《機(jī)械制造技術(shù)》《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

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1、適用于機(jī)械類各專業(yè) 機(jī)械制造技術(shù)》 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 編寫 陸 瑛 朱紅瑜 河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 2007 年 9 月 實(shí)驗(yàn) 普通車刀標(biāo)注角度測(cè)量及分布 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅? 1、掌握車刀標(biāo)注角度的基本測(cè)量方法，加深對(duì)車刀具各種角度、各種參考 平面、各種參考系概念的理解。 2、了解車刀測(cè)角儀的主要結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。 3、通過對(duì)對(duì)剖面角度的測(cè)量及計(jì)算， 加深了解各剖面角度之間的相互關(guān)系。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 在主剖面參考系中測(cè)量外圓車刀，端面車刀的主偏角 Kt、付偏角Kt 、前 角To、后角a。、和刃傾角入s。 三、實(shí)驗(yàn)裝置及設(shè)備： 1、

2、 車刀測(cè)角儀 2、 被測(cè)車刀 四、實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)及使用 1、 車刀測(cè)角儀的結(jié)構(gòu)及使用： 車刀測(cè)角儀結(jié)構(gòu)如圖( 1)所示。它由底座、立柱、滑體、刻度盤、工作臺(tái)、 指針、手輪等組成。 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 1可以使滑體帶動(dòng)刻度 2、 3 上下移動(dòng)，松動(dòng)手輪 2可以使刻度盤 2 繞手輪 2 的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在刻度盤 3 上讀出刀具角度值。 指針的底邊和兩平行側(cè)邊垂直，均可做工作邊，把底邊和側(cè)面與待測(cè)表面 靠緊，可以從大刻度盤上讀出角度值。 2、 角度的測(cè)量 (1)主偏角K-和刃傾角入s。 調(diào)整工作臺(tái)使主刀刃與指針 1 的底邊貼合，這時(shí)刻度盤 1 上工作臺(tái)轉(zhuǎn)角為 K-,刻度盤2上指針1轉(zhuǎn)角為入so

3、 ( 2)前角 To。 調(diào)整工作臺(tái)和指針 1，使指針 1 的底邊貼緊前刀面， 并垂直于主刀刃在底面 的投影(可以在測(cè)量主編角 KT 以后，把工作臺(tái)轉(zhuǎn)過 90)，從刻度盤 2上讀出 角度值。 3）后角 a o 調(diào)整工作臺(tái)和指針1,使指針1側(cè)邊緊貼刀具后刀面，并使主刀刃在基面的 投影垂直于指針1的底邊，從刻度盤2上讀出后角值。 （注：付前角To、付后角a o ，按同樣方法測(cè)理）。 五、實(shí)驗(yàn)過程： 1、 在測(cè)角儀上按上述方法測(cè)出所要求的角度。 2、 畫出刀具的各剖面圖，并標(biāo)明參考平面。 六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)： 計(jì)算所測(cè)車刀在縱橫剖面參考中的角度值。 刻度盤3 滑體 b-l. 指

4、針3 刻度盤2 指針 下輪2 于輪1 刻度盤1 工作臺(tái) 立柱 圖 (1) 本實(shí)驗(yàn)在刨床上進(jìn)行，如圖所示，將實(shí)驗(yàn)用的試件制成長(zhǎng) a =50mm，厚h=5mm，然后在一定的切削 實(shí)驗(yàn)二 刨削加工切屑變形實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求： 1觀察切削過程，認(rèn)識(shí)各種切削的形狀。 2、 掌握測(cè)量切削變形的方法。 3、 研究切削厚度，前角和工件材料對(duì)切屑變形的影響規(guī)律。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用具： 1設(shè)備：B665型牛頭刨床。 2、刀具：高速鋼刨刀（三把） To = 15 a o = =8 Kt = =90 入s = :0 To = 20 a o =

5、 =8 Kt = =90 入s = :0 To = 25 a o = =8 Kt = =90 入s = :0 3、 用具：游標(biāo)卡尺、鋼板尺、細(xì)鋼絲。 4、 試件：45鋼、銅、100X 50X 5各類板板。 三、實(shí)驗(yàn)基本原理 在切削過程中，由于發(fā)生塑性變形，使切削層尺寸發(fā)生變化，與原切削層 尺寸比較，長(zhǎng)度Lc變短，厚度a p增加，這種現(xiàn)象稱為切屑收縮，切屑收縮的大 小，一般能反映切屑變形的適度，用變形系數(shù) E表示。 ac 四、方法步驟 條件下，進(jìn)行切削，并用細(xì)銅絲及鋼板尺, 量出切削長(zhǎng)度Lc，即可求出在一定條件下 的變形系數(shù)E。 其中：Lc、ap――切

6、屑的長(zhǎng)度、厚度 L、Cc――切屑層的長(zhǎng)度、厚度 L=100mm，寬= Lc ac 1、 a C與E的關(guān)系 固定下列條件：切削速度 v 試件材料 試件長(zhǎng)度 刀具材料 刀具前角 依次改變切削厚度aC進(jìn)行切削，收集切屑，用細(xì)銅絲及鋼此尺，測(cè)出切屑 長(zhǎng)度LC,記入報(bào)告書表格，并作出a c— E曲線。 2、 To與E的關(guān)系 固定下列條件：切削速度 v 切削厚度aC 試件材料 試件硬度 試件長(zhǎng)度 刀具材料 依次改變不同的刀具前角，To進(jìn)行切削，測(cè)量切屑長(zhǎng)度LC計(jì)入報(bào)告書表格, 并作出To — E曲線。 3、 工件材料與E的關(guān)系 固定下列條件：切削速度 v 切削厚度a

7、C 試件長(zhǎng)度 刀具材料 刀具前角 依次改變?cè)嚰牧?，進(jìn)行切削，收集切屑，測(cè)量切屑 LC填入報(bào)告書表格， 通過以上實(shí)驗(yàn)步驟，從而可以看出各種條件，對(duì)變形的影響規(guī)律。 思考題： 1、 切屑有幾種類型？它們的形成過程及特點(diǎn)如何？ 2、 刀具前角To和切削用量，對(duì)切屑變形系數(shù)的影響如何？為什么？ 實(shí)驗(yàn)三 工件表面質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1用單因素實(shí)驗(yàn)法，研究刀具幾何角度，切削用量（切削速度 V進(jìn)行量f） 對(duì)加工表面質(zhì)量（或光潔度）的影響。 2用正交實(shí)驗(yàn)法，研究刀具，切削速度 V，進(jìn)給量f三因素，如何選取組 合，才能在現(xiàn)有條件下獲得最好的表面質(zhì)量（如光潔度，形位誤差

8、等） 。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器： 1普通車床 2、 外圓車刀4把 3、 45#鋼工件 4、 表面光潔度測(cè)量?jī)x（或光切顯微鏡） 三、 實(shí)驗(yàn)步驟 1單因素法 ① 4種不同車刀車削進(jìn)行加工，比較表面質(zhì)量 ② 90主偏角，小負(fù)倒棱車刀車削加工 =450轉(zhuǎn)/分（一定），a=0.3。 進(jìn)給量f 0.036 0.1 0.2 0.3 表面質(zhì)量 ③90主偏角，小負(fù)倒棱車刀加工（一定） f = 0.1, ap=0.3 機(jī)床轉(zhuǎn)速n 10 40 100 160 250 450 900 表面質(zhì)量 2、正交實(shí)驗(yàn)法 ①

9、 確定實(shí)驗(yàn)指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)因素 a實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：工件表面質(zhì)量 b、實(shí)驗(yàn)因素：車刀種類，切削速度 V，進(jìn)給量f ② 確定各因素水平，列出因素水平表及正交實(shí)驗(yàn)表，并進(jìn)行切削加工實(shí)驗(yàn) 因素水平表 因素 機(jī)床轉(zhuǎn)n 車刀主偏角 進(jìn)給量 1水平 10 90 0.1 2水平 45 75 0.2 3水平 90 45 0.3 正交實(shí)驗(yàn)表 實(shí)驗(yàn)號(hào) 轉(zhuǎn)速n 刀具主偏角 進(jìn)給量 表面質(zhì)量 1 1（ 100） 1（ 90） 3（ 0.3） 2 2（ 450） 1（ 90） 1（ 0.1） 3 3（ 900） 1（ 75） 2（ 0.2）

