機械制造技術(shù)下-實驗指導書

1、機械制造技術(shù)(下)實驗指導書主編：機械制造技術(shù)(下) 實驗指導書編寫組1 / 46前 言機械制造技術(shù)（下）是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學生的必修課程，它涵蓋了機械制造工藝學、機械加工精度和表面質(zhì)量、機床夾具設(shè)計等內(nèi)容，為了培養(yǎng)能適應(yīng)現(xiàn)代制造工業(yè)的高速發(fā)展、高層次的工程技術(shù)人才和科學研究人才，拓寬學生的知識面、增加學生對專業(yè)知識和綜合能力知識的理解消化能力，提高學生的動手能力以及科學研究能力、工程實踐能力，就業(yè)后對工作環(huán)境的適應(yīng)能力，開設(shè)該門實驗課程是非常必要的。本實驗指導書共包含組合夾具拼合、切削時削扁鏜桿自激振動現(xiàn)象分析、加工誤差統(tǒng)計分析等三個實驗項目。該實驗指導書由于編寫水平有限，會有許多

2、不當之處敬請指正。 編者I / 46目 錄第一章 概述1第二章 實驗要求及注意事項2第三章 實驗項目3實驗一 組合夾具拼裝實驗3實驗二 自激振動實驗22實驗三 加工誤差統(tǒng)計分析實驗26第四章 實驗項目涉及的主要儀器設(shè)備簡介31附錄A：YD-28A動態(tài)電阻應(yīng)變儀簡介31第五章 參考文獻33i / 46第一章 概述機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟中起重要作用的基礎(chǔ)工業(yè)，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)與傳統(tǒng)機械制造技術(shù)的結(jié)合，使機械制造工業(yè)發(fā)生了很大變化，數(shù)控機床、加工中心、柔性制造技術(shù)等先進的加工技術(shù)，增強了企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場適應(yīng)性，機械制造業(yè)呈現(xiàn)出激烈競爭的高速發(fā)展態(tài)

3、勢。針對機械制造課程新開設(shè)的實驗課程也正是基于這種背景而設(shè)計的。該系列實驗課程涉及機械制造技術(shù)中有關(guān)機械加工工藝方面的內(nèi)容，通過實驗使學生加深對該部分理論知識的認識，同時又使學生掌握了一些實際的技能。本實驗系列所開設(shè)的三個實驗抓住了機械加工工藝中的組合夾具設(shè)計、自激振動現(xiàn)象分析、加工誤差統(tǒng)計分析等要點，通過一定的實驗儀器和手段，使學生在實驗中找到理論和實踐的結(jié)合點，對提高學生的綜合素質(zhì)具有積極的作用。2 / 46第二章 實驗要求及注意事項1實驗前按要求認真進行預(yù)習。2準時到達實驗室，除與實驗有關(guān)的書籍文具外，其它物品不得帶入室內(nèi)。3保持室內(nèi)整潔、肅靜，禁止隨地吐痰，不準喧嘩及打鬧。4愛護儀器，

4、仔細閱讀實驗指導書，只有在完全弄清楚儀器各部分功用及操作方法后，方可動手操作儀器。5不動與本實驗無關(guān)的儀器。6認真填寫實驗報告，要求整潔、準確，獨立完成。7實驗完畢，擦好儀器，擺好椅凳，搞好衛(wèi)生，方可離開。8有事要請假，無故不作實驗者，以不及格論。9凡不遵守本規(guī)定，經(jīng)指出不聽者，指導教師有權(quán)停止其實驗。損壞儀器或設(shè)備者按學院有關(guān)規(guī)定處理。3 / 46第三章 實驗項目實驗一 組合夾具拼裝實驗一、實驗?zāi)康?掌握工件的定位原理、夾緊原理、定位基準面的選擇方法。2了解組合夾具的分類方法，組合夾具元件的標記方法。3掌握組合夾具的組裝步驟。二、實驗屬性本實驗為設(shè)計性實驗三、實驗儀器設(shè)備及器材 1組合夾具一

5、套。2螺絲刀3把。3活動板手3把。四、實驗要求 1根據(jù)自己的所學，擬訂出實驗步驟； 2并根據(jù)實驗指導教師對機器零件加工部位的要求，提出加工方案，選擇所用機床； 3正確選擇定位基準面，按照定位原理、夾緊原理的原則，組裝出符合機床使用的夾具一套； 4實臉完成后，經(jīng)實驗教師檢查、驗收，合格后，畫出夾具示意簡圖，完成實驗報告； 5將所用工具、夾具元件拆下、擦拭干凈后，放回原來的地方； 6清掃衛(wèi)生后，方可離開實驗室。五、實驗原理1組合夾具元件我國目前生產(chǎn)和使用的組合夾具，多為槽系組合夾具，其元件間以鍵和鍵槽定位。用孔和圓銷定位的組合夾具稱作孔系組合夾具，也已在生產(chǎn)中使用。 （1）元件的分類及用途組合夾具

