．步进电机细分驱动和非细分驱动的主要区别是什么？
答：
它们的主要区别是：
细分驱动能实现１，２，４，８，１６，３２细分，采用不同的细分，电机进一步时，驱动器向它发送的脉冲就不一样，而非细分驱动就只能实现一种细分方式，且每次发送的脉冲相同．
实验５微加工中心选刀换刀实验
参考答案：
机械手选刀和换刀动作状态表：
序号
名称
主轴松刀
1YA
刀库前进
2YA
选刀命令
M128
刀库旋转
命令
转换主令
0
Y轴原位
定位完成
1
Z轴原位
定位完成
2
Y轴定位
定位完成
4
刀库前进
＋
1SQ
5
主轴松刀
＋
3SQ
7
Y轴后退
定位完成
8
刀库旋转
选刀完成
10
Y轴前进
定位完成
11
主轴夹刀
－
4SQ
12
刀库后退
－
2SQ
12
Y轴定位
定位完成
选刀换刀实验面板接线表：
连接端点
连接端点
部件
PLC
面板
部件
刀库（步进）
其它
端
子
名
称
X10
Y轴前极限（右端）
端子
名称
1
＋5V
X11
Y轴后极限（右端）
2
FP
X12
Y轴原位（右端）
3
RP
X40
主轴松刀（右端）
S/S
24V地
X41
刀库前进（右端）
DOG
刀库原位（右）
X42
刀库后退进（右端）
VIN
＋5V
Y0
C轴（步进）2
COM0
5V地
Y1
Y轴伺服－脉冲4
Y2
C轴（步进）3
部件
Y轴交流伺服
其它
Y3
Y轴伺服－方向6
端子
名称
3
＋24V
Y4
Y轴伺服使能29
5
Y10
X轴正向手动
7
Y11
X轴负向手动
8
Y轴前极限（右）
Y12
X轴回原位
9
Y轴后极限（右）
Y14
Z轴正向手动
Y15
Z轴负向手动
Y16
Z轴回原位
COM
Y轴前极限（左端）
COM1
5V地、Y轴交流伺服41
部件
C轴（步进）
直流电源
COM2
端子名称
1
＋5V
COM3
COM4
X轴COM1
注：
各部件之间的重复接线不再标出
思考题：
1．微加工中心包括几大部分？
每个部分的作用及工作原理？
答：
包括ＰＣ控制部分，电气控制柜（ＰＬＣ）部分，机械部分
ＰＣ控制部分：
主要是向ＰＬＣ，２０ＧＭ发送程序，编辑程序，通信等作用
电气控制柜（ＰＬＣ）部分：
主要是对机械部分的动作进行控制
机械部分：
通过各种电机，液压油缸执行动作
2．微加工中心机械工作台包括那几个坐标轴，试说明每个轴的驱动原理；
答；有５个坐标轴．Ｘ轴，Ｙ轴，Ｚ轴，Ｃ轴（工作台），Ｔ轴（刀库）．其中Ｘ轴，Ｚ轴是步进电机带动丝杠螺母传动，Ｃ轴（工作台），Ｔ轴（刀库）是步进电机带动蜗轮蜗杆传动，Ｙ轴是伺服电机带动丝杠螺母传动
3．试说明液压系统的组成；
答：
组成：
液压泵，溢流阀，电磁换向阀，油缸．
4．试说明主轴夹刀、松刀的作用及工作原理；
答：
主轴夹刀、松刀的作用是在刀库中选好对应的刀后然后和主轴上正在使用的刀具进行交换．工作原理：
用液压油缸推动主轴后面的卡簧使刀具松开的，当油缸后退时，卡簧恢复原来状态，卡紧刀具．
实验6 夹具实验台PC控制实验
参考答案:
实验接线图:
思考题:
1.试说明液压系统的组成与工作原理
答:
组成:
1个液压泵,1个溢流阀,2个电磁换向阀,2个手动换向阀,4个液压油缸
工作原理:
液压泵从油箱抽油形成高压油,通过油路换向阀进入各油缸,使液压油缸动作,带动夹具体夹紧;电磁换向阀改变油缸里油路方向,使油缸向相反的方向运动,实现夹具体的松开动作.
2.为什么必须在液压电机启动一段时间后,夹具才能动作?
答:
因为液压电机未启动前油缸里并没有油,必须等液压电机抽的油使油缸充满后,再继续供油,才会运动,夹具才可以动作.
3.在PLC中怎么样改变延时时间?
答:
在PLC处于中止运行状态下,双击梯形图中延时语句,再弹出的对话框中修改时间即可,修改完成后,点击转换按钮,重新送入程序即可.
4.说明此实验PLC的工作过程
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