10、 4 1（ 100） 2（ 75） 2（ 0.2） 5 2（ 450） 2（ 75） 3（ 0.3） 6 3（ 900） 2（ 75） 1（ 0.1） 7 1（ 100） 3（ 45） 1（ 0.1） 8 2（ 450） 3（ 45） 2（ 0.2） 9 3（ 900） 3（ 45） 3（ 0.3） I II III 極差R 3、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ① 根據(jù)極差R的大小，排列現(xiàn)在條件下影響表面質(zhì)量的主次因素 主 次 ② 找出較優(yōu)組合形式 ③ 在較優(yōu)組合下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)

11、驗(yàn)結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)四 CA6140 結(jié)構(gòu)剖析與調(diào)整實(shí)驗(yàn) 一、目的與任務(wù) 1、目的 觀察和分析理解機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)及變速系統(tǒng)的操縱機(jī)構(gòu)的作用及工作原理， 了解機(jī)床主要部件的構(gòu)造和調(diào)整方法，及其機(jī)床的應(yīng)用范圍。 2、任務(wù) （1）對(duì)照機(jī)床的裝配范圍，仔細(xì)觀察機(jī)床的結(jié)構(gòu)， （主軸箱、進(jìn)給箱、尾 架、溜板箱、供油系統(tǒng)）和機(jī)床的運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、快速進(jìn)退運(yùn)動(dòng)等） 以及運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)過程。 （2）對(duì)照傳動(dòng)系統(tǒng)圖，了解各操縱手柄的作用，分析操縱機(jī)構(gòu)的類型。 a） 主運(yùn)動(dòng)變速手柄； b） 進(jìn)給變速手柄； c） 控向手柄。 （3）對(duì)照部件裝配圖，了解可能觀察到的一些部件的特殊結(jié)構(gòu)（如摩擦離 合

12、器控制操縱機(jī)構(gòu)，主運(yùn)動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)等） 。 （4）了解機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)的調(diào)整方法。 二、設(shè)備： CA6140 普通車床一臺(tái)。 CA6140 普通機(jī)床掛圖一套。 工具若干。 三、實(shí)驗(yàn)步驟： 1、觀察 CA6140 各部件和機(jī)床的布局。 2、 在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下開動(dòng)機(jī)床，觀察所有的運(yùn)動(dòng)及變速情況。 3、 完成本實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，進(jìn)行詳細(xì)的觀察與分析。 4、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)與提問。 四、思考、分析與故障排除： 1、 CA6140 主要由哪些部件組成？其功用是什么？ 2、 機(jī)床上的各個(gè)操縱手柄的功用是什么？ 3、 根據(jù)進(jìn)給量銘牌回答下列問題： ① 機(jī)床可加工哪些類型的螺紋？其導(dǎo)程如何表示？

13、 ② 當(dāng)加工大螺距螺紋時(shí)，對(duì)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)應(yīng)用什么限制？為什么？ ③ 當(dāng)進(jìn)行精細(xì)加工時(shí)，對(duì)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)應(yīng)有什么限制？為什么？ ④ 若加工螺距為 1.75mm 的螺紋時(shí)，進(jìn)給箱各手柄應(yīng)如何調(diào)整？ ⑤ 若加工螺距為18mm的螺紋時(shí)，機(jī)床應(yīng)如何調(diào)整？ 4、 當(dāng)摩擦離合器的內(nèi)外摩擦片由于磨損而產(chǎn)生較大間隙昱，應(yīng)如何調(diào)整？ 5、 正反轉(zhuǎn)手柄是如何定位的？ 6、 單項(xiàng)超越安全離合器的工作原理是什么？ 7、 當(dāng)機(jī)床停車后，主軸有自轉(zhuǎn)現(xiàn)象是什么原因造成的？ 8、 調(diào)整機(jī)床時(shí)，光桿、絲桿同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)是什么原因造成的？ 9、 柱工件加工后外徑錐度超差的原因是什么？ 10、 車削螺紋時(shí)，螺距不勻及亂紋的原

14、因是什么？ 11、 床頭箱油窗不見注油的原因是什么？ 實(shí)驗(yàn)五 丫3150E滾齒機(jī)床結(jié)構(gòu)傳動(dòng)分析 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、 了解機(jī)床用途，主要技術(shù)參數(shù)，主要部件的布局及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 2、 通過加工一斜齒圓柱齒輪，熟悉滾齒機(jī)的換置計(jì)算和調(diào)整方法，并進(jìn)行 機(jī)技術(shù)應(yīng)用。 3、 學(xué)習(xí)滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)和工作原理。 二、 Y3150E滾齒機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格與附件： 1、加工規(guī)范： ①工件最大直徑 500mm ②工件最大模數(shù) 8mm ③最大加工寬度 250mm ④工件最少齒輪 - Z最少 K （滾刀頭 5 數(shù)） 2、刀架 ①刀具最大直徑 160mm

15、 ②刀具最大長(zhǎng)度 160mm ③刀架最大回轉(zhuǎn)角度 240 ④刀具最大軸向移動(dòng)量 55mm ⑤刀架垂直快速移動(dòng)速度 0.5325 公尺 /分 ⑥刀架垂直手移動(dòng)每轉(zhuǎn)移動(dòng)量 0.75mm 3、工作臺(tái) ①工作軸心到刀具軸心間的距離 最大330 mm 最小30 mm ②工作臺(tái)面到刀具軸心間的距離 最大535 mm 最小235 mm ③工作臺(tái)直徑 510 mm ④工作臺(tái)液壓快速移動(dòng)距離 50 mm ⑤工作臺(tái)水平手移動(dòng)每轉(zhuǎn)移動(dòng)量 2mm ⑥工作臺(tái)工件用心軸直徑 4、變換齒輪 30 mm 主傳動(dòng)變換齒

16、輪 分齒、差動(dòng)、進(jìn)給變換齒輪 模數(shù) 輪寬 孑L徑 材料 模數(shù) 輪寬 孑L徑 材料 3毫米 20毫米 30D 45 2毫米 20毫米 30D 45 或 HT21-40 齒數(shù)： 22、33、（2 件）、44 齒數(shù)：20 （2 件）、23、24、25、26、30、32、33、34、 35、37、40、41、43、45、46、47、48、50、52、 53、55、57、58、59、60 （2 件）61、62、65 67、 70、71、73、75、79、80、83、85、89、90、92、 95、97、98、100 模數(shù) 輪寬 孑L徑 材料

17、 2毫米 20毫米 30D 45 齒數(shù)： 24、36、（4 件）、48 三、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng) 圖1 四、機(jī)床的調(diào)整計(jì)算 1切削速度傳動(dòng)鏈（電機(jī)一滾刀） 其調(diào)整公式：u = A U = “刀 B 124.583 n刀一一滾刀轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 1000 V n刀 = % V=切削速度 4=滾刀直徑 滾刀切削速度是根據(jù)刀具材料、工件材料及其粗、精加工的要求等來確定 的，現(xiàn)將咼速鋼滾刀的切削范圍列表如下，以供參考 工件材料 切削速度（m/min） 粗 切 精切 鑄鐵 V 20 20~25 鋼（極限強(qiáng)度60N/mm以下） V 80 30~3

18、5 鋼（極限強(qiáng)度600N/mm以上） V 25 25~35 青 銅 25~50 塑 料 25~40 本機(jī)床備有三對(duì)變速齒輪、變換齒輪與主軸箱內(nèi)推擋變速組相配合可得 9 級(jí)轉(zhuǎn)速，如下圖所示 掛輪 轉(zhuǎn)速 A E 轉(zhuǎn)/分 手柄 位置 B A 22 44 33 33 44 22 I 40 80 160 II 63 125 250 III 50 100 200 由公式n刀J00V計(jì)算得的結(jié)果，如與上圖表中轉(zhuǎn)速不符，可選擇與結(jié)果相 近的一級(jí)主軸轉(zhuǎn)速。 除上述計(jì)算法求A、B掛輪外，還有根據(jù)切削速度V,查切削速度計(jì)算圖

19、的 方法求A、B掛輪。切削速度計(jì)算圖在機(jī)床使用說明內(nèi)。 2、分齒（范成）運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 根據(jù)加工過程中滾刀每旋轉(zhuǎn)一周，工作轉(zhuǎn)過 K轉(zhuǎn)，推出其調(diào)整公式： Z a c e 24 K u 二 b d f Z K——滾刀頭數(shù) Z刀—工件齒數(shù) 當(dāng) 5< Z 工/K < 20 時(shí)，取 e=48 f=24 當(dāng) 2K Z 工/K< 142 時(shí)，取 e=36 f=36 當(dāng) 143w Z 工/K 時(shí)，取 e=24 f=48 除上述計(jì)算求a、b、c、d外，機(jī)床實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書附表中還可用查表法求 a、b、 c、d，方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。 3、軸向進(jìn)給傳動(dòng)鏈 根據(jù)傳動(dòng)關(guān)系，工作臺(tái)每轉(zhuǎn)一周，滾刀刀架在垂直方

20、向 S毫米，推出調(diào)整 公式： a1 S U U進(jìn)= b1 0.4603 二 S由工件刀具材料及加工精神來決定。S=0.25~3mm轉(zhuǎn)。 4、差動(dòng)傳動(dòng)鏈 加工斜齒輪時(shí)，要求滾刀在軸向進(jìn)給的同時(shí)，齒坯要有相應(yīng)的附加運(yùn)動(dòng)， 也就是當(dāng)滾刀在軸向進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程時(shí)，要求齒坯附加旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。推出公式為： a2 c2 sin P U - - =q b2 d2 MnK Mn――工件的法向模數(shù)。 K——滾刀頭數(shù)。 B ――工件螺旅角。 差動(dòng)掛輪a-、b-、c-、d-的求解方法有兩種。 ① 、對(duì)數(shù)查表法，此方法可查閱機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)、上卷。 ② 、微機(jī)計(jì)算法，本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)要求，使用 BA

21、SIC語言進(jìn)行差動(dòng)程 序設(shè)計(jì)要求：1、已知參數(shù)：Mn=2mm K=1 B 1=15 2、 計(jì)算誤差保留4位小數(shù)。 3、 所選齒輪必須在差動(dòng)變換齒輪系列內(nèi)。 五、滾刀與工件的安裝 1、滾刀的安裝調(diào)整： ① 了解滾刀心軸的安裝方法及要求，并安裝正確。 ② 滾刀對(duì)中的調(diào)整，調(diào)整滾刀主軸前軸承的微調(diào)機(jī)構(gòu)，軸向移動(dòng)刀具主軸， 使刀具中間的一刀齒或刀槽的對(duì)稱中心線通過具坯的中心，從而保證加工出齒 輪兩側(cè)齒形的對(duì)稱性。 ③刀架安裝角的調(diào)整。 工件旋向 滾刀旋 右 左 右 ― 左 "V — * 2、工件的安裝調(diào)整 本實(shí)驗(yàn)是以工件的孔和端面作定位基面，正確裝

22、夾后進(jìn)行找正。 六、實(shí)驗(yàn)的步驟、方法及注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及講義的有關(guān)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)的目的、要 求、方法和步驟，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖，了解機(jī)床各傳動(dòng)鏈的組成，結(jié)構(gòu)及其調(diào)整 方法。 2、 根據(jù)所以給定的工件及滾刀數(shù)據(jù)條件進(jìn)行各傳動(dòng)鏈的換置計(jì)算，差動(dòng)掛 輪選擇程序上機(jī)驗(yàn)證。 3、 實(shí)驗(yàn)課內(nèi)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，安裝配置掛輪。 4、 潤(rùn)滑機(jī)床，空運(yùn)轉(zhuǎn)試車，并檢查各運(yùn)動(dòng)的方向。 5、 安裝齒輪毛坯，并檢查各運(yùn)動(dòng)的方向。 6、 安裝滾刀并調(diào)整其對(duì)中位。 7、 手動(dòng)刀架使其下降，使刀軸中心線稍低于工件的上平面。 8開動(dòng)機(jī)床，手搖立柱移動(dòng)使?jié)L刀接近工作，一直到滾刀剛接觸到工件為 止，

23、再將立柱水平移動(dòng)刻度環(huán)調(diào)到“零”點(diǎn)位置。當(dāng)工件與滾刀對(duì)滾一圈后， 停車并從工件表面上所切出的刀痕檢查加工的齒數(shù)是否正確。 9、 手動(dòng)移動(dòng)立柱，使?jié)L刀向工件切入，切入深度為第一次粗切深度（當(dāng) mn>3時(shí)，一般采用兩次以上加工）。直至切出全齒深。 10、 加工完畢后，停車，快速退回廠架，退出立柱，并檢查工件尺寸。 11卸下工件、滾刀及全部配換掛輪，并清理機(jī)床。 實(shí)驗(yàn)六 機(jī)床的機(jī)何精度檢驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過對(duì)普通車床的精度檢驗(yàn)，掌握機(jī)床幾何精度的檢驗(yàn)方法，分析機(jī)床幾 何精度對(duì)加工零件精度的影響。 二、 所用工具 ①千分表（1/100）;②千分表架；③水平儀；④長(zhǎng)、中、短三支車床精

24、度檢 驗(yàn)心棒；⑤頂尖三個(gè)；⑥鋼板尺等。 三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 檢驗(yàn)：1、溜板移動(dòng)在垂直平面內(nèi)的直線度。 2、 溜板移動(dòng)時(shí)的傾斜。 3、 主軸錐孔中心線的徑向跳動(dòng)。 4、 溜板移動(dòng)，對(duì)主軸中心線的平等度。 5、 主軸軸肩支承面的跳動(dòng)。 6、 主軸的軸向竄動(dòng)。 7、 主軸定心軸頸的徑向跳動(dòng)。 8主軸錐孔中心線和尾座頂尖套錐孔中心線對(duì)溜板移動(dòng)的不等高度。 四、 實(shí)驗(yàn)方法 1、檢驗(yàn)溜板移動(dòng)在垂直平面內(nèi)的直線度。 方法：搖動(dòng)手把，將刀架向頂頭中心線移動(dòng)。在溜板上靠近刀架的地方放 一個(gè)和床身導(dǎo)軌平儀的讀數(shù)依次排列，畫出溜板的運(yùn)動(dòng)曲線。 在每一米選種上的運(yùn)動(dòng)曲線和它的兩端點(diǎn)連接間的最大

25、座標(biāo)值，就是一米 行程上的直線度誤差。在全部行程上的直線度誤差。 2、檢驗(yàn)溜板移動(dòng)時(shí)的傾斜： 方法：搖動(dòng)手把，將刀架向頂尖中心線移動(dòng)。在溜板上靠近刀架的地方垂 直于床身導(dǎo)軌放一個(gè)水平儀。移動(dòng)溜板，每隔 250 （或小于250）毫米記錄一次 讀數(shù)，在溜板的全部行程上檢驗(yàn)。 水平儀在每一米行程上讀數(shù)的最大代數(shù)差值，就是溜板在移動(dòng)的傾斜度誤 差。 簡(jiǎn)圖2 ( :"1 ■ 一? — 1 1 j 1 L1J 廠…！ I 3、主軸錐孔中心線的徑向跳動(dòng)： 方法：在主軸錐孔中緊密地插入一根檢驗(yàn)棒，將千分表固定在機(jī)床上，使 千分表測(cè)頭觸及在檢驗(yàn)棒表面上，

26、旋轉(zhuǎn)主軸分別在靠近主軸端部的 a處距a處 300mm （或150mm）的處檢驗(yàn)徑向跳動(dòng)。 然后，將檢驗(yàn)棒從錐孔中取出，使檢驗(yàn)棒旋轉(zhuǎn) 180后，再插入，按上述方 法再進(jìn)行一次檢驗(yàn)。 a、b兩點(diǎn)的誤差分別計(jì)算，千分表兩次測(cè)量讀數(shù)的代數(shù)和的一半，就是徑 向跳動(dòng)的數(shù)值。 簡(jiǎn)圖3 4、溜板移動(dòng)對(duì)主軸中心線的平行度： 方法：在主軸的錐孔中緊密地插入一根檢驗(yàn)棒，將千分表固定在溜板上， 使千分表測(cè)頭頂在檢驗(yàn)棒的表面上，移動(dòng)溜板分別在a上母線和b側(cè)母線上檢驗(yàn) a、b的測(cè)量結(jié)果分別以千分表讀數(shù)的最大差值表示。 然后，將主軸旋轉(zhuǎn)180再同樣檢驗(yàn)一次。 a、b的誤差分別計(jì)算，兩次測(cè)量結(jié)果的

27、代數(shù)和的一半就是平行度的誤差 簡(jiǎn)圖4 lh 5、主軸軸肩支承面的跳動(dòng)： 方法：將千分表固定在機(jī)床上，使千分表測(cè)頭觸及在主軸軸肩支承面靠邊 緣的地方，旋轉(zhuǎn)主軸，分別在相距 180的a點(diǎn)和b點(diǎn)檢驗(yàn)記下a、b兩處千分 表的讀數(shù)，其差值就是支承面跳動(dòng)的數(shù)值。 6、 主軸的軸向竄動(dòng)： 方法：在主軸錐孔中緊密地插入一根短檢驗(yàn)棒，將千分表固定在機(jī)床上， 使千分表測(cè)頭觸及在檢驗(yàn)棒的端面靠近中心線的地方，旋動(dòng)主軸檢查。 千分表讀數(shù)的最大差值，就是軸向竄動(dòng)的數(shù)值。 7、 主軸定心軸頸的徑向跳動(dòng)： 方法：將千分表固定在機(jī)床上，使千分表測(cè)頭觸及在主軸定心

28、軸頸的表面 上。 旋轉(zhuǎn)主軸檢驗(yàn)，千分表讀數(shù)的最大差值，就是徑向跳動(dòng)的數(shù)值。 簡(jiǎn)圖7 8主軸錐孔中心線和尾座頂尖套錐孔中心線對(duì)溜板移動(dòng)的不等高度。 方法：用頂尖將檢驗(yàn)棒安裝在機(jī)床上，將千分表固定在溜板刀架上，千分 表測(cè)頭軸線垂直于檢驗(yàn)棒軸線，千分表測(cè)頭觸及檢驗(yàn)棒上母線移動(dòng)溜板，分別 在主軸端和尾座頂尖端各測(cè)一次，其千分表讀數(shù)差值為不等高度。 簡(jiǎn)圖8 五、 實(shí)驗(yàn)要求： 1記錄檢驗(yàn)結(jié)果。 2、 填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 3、 每人做一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。 六、 注意事項(xiàng)： 1在實(shí)驗(yàn)過程中注意愛護(hù)使用儀器和設(shè)備，做到輕拿輕放。 2實(shí)驗(yàn)中所用儀器的工作原理，使用方法，請(qǐng)看附錄（1）（2）。

29、 3、實(shí)驗(yàn)（一）的數(shù)據(jù)處理方法請(qǐng)參看附錄（3）。 一、水平儀 1結(jié)構(gòu)及工作原理 水平儀是一各測(cè)量角度的儀器，它上面裝有一個(gè)玻璃管，對(duì)于角度的測(cè)量 就是靠這個(gè)玻璃管來完成的，在玻璃管內(nèi)裝有一部分液體，以及一定量的空氣, 在玻璃管上刻有一定的刻度，可以通過氣泡在不同的位置而讀出一定的數(shù)值。 圖一（1） 當(dāng)水平儀傾斜一定的角度以后，氣泡就要移動(dòng)一定的位置，因?yàn)樗絻x內(nèi) 的氣泡始終都要保持在水平位置。 若將一讀數(shù)精度為0.02/1000的水平儀放置于100mm長(zhǎng)的直尺表面，精度 0.02/1000所表示的意思就是，在一端墊起 0.02mm的高度，此時(shí)水平儀中氣泡 移動(dòng)的距離剛好

30、是一個(gè)刻度值。 水平儀連同平尺的傾斜角a的大小，可從下式計(jì)算： △H 0.02 7 tg 2 10 L 1000 :-=4 從上式可知，0.02/1000水平儀的氣泡每移動(dòng)一個(gè)刻度其傾角為 4〃，如上 圖可求出在200mm處直尺的高度變化量△ H,(實(shí)測(cè)時(shí)，多用專用墊鐵將水平儀 墊起測(cè)量，專用墊鐵的支承距離等于水平儀的長(zhǎng)度為 200mm)。 .：H 1 -=0.00002 Li △ H1=L1 X 0.00002=200X 0.00002=0.004(mm) 由上式可知，水平儀的實(shí)際變化量與所使用的墊鐵的支承距離 L1有關(guān)。 2、水平儀的讀數(shù)方法： 在測(cè)量時(shí)

31、，一般總是將水平儀在起端位置時(shí)的讀數(shù)作為零位，然后，依次 移動(dòng)水平儀墊鐵，記下每一位置的讀數(shù)(如圖一 3)，根據(jù)水準(zhǔn)儀中的氣泡移動(dòng) 方向與水平儀的移動(dòng)方向來確定被檢測(cè)導(dǎo)軟軌平面的傾斜方向，如方向一致一 般讀為正值，它表示導(dǎo)軌面向上斜，否則，為負(fù)值，向下斜。 讀數(shù): 3、用水平儀檢查導(dǎo)軌不直度的誤差計(jì)算例題。 儀器精度：0.02/10000 導(dǎo)軌長(zhǎng)度：10000mm 墊鐵長(zhǎng)度：200mm 讀數(shù)如下表： 測(cè)量位置 (mm) 0~200 200~400 400~600 600~800 800~1000 讀數(shù) (格) 0 +1 0 —0.5 —1 讀數(shù)換算

32、 (mm) 0 0.004 —0.002 —0.004 誤差圖如下: 0* 04 D * 02 lOO-S- 由直線度誤差的計(jì)算方法，可得直線度的誤差為: 0.0004— (— 0.002)=0.006mm 4、注意事項(xiàng)： (1) 在測(cè)量時(shí)，依次移動(dòng)水平儀的墊鐵，使每次測(cè)量位置互相接，這樣才 能測(cè)繪出導(dǎo)軌面在軸線方向，形狀相近的曲線。 (2) 由水平儀讀出的數(shù)值(格數(shù))，只是一個(gè)角度的變量，應(yīng)換算成為高 度的變量，才能繪圖計(jì)算。 實(shí)驗(yàn)七 車床工藝系統(tǒng)靜剛度的測(cè)定 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1熟悉機(jī)床靜剛度測(cè)定方法； 2、 掌握車床部件剛度及車床剛度的計(jì)算方

33、法; 3、 了解車床剛度對(duì)加工精度的影響。 二二二 、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具： 1 CA6140車床 一臺(tái)； 2、 數(shù)字測(cè)力儀 一套； 3、 力傳感器 一套; 4、 百分表（帶磁力表架） 三套; 5、 心軸 、實(shí)驗(yàn)原理： 一件。 在金屬切削加工中，機(jī)床一刀具一工件組成一個(gè)工藝系統(tǒng)，這個(gè)工藝系統(tǒng) 在切削力的作用下將會(huì)產(chǎn)生變形（彈性變形及塑性變形，塑性變形主要是構(gòu)件 接合面間的變形）。這種變形，會(huì)破壞已經(jīng)高整好的刀具和工件之間的相對(duì)位置， 以及成形運(yùn)動(dòng)的位移、速度關(guān)系，使加工后的工件產(chǎn)生幾何形狀誤差和尺寸誤 差，此外，還能產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工表面光潔度。 工藝系統(tǒng)在

34、靜載荷作用下，會(huì)產(chǎn)生靜變形，載荷越大變形也越大，我們把 靜力作用下 產(chǎn)生變形的比值j = p稱為工藝系統(tǒng)的“靜剛度”。 y 在外園車削的工藝系統(tǒng)中，一般來說，刀具有與工件都是簡(jiǎn)單構(gòu)件，其剛 度比較容易確定（用力學(xué)公式計(jì)算即可求得）。但對(duì)機(jī)床的剛度則是相當(dāng)復(fù)雜的， 不可能都用公式作計(jì)算，故目前主要是用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定其剛度值。 機(jī)床靜剛度測(cè)定法，是在機(jī)床靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的，這一方面的本質(zhì)，是對(duì) 機(jī)床施加載荷（即模擬切削時(shí)的情況），然后測(cè)出在不同載荷下機(jī)床各部分的變 形，再通過計(jì)算求出機(jī)床的剛度。 車削外園時(shí)的三個(gè)方向的分切削力 Px、Py、Pz中，Py分力作用方向的變形 y,比起Px、Pz

35、兩個(gè)分力產(chǎn)生的變形對(duì)加工誤差的影響要大的多，所以研究車 削工藝系統(tǒng)剛度只要考慮 Py及其在此方向上的變形y,已相當(dāng)準(zhǔn)確了，故系統(tǒng) 剛度可寫作： p j系統(tǒng) 公斤/毫米 y 根據(jù)定義： 1111 = + + j系統(tǒng) j系統(tǒng) j刀具 j工作 車刀在工件徑向方向的剛度與機(jī)床，工件剛度相比較是很大的，可以略而 不計(jì)。所以當(dāng)工件剛度足夠大時(shí)，我們可以認(rèn)為： 1 _ 1 j系統(tǒng) j系統(tǒng) 而機(jī)床的剛度是由機(jī)床各部件（如車床的床頭、尾座、刀架等）的剛度決 定的。因此，當(dāng)已知機(jī)床各部件的剛度的情況下，即可計(jì)算出機(jī)床的剛度。 Py j頭： y頭 Py j尾二 y尾 Py

36、j架- y架 當(dāng)車刀在工件全長(zhǎng)上任意一位置時(shí)（見圖一），貝冋導(dǎo)出各部件剛度的一般 算式即： （X/L” j尾： y尾 （L -x）Py/L j頭: y頭 Py j架- y架 從而可導(dǎo)出車床剛度的普遍計(jì)算式: 1 j機(jī)床 1 1 L - x x ( )j 尾() j架j頭 L L 由此式可以看出，j機(jī)床隨著車刀位置的不同而變化，當(dāng)車刀處于工件中間 位置時(shí) L (x =—)， z 車床的剛度為： 1 j機(jī)床 1 1 ) j尾 ( 4 j頭 圖 一 四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟： 1、實(shí)驗(yàn)方法： 實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示：在車床兩頂尖間，安裝一根

37、剛性很好的軸 1在刀架 上裝一螺旋加力器5,在心軸與加力器之間安放傳感器 4,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)加力器中的螺 釘時(shí)，刀架與心軸之間便產(chǎn)生了作用力，加力的大小可由數(shù)字測(cè)力儀 7讀出。 作用力一方面?zhèn)鞯杰嚧驳都苌?，另一方面?jīng)過心軸傳到前后頂尖上，實(shí)驗(yàn)時(shí)將 百分表分別放在靠近刀架床頭頂尖和尾頂尖處，測(cè)出在 Py力的作用下，床頭、 床尾座及刀架的變形值，(百分表2、3、6讀出。)然后按 P j 公式計(jì)算床頭、尾座、刀架的靜剛度。 y 圖二 di c, ■ ■^r 2、實(shí)驗(yàn)步驟 （1） 把螺旋加力架夾固在刀架上，保證其加力點(diǎn)的高度與車床頂尖中心線 等高，加力方向垂直于心軸。 （2） 將

38、心軸安裝在車床兩頂尖間，尾座套筒伸出長(zhǎng)度約 50毫米，心軸在 頂尖間的夾緊力不宜過緊或過松，以用手可以轉(zhuǎn)動(dòng)為宜。 （3） 在心軸與螺旋加力器之間安裝力傳感器。 （4） 用表架裝好百分表2和3,分別固定在車床身上。 （5） 加載前把百分表調(diào)到零位，從 0到350公斤逐漸加載，每次增力 50 公斤，然后再?gòu)?50公斤到0逐漸卸載，每次減少50公斤，接著按同樣操作重 新加載，卸載一次，注意第二次加載卸載時(shí)不要再調(diào)整百分表對(duì)零位。每次加 力和減力時(shí)，應(yīng)記錄相應(yīng)的機(jī)床部件變形量y,決將記錄的力和變形記入表格內(nèi)。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及計(jì)算： 1、 靜剛度測(cè)定記錄。 2、 繪制載荷變形圖，將所測(cè)得的載

39、荷與相應(yīng)的變形在平面直角坐標(biāo)上繪出 載荷一一變形曲線圖。第二次載荷一一變形曲線應(yīng)緊接第一次載荷一一變形曲 線，不要重新從原點(diǎn)出發(fā)。 3、 計(jì)算各部件的剛度（j頭、j尾、j 架） 由于載荷一一變形曲線為非線性，說明各區(qū)間部件剛度值是不相同的，其 大小應(yīng)以該區(qū)間的曲線斜率表示（直=電）。同樣，各部件剛度是隨載荷大小 而變化的。嚴(yán)格的講，各部剛度應(yīng)從圖內(nèi)曲線中求出平均值，為計(jì)算方便，也 可用最大Py力和最大變形值y的比值來代表。 4、 計(jì)算車床靜剛度： 1 j機(jī)床 1111 ( ) 4 j頭 j尾 j架 六、 整理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，交還實(shí)驗(yàn)儀器、工具 七、 編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)八

40、 加工精度統(tǒng)計(jì)分析 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵? 1掌握加工精度統(tǒng)計(jì)分析的基本方法。 2、 通過對(duì)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，判斷該工序能否保證加工精度，有無廢 品，找出產(chǎn)生加工誤差的原因。 3、 了解計(jì)算機(jī)在加工精度統(tǒng)計(jì)分析中的應(yīng)用。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 在M224半自動(dòng)內(nèi)圓磨床上，連續(xù)加工一批同樣尺寸的套類零件（如圖） 取樣100個(gè)進(jìn)行測(cè)量，獲取孔尺寸數(shù)據(jù)。 三、實(shí)驗(yàn)用設(shè)備和儀器 1、 M224半自動(dòng)內(nèi)圓磨床一臺(tái)； 2、 千分表、內(nèi)徑表?xiàng)U一套，卡尺一把； 3、 計(jì)算機(jī)一臺(tái)。 四、實(shí)驗(yàn)原理 在大批生產(chǎn)中，為了對(duì)某一工序的加工狀況進(jìn)行分析、了解需要從該工序 連續(xù)生產(chǎn)出來的一批零件中，抽

41、出部分零件，通過測(cè)量，獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)用 統(tǒng)計(jì)分析的方法，來判斷該工序的生產(chǎn)狀況，進(jìn)而控制生產(chǎn)過程，保證產(chǎn)品質(zhì) 量。這種方法可用圖1來表示。其中，母體，是指該工序一次調(diào)整機(jī)床，加工 出零件的總數(shù)、樣本，是指從該工序中抽取的部分樣件。 在調(diào)整法加工時(shí)，如果加工過程滿足： 1加工系統(tǒng)中無變值系統(tǒng)性誤差（或其影響很?。?； 2、 引起尺寸分散的偶然性誤差是相互獨(dú)立的； 3、 引起尺寸分散的諸偶然性誤差中，無一起主導(dǎo)作用，則所加工的零件， 其尺寸參數(shù)的分布，服從于正態(tài)分布。對(duì)服從正態(tài)分布的參數(shù)，在應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分 析的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行； （1）異常數(shù)據(jù)剔除 在測(cè)取樣本數(shù)

42、據(jù)時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)過大或過小的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù) 的出現(xiàn)，是屬于正常的呢？還是因?yàn)楣ぜ杏操|(zhì)點(diǎn)，或測(cè)量時(shí)疏忽大意而至， 這就需要我們加以判斷，如果是非正常出現(xiàn)，應(yīng)予以剔除，判斷方法，采用萊 因達(dá)準(zhǔn)則。 萊因達(dá)準(zhǔn)則的原理，是從以下思想出發(fā)后，特大或特小的數(shù)值，其出現(xiàn)的 概率很小，如果抽取的樣本，服從正態(tài)分布，則數(shù)值超出 6a范圍以外的概率為 小概率事件，小概率事件可視為不可能事件，不可能事件一旦發(fā)生，則可視為 事件的出現(xiàn)并非偶然。即其中含有過失誤差，因此可以將超出6a范圍以外的數(shù) 據(jù)剔附除（為了簡(jiǎn)化利用萊因達(dá)準(zhǔn)則鑒別過失誤差的計(jì)算，可先從樣本數(shù)值中， 觀察確定特大或特小的值一個(gè)）將其剔除，

43、計(jì)算剔除后樣本的均值和均方差， 再用6 a書評(píng)定剔除是否正確，即： 若 |Xk — X| < 3a Xk予以保留 若 | Xk — X | > 3a Xk予以剔除 （其中：Xk為假設(shè)的過失誤差數(shù)據(jù)） 每剔除一個(gè)異常數(shù)據(jù)，再剔除下一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，要重新計(jì)算均值和均方差， 直到全部數(shù)據(jù)均為非異常數(shù)據(jù)為止 (2)樣本正態(tài)性評(píng)定 由于實(shí)際測(cè)得的樣本數(shù)據(jù)分布與理論正態(tài)分布著一定的差距，需要對(duì)樣本 的正態(tài)符合性進(jìn)行判斷，若為正態(tài)分布，才能在用統(tǒng)計(jì)分析的方法分析加工誤 差時(shí)，采用6a原則來進(jìn)行分析、研究，樣本正態(tài)性評(píng)定，用正態(tài)符合性標(biāo)準(zhǔn) R 來判斷。 R值的計(jì)算公式為： X2 —K R =

44、 2K S ( mi _Noi ) 其中：X2 二 Noi i 士 Mi :某一區(qū)間的實(shí)際頻數(shù)； Noi :某一區(qū)間的理論頻數(shù)； pi：某一區(qū)間上的理論頻率值； N :樣本容量； S:實(shí)際分組間隔數(shù)目。 (注意：實(shí)際頻數(shù)與理論頻數(shù)均不小于 5;對(duì)小于5的頻數(shù)應(yīng)和相鄰的區(qū)間 的頻數(shù)合并)。 判斷： 若R>3 則認(rèn)為樣本不符合正態(tài)分布規(guī)律。 若RV 3 則認(rèn)為樣本符合正態(tài)分布規(guī)律。 (1)樣本隨機(jī)性的評(píng)定 數(shù)理統(tǒng)計(jì)的目的，就是要通過樣本去看母體。一個(gè)正態(tài)樣本能否代表母體 的特征，則要看它是否為隨機(jī)樣本，當(dāng)獲得樣本的工藝系統(tǒng)不存在變值系統(tǒng)性 誤差時(shí)，貝U所得的樣本為隨機(jī)

45、樣本，否則，為不隨機(jī)樣本，為此，需要對(duì)正態(tài) 樣本進(jìn)行的隨機(jī)性進(jìn)行檢驗(yàn)。其方法是續(xù)差法。 續(xù)差法檢驗(yàn)的步驟如下： 1、 工順序測(cè)得零件尺寸 Xi，X2,, Xn 2、 求續(xù)差： ai =X2 — Xi， 02 =X3 — X2，,, ch — 1=Xn — Xn — 1 （共計(jì)n— 1項(xiàng)） 3、根據(jù)續(xù)差ai,可由下列公式來求母體方差 C 1 2(n _1) 4、求得樣本的方差c n (Xi -X) i -4 5、求臨界值t C t o 6、求 tq tq tq =1 - n +1 其中，tq服從于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，是顯著水平a =0.02的函數(shù)，有下列關(guān)系式

46、 （tq） =0.5— 0.02=0.48 tq值可由課本85頁，表2-2查出。 7、評(píng)定: 若tvtq，則認(rèn)為樣本不是服機(jī)樣本； 若t>tq，則認(rèn)為樣本不是隨機(jī)樣本。 從以上三個(gè)方面，對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，我們就可以用正態(tài)隨機(jī)子樣本 來對(duì)所測(cè)工序進(jìn)行工藝論斷。 正態(tài)隨機(jī)子樣可以反映母體的特征，因此可以應(yīng)用 6a原則，6a表示零件 尺寸的實(shí)際分散范圍。 求工藝能力系數(shù)CP： T CP = 6 :- 其中：T:公差分散范圍。 由課本89頁表2-6,可查出工藝能力等級(jí)。從而判斷該工序能否保證加工 精度。 （二）廢品率論斷： 如果CPV 1,則肯定會(huì)有廢品出現(xiàn)，因?yàn)椋?/p>

47、此時(shí)零件尺寸誤差分散范圍，已 超出零件尺寸公差的分散范圍，超出的那部分即為廢品，見圖 2 ! 圖2 CPV 1時(shí)，廢品示意圖 即使CPV 1,也可能會(huì)有廢品出現(xiàn)，這是因?yàn)樵谡{(diào)整機(jī)床時(shí)，沒能使公差分 散中心和實(shí)際尺寸分散中心重合；存在有調(diào)整誤差，當(dāng)不重合程度使得實(shí)際尺 寸分散范圍超出公差分散范圍，就會(huì)出現(xiàn)廢品，見圖 3。 舍筮疔數(shù)范兇中心r i 調(diào)幫謀斗二^丄二 l \ “ ■ ! 圖3 （T>1葉，廢品示意圖 在加工過程中，有可能出現(xiàn)假?gòu)U品，請(qǐng)同學(xué)們自己考慮在什么情況下的廢 品為假?gòu)U品。 （三）用X—R控制圖檢驗(yàn)工藝過程是否穩(wěn)定。

48、所謂工藝過程穩(wěn)定，從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的原理來講，就是工序過程的質(zhì)量參數(shù)總 體分布，其均值X和均方差a在整個(gè)工序過程中保持不變，為了檢驗(yàn)工藝的穩(wěn) 定性，需要用到Xi和Ri兩張點(diǎn)圖。Xi控制點(diǎn)圖，是將一批工件按加工順序分 成m個(gè)為一組（m通常取4或5,本實(shí)驗(yàn)取m=4）求出每組的平均值 Xi，以組 號(hào)為橫坐標(biāo)，以Xi為縱坐標(biāo)，畫圖，Ri控制圖同上方法相同，Ri是每組數(shù)值的 極差（即最大與最小差的絕對(duì)值），以組號(hào)為橫坐標(biāo)，Ri為縱坐標(biāo)，畫圖。兩張 點(diǎn)圖合在一起使用，稱為 X—P控制圖。 X和R的波動(dòng)反映了工件尺寸均值的變化趨勢(shì)和隨機(jī)誤差的分散程度。 在X和R控制圖上，還應(yīng)繪出中心線和控制線。 對(duì)X圖

49、中心線 CL 上控制線 U C L = X A2R 下控制線 LCL = X_A2R 對(duì)R圖 中心線 CL = R 上控制線 UCL二D4R 下控制線 LCL=D3R 其中，A2, D4, D3由課本91頁，表2-8查出。 五、實(shí)驗(yàn)步驟 1、 教師簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理，同學(xué)回答教師提出的有關(guān)實(shí)驗(yàn)的問題。 2、 開動(dòng)機(jī)床，按事先調(diào)好的尺寸，加工一批零件。 （本實(shí)驗(yàn)為100個(gè)） 3、 同學(xué)按加工順序，依次測(cè)量零件孔尺寸。 4、 加工完后，將測(cè)得的數(shù)據(jù)給教師一份，由教師作計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理演示。 5、 整理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。 附：工藝過程加工精度診斷的計(jì)算機(jī)原理框圖： 附1：工藝過程加工精

50、度診斷的計(jì)算機(jī)原理框圖: 選 修 實(shí) 驗(yàn) 項(xiàng) 目 實(shí)驗(yàn)一 機(jī)床爬行實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)的目的 1觀察和了解機(jī)床爬行現(xiàn)象。 2熟悉機(jī)床爬行的測(cè)試方法。 3、熟悉光柵爬行測(cè)量?jī)x和光線示波器的使用。 二、 實(shí)驗(yàn)的工作原理 1機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件抵速爬行的原理： 機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件（如工作臺(tái)、溜板等）在低速度運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)的時(shí)態(tài)，時(shí)?；?時(shí)慢的現(xiàn)象稱為機(jī)床爬行。機(jī)床爬行一般產(chǎn)生在重載荷、低速運(yùn)動(dòng)的情況下， 爬行位稱量一般在幾個(gè) 卩m到零點(diǎn)幾毫米范圍內(nèi)，爬行頻率一般不超過 10HZ, 爬行對(duì)精密機(jī)床及精密落地大型機(jī)床具有很大的危害。 爬行現(xiàn)象的機(jī)理可用圖1來說明。圖中A為驅(qū)動(dòng)件，C為導(dǎo)軌

51、，從驅(qū)動(dòng)件 到工作臺(tái)B之間的傳動(dòng)部分用彈簧 D表示，工作臺(tái)B的質(zhì)量為m, B、C之間 處于混合磨擦（或半干磨擦）的條件下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)件 A的速度V很小時(shí)，工作臺(tái) 就會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)運(yùn)動(dòng)，即周期停頓的不均勻運(yùn)動(dòng)，造成這種現(xiàn)象的原因是：當(dāng)接 通進(jìn)給運(yùn)動(dòng)后，A便以勻速前進(jìn)，這時(shí)由于傳送裝置 D被視為一彈性體，它一 直在增加著彈性變形，直到新傳遞的力能克服B、C之間的靜磨擦力時(shí)為止。在 這個(gè)階段中A移動(dòng)了 xo,而工作臺(tái)B處于靜止不動(dòng)狀態(tài)，即傳動(dòng)系統(tǒng)處于儲(chǔ)能 階段。當(dāng)傳動(dòng)力開始超過磨擦力時(shí)，靜止著的工作臺(tái) B便迅速地提高其運(yùn)動(dòng)速 圖1 A—驅(qū)動(dòng)件 C—單軌 度，并超過驅(qū)動(dòng)裝置 A所提供的運(yùn)動(dòng)速度，使系統(tǒng)

52、中的位能釋放出來，傳動(dòng)力 也相應(yīng)地減小了，工作臺(tái)在運(yùn)動(dòng)到傳動(dòng)力等于磨擦力的位置時(shí)，還會(huì)由于慣性 爬行的力學(xué)模型 B—工作臺(tái) D—傳動(dòng)系統(tǒng) 力而繼續(xù)向前移動(dòng)一段距離，直到作用于工作臺(tái)上的全部力平衡為止，它又重 新停頓下來，完成一次“跳躍”，跳躍結(jié)束時(shí)，傳動(dòng)無件的彈性變形減小，以致 為了使其繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，必須經(jīng)過某一停頓時(shí)間，然后再出現(xiàn)跳躍，這種一跳一停 的現(xiàn)象，就是時(shí)起時(shí)停的爬行，如果驅(qū)動(dòng)速度較高，工作臺(tái)在一個(gè)循環(huán)之末速 度還未降到零，而彈簧 D又開始被壓縮，下一下循環(huán)又開始了，則此時(shí)工作臺(tái) 的運(yùn)動(dòng)即處于時(shí)快的時(shí)慢的爬行狀態(tài)，當(dāng)速度再提高到革一數(shù)值時(shí)，爬行現(xiàn)象 便消失，這個(gè)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的最低

53、速度，稱為爬行臨界速度。 2、對(duì)機(jī)床爬行的描述方法 機(jī)床爬行規(guī)律復(fù)雜，不能用單一參數(shù)表示，一般用位移一時(shí)間（ s— t）曲線 描述時(shí)起時(shí)停的爬行，用速度一時(shí)間（v—t）曲線描述時(shí)快時(shí)慢的爬行。 圖2（ a）為不考慮過渡過程的理想化的典型 s— t曲線，它非常直觀地描述 了爬行規(guī)律，從曲線可求得停頓時(shí)間ti，突跳位移量△ S （通常稱為爬行量）以 及爬行頻率，（f（f =丄=^^））。爬行量△ S直接影響加工精度，是表征機(jī)床 T 匕“2 的主要參數(shù)。 圖2 爬行曲線心） 爬行曲線 圖2 （b） v—t曲線，根據(jù)這條曲線，可以求得最大速度 Vmax，最小速度 i

54、 Vmin和爬行率f（f二一）。這種情況下，沒有突跳位移，所以無法用爬行量這個(gè) T 參數(shù)表示，但此時(shí)速度變化比較直觀，而速度的不均勻性又是造成較大的表面 波紋和較粗的主要原因之一，所以可用相對(duì)速度 「V =V max ~V min作為表征機(jī) V min 床爬行的主要參數(shù)，如無明顯簡(jiǎn)單規(guī)律，則必須對(duì)曲線的每個(gè)瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn) 行研究。 三、 實(shí)驗(yàn)用調(diào)和和儀器 本實(shí)驗(yàn)需要下列設(shè)備和儀器： 1外圓磨床一臺(tái)。 2光柵爬行測(cè)量?jī)x及專用直流電源各一臺(tái)。 3、 光線示波器及其電源各一臺(tái)。 4、 SBD—6型超低頻雙線示波器一臺(tái)。 5、 磁性表架和磁力吸頭各一件。 圖3為光柵爬行測(cè)量

55、儀的結(jié)構(gòu)圖。底座 1上固定有光柵讀數(shù)頭支架和滾動(dòng) 導(dǎo)軌副的固定部分5,在滾動(dòng)導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)件4上固定著標(biāo)尺光柵安裝架3,光 源6的光束經(jīng)過透鏡7后形成近似平行光束。此光束照射到指示光柵 8和標(biāo)尺 光柵9上形成莫爾條紋。10是接受信號(hào)并把它轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的硅光電池，滾動(dòng) 導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)4的端部裝有測(cè)量桿11,測(cè)量桿11借助彈性聯(lián)結(jié)器12和測(cè)量頭13 聯(lián)接，測(cè)量桿的另一端平時(shí)用螺釘鎖在儀器的外殼上，使用時(shí)需先松開螺釘才 可拉動(dòng)測(cè)量桿，測(cè)量頭由軟磁材料制成，測(cè)量時(shí)它被裝在磁性表架上的磁力吸 頭吸住。 四、 實(shí)驗(yàn)的步驟、方法和注意事項(xiàng) 1、 首先熟悉機(jī)床的操作按鈕及爬行儀和示波器的使用方法。 2、 將

56、爬行儀放在機(jī)床工作臺(tái)上，并以爬行儀底座側(cè)面的基準(zhǔn)面 G （見圖3） 找正，使其平面與機(jī)床導(dǎo)軌的平行度誤差小于 0.1/100mm,然后撥動(dòng)開關(guān)，使爬 行儀底座1與導(dǎo)軌吸牢。 3、 將磁力表座固定在機(jī)床床身上，并將磁力吸頭裝上，利用銅套端面與爬 行儀的測(cè)量頭端面找正，然后取下隔磁銅套，使磁力吸頭與儀器頭吸牢。 1 —底座 2—支架 3—安裝架 4、5—滾動(dòng)導(dǎo)軌 6—光源 7—透鏡 8 —指示光柵 9 —標(biāo)尺光柵 10、硅光電池 11—測(cè)量桿 12—彈性聯(lián)結(jié)器 13—測(cè)量頭 圖3 光柵爬行儀結(jié)構(gòu)示意圖 4、按照說明書選用示波器振子并裝入感光紙，然后按圖 4接線，在接通電 源前，

57、應(yīng)注意光線示波器的各個(gè)開關(guān)均處于斷路位置，更要注意光線示波器絕 對(duì)不能直接接到220V交流電路上去。 5、 接通儀器電源，將機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給量調(diào)至最小，啟動(dòng)機(jī)床，爬行儀便開 始工作，調(diào)整直流輸出電瓶，使記錄圖形處于記錄紙中間位置，再調(diào)節(jié)輸出電 壓幅度，使記錄圖形的峰一峰值約為40mm,這可在光線示波器的觀察屏上進(jìn)行 觀察，同時(shí)由示波器進(jìn)行監(jiān)視。 6、 按動(dòng)光線示波器的電源的起輝按鈕，點(diǎn)燃示波器的高壓水銀燈，十分鐘 后亮度達(dá)到正常，選用100mm/min記錄紙速和0.01S,的時(shí)標(biāo)進(jìn)行記錄。由于時(shí) 標(biāo)和紙速是聯(lián)動(dòng)的，所以當(dāng)按下示波器的記錄紙按鈕10X 100后紙速為 1000mm/s時(shí)標(biāo)即是

58、0.01S，按住拍攝按鈕，記錄紙記錄一段后手再抬起，于是 停止記錄，取下記錄紙?jiān)陉柟饣蛉展鉄粝卤夂蠹纯傻玫接涗浨€，然后熄滅 高汞燈。 7、 逐漸調(diào)大機(jī)床的進(jìn)給量，觀察超低頻示波器圖形，當(dāng)為標(biāo)準(zhǔn)正弦曲線時(shí)， 記錄下此時(shí)工作臺(tái)的進(jìn)給量。 8切斷電源，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。 但每個(gè) 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 機(jī)床爬行狀態(tài)下的記錄圖形為一組具有畸變和疏密不均的正統(tǒng)信號(hào) 整周期正弦信號(hào)對(duì)應(yīng)的位移量均為 0.02mm即20卩m （見圖5）。正弦信號(hào)的不 同高度值（A）對(duì)應(yīng)著不同的位移量，根據(jù)記錄紙上的時(shí)標(biāo)可確定各段位移對(duì)應(yīng) 的時(shí)間，根據(jù)位移和時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可做出 s—t曲線，將時(shí)間坐標(biāo)分成若干 示渡器宅

59、弼 2—儀 3—工作臺(tái) 4—導(dǎo)軼 5—宅淖及吏換器 1超底顆示皴:喜 FTt醴示潼屢 微段，用微段的平均速 度近似地代表瞬時(shí)速 度，則可作出v—t曲 線。 S— t曲線可由下 述兩種方法作出： 圖4 機(jī)床用行試驗(yàn)接踐團(tuán) 因記錄紙上一個(gè)整周期正弦信號(hào)對(duì)應(yīng)的位移量 s為20i m所以在一個(gè)周期 內(nèi)應(yīng)分成四段計(jì)算: 在第I段中，即Sv 5卩m時(shí): 20 S = arc 300 sin |h | (」m) 其中arc sin巴單位為度”。 A 在第II段中，即5卩mv Sv 10卩m時(shí), sin (”m) A 20 S =10 ar

60、c 360 在第III段中，即 10 mv Sv 15 fl m 20 S =10 arc 360 sin (”m) A 在第IV段中，即 151 mv Sv 20 i m sin (」m) A 20 S = 20 — 決 arc 360 2、檢查法 圖6所示為放大了十倍的標(biāo)準(zhǔn)正弦曲線，我們?cè)谟涗浖埳险页鲆恍┯刑卣? 的點(diǎn)，令為A、B、C,,等，然后測(cè)出它們所對(duì)應(yīng)的 h值，可根據(jù)圖6迅速的 確定位移量So 當(dāng)記錄圖幅值不為20mm時(shí)，需先進(jìn)行換算，此時(shí)， h” 20 hp 式中： h—根據(jù)記錄實(shí)沒蝗高度。 在圖6中，S坐標(biāo)

61、上面 h在第I段中為正，第III 6中S坐標(biāo)的下面一行帶 hp—記錄圖幅值。 h—查圖時(shí)使用的高度值的高度值。 使用查圖法時(shí)，需特別注意記錄曲線所在的位置段, 一行數(shù)字對(duì)應(yīng)著第I、III段中的位移量，記錄曲線高度 段中為負(fù)，但“ +”、“一”號(hào)對(duì)查找位移量無影響。圖 括號(hào)的數(shù)字，對(duì)應(yīng)著第II、IV段中的位移量。 ⑸ ⑶⑵⑺ 2) 實(shí)驗(yàn)二 鏜孔時(shí)自激振動(dòng)及消振實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵? 1、了解鏜孔時(shí)產(chǎn)生的自激振動(dòng)現(xiàn)象，觀察振紋。 2、了解切削速度、切削深度與自振振幅的關(guān)系。 3、了解沖擊式消振鏜桿的消振原理，觀察其消振效果 4、了解削邊鏜桿的消振原理，觀察其消振效

62、果。 二、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備和食品 1、 CA6140 型普通車床 一臺(tái)； 2、 Y6D—3A 型電阻應(yīng)變儀 一臺(tái)； 3、 SC—16 光線示波器 一臺(tái)； 4、 DY—3 型電源供給器 一臺(tái)； 5、 鏜桿、鏜桿座及消振塊 一套； 三、實(shí)驗(yàn)原理 （一）振動(dòng)原理 切削過程中產(chǎn)生自激振動(dòng)的原因，各種學(xué)派解釋不一，其中較為主要的是 振型偶合自激振動(dòng)原理（座標(biāo)聯(lián)系自激振動(dòng)原理）和再生激振動(dòng)原理。 在此我們只介紹振型偶合自激振動(dòng)原理： 按照該理論， 認(rèn)為車刀與工件的相對(duì)振動(dòng)運(yùn)動(dòng)， 是以質(zhì)量偶合的形式， 在？ 個(gè)方向上，相互關(guān)系的振動(dòng)的組合（二個(gè)自由度的振動(dòng)） ；振動(dòng)時(shí)，刀

63、具與工件 切削截面的大小變化，而與振動(dòng)的速度無關(guān)，如圖所示，刀尖由 A 點(diǎn)經(jīng) C 點(diǎn)到 B點(diǎn)，再由B點(diǎn)經(jīng)D點(diǎn)到A點(diǎn)，切入時(shí)，A - C- B切深較小，切出時(shí)B - D - A，切深較大，由于切深的變化，引起了切削力的變化。當(dāng)?shù)都庋厍邢髁?P同方 向（B- D-A）移動(dòng)時(shí)，比當(dāng)?shù)都庋嘏c切削力相反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)（ A-C- B）的 切削力來的大。這樣，在每一個(gè)循環(huán)內(nèi)，切削力 P 對(duì)刀具部件作的正功大小負(fù) 功，振動(dòng)便會(huì)加強(qiáng)，直到每循環(huán)獲得的能量與消耗的能量平衡為止，此時(shí)振動(dòng) 便以此振幅振動(dòng)下去。 自激振動(dòng)本身不會(huì)自行衰減，欲減小自激振動(dòng)，需采取一定的措施。 （二）消振原理 消除和減小自激

64、振動(dòng)的方法有很多，在此我們只介紹沖擊式消振原理和消 邊鏜桿消振原理。 1沖擊式消振原理 沖擊式消振器，是在鏜桿上做出一殼體，其內(nèi)裝入與殼體有一定間隙的質(zhì) 量塊（消振塊），如圖2所示，當(dāng)鏜桿受到瞬時(shí)刺激力激發(fā)振動(dòng)后，從平衡位置 0產(chǎn)生痊移A1,鏜桿獲得了能量，當(dāng)瞬時(shí)激發(fā)力消失以后，鏜桿要回到原來位 置，這時(shí)釋放出能量，鏜桿具有了速度從圖a到圖b位置。速度V由0—Vmax， 在這過程中鏜桿帶動(dòng)質(zhì)量離開平衡位置運(yùn)動(dòng)，由于鏜桿的彈性反抗作用，其速 度由Vmax— 0。但由于質(zhì)量塊M1為自由質(zhì)量，其慣性使 M在圖C位置時(shí)仍具 有Vmax，這時(shí)質(zhì)量塊M與鏜桿離開，設(shè)在圖d位置時(shí)，質(zhì)量M和鏜桿殼體發(fā) 生

65、碰撞，即吸收了鏜桿的動(dòng)能，使鏜桿在第3/4個(gè)周期（由圖d—e）過程中，振 幅減?。ㄗ訟1減至A2 ）。如此過程繼續(xù)下去，則使鏜桿振動(dòng)幅度逐漸減小。 圖2沖擊式消掘原理 2、削邊鏜桿消振原理 在鏜桿上平行地削去兩邊，削邊部分的厚度 a=（0.6~0.8）d,其中d為鏜桿直 徑，削邊后的鏜桿，兩個(gè)相互垂直的方向具有不同的剛度，我們稱剛度小的方 向?yàn)樾偠戎鬏SR1，剛度較大的方向?yàn)榇箫L(fēng)度主軸 R2,如圖3所示 圖3剛度主軸示意圖 由理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)均可證明，當(dāng)小剛度主軸位于 P力和y軸夾角范圍之內(nèi) 時(shí)，為不穩(wěn)定區(qū)，系統(tǒng)易產(chǎn)生振動(dòng)，如圖 4,應(yīng)用這一理論，只要使削邊鏜桿小

66、 剛主思，位于P力和y軸夾角之外，避開不穩(wěn)定區(qū)，就不易產(chǎn)生振動(dòng)，故適當(dāng) 地調(diào)整小剛度主軸的位置可以起到消振作用。 愕“小冊(cè)度上軸位「不穩(wěn)址區(qū)示總瀏 （三）信號(hào)采集、測(cè)量?jī)x器的接線和使用方法 鏜桿裝在鏜桿座內(nèi)，相當(dāng)于一懸脊梁，當(dāng)切削引起鏜刀振動(dòng)時(shí)鏜桿發(fā)生彎 曲變形，其最大彎曲部位，在靠近鏜桿座根部，我們?cè)诖?Z方向上，上、下各 粘貼一片電阻應(yīng)變片，如圖5所示。 AZ 圏丘 應(yīng)變自制枇位睨示盤圏 當(dāng)鏜桿向下彎曲時(shí)，上面的應(yīng)變片受拉，下面的應(yīng)變自受壓，當(dāng)鏜桿向上 彎曲時(shí)，上面的應(yīng)變自受壓，下面的應(yīng)變片受拉。這樣，由于拉伸或壓縮，應(yīng) 變自的電阻值發(fā)生變化，將這兩片應(yīng)變自與電橋盒內(nèi)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻組成一電 橋。標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值與應(yīng)變阻值相同，當(dāng)鏜桿不就形時(shí)，電橋保持事先調(diào)好的 平衡，沒有電壓輸出，當(dāng)鏜桿由振動(dòng)產(chǎn)生變形時(shí)，應(yīng)變片阻值發(fā)生變化，電橋 失去平衡，有電壓輸出，輸出的微弱的電壓信號(hào)，由電阻應(yīng)變儀進(jìn)行放大。然 后輸給光線示波器，記錄下信號(hào)的變化，也就相當(dāng)于振動(dòng)振幅的變化。 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處