6、根據(jù)其承載能力的大小分為三種系列： 16mm槽系列，俗稱大型組合夾具； 12mm槽系列，俗稱中型組合夾具； 8mm、6mm槽系列，俗稱小型組合夾具。其劃分的依據(jù)主要是連接螺栓的直徑、定位鍵槽尺寸及支承件界面尺寸。組合夾具元件根據(jù)元件的結(jié)構(gòu)、形狀和用途而分類。如按其用途不同，可劃分為八大類，詳見表1.1。4 / 46表1.1 元件類別及用途序號類 別作 用1基礎(chǔ)件夾具的基礎(chǔ)元件2支承件作夾具骨架的元件3定位件元件間定位和工件正確安裝用的元件4導向件在夾具上確定切削工具位置的元件5壓緊件作壓緊元件或工件的元件6緊固件作緊固元件或工件的元件7其它件在夾具中起輔助作用的元件8合件用于分度、導向、支承等

7、的組合件（2）元件的編號方法組合夾具的分類編號原則和標記方法，按照原機械工業(yè)部標準(JB281179)規(guī)定如下：1）元件分類編號以分數(shù)形勢表示。分子表示元件的型、類、組、品種，稱之為“分類編號”。元件分大、中、小三個類型，用漢語拼音大、中、小三字的字頭表示：D-大（Da）型組合夾具元件，即16mm槽系列組合夾具元件;Z-中（Zhong）型組合夾具元件，即12mm槽系列組合夾具元件;X-?。╔iao）型組合夾具元件，即8mm或6mm槽系列組合夾具元件。2）元件的類、組、品種各用一位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示元件的“類”，按元件的用途劃分，用數(shù)字19表示。 1-基礎(chǔ)件；2-支承件；3-定位件；1-導

8、向件；5-壓緊件；6-緊固件；7-其它件；8-合件；9-組裝用工具和輔具。第二位數(shù)字表示元件類中的“組”，按元件的用途劃分，用數(shù)字09表示。第三位數(shù)字表示“組”中的“品種”，按元件的結(jié)構(gòu)特征劃分，用數(shù)字09表示。3）分母表示元件的規(guī)格特征尺寸，一般用L×B×H-稱規(guī)格。 【例】 （3）元件的名稱、結(jié)構(gòu)及尺寸標注1985年機械工業(yè)部頒布了“12mm槽系列組合夾具元件”部標準(JB3930.13930.119-85)。各類元件名稱、結(jié)構(gòu)和尺寸標注如下。5 / 46第一類，基礎(chǔ)件：包括方型基礎(chǔ)板、長方形基礎(chǔ)板和基礎(chǔ)角鐵等，見表1.2。第二類，支承件：包括各種墊片、墊板、支承、角鐵

9、、V型角鐵、伸長板和菱形板等，見表1.3。第三類，定位件：包括各種鍵、定位銷、定位盤、角度定位件、定位支承、定位板和V型件，見表1.4。第四類，導向件：包括各種鉆模板、鉆套、鉸套和導向支承等，見表1.5。第五類，壓緊件：包括各種壓板，見表1.6。第六類，緊固件：包括各種螺栓、螺釘、螺母和墊片等，見表1.7。第七類，其它件：包括除上述六類外的各種用途的單件元件，如連接板、滾花手柄、各種支釘和支承冒、支承環(huán)、彈簧、二爪支承、三爪支承及平衡塊等，見表1.8。另外還有一些組合件及組裝工具和輔具等，見表1.9和表1.10。表1.2 基礎(chǔ)件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注JB3930.1-85簡式方形基礎(chǔ)板

10、L×B×HJB3930.2-85二側(cè)槽方形基礎(chǔ)板L×B×HJB3930.3-85四側(cè)槽方形基礎(chǔ)板L×B×HJB3930.4-85簡式長方形基礎(chǔ)板L×B×HJB3930.5-85長方形基礎(chǔ)板L×B×HJB3930.6-85基礎(chǔ)角鐵L×B×HJB3930.7-8545°圓形基礎(chǔ)板D×H6 / 46JB3930.8-8560°圓形基礎(chǔ)板D×HJB3930.9-8590°圓形基礎(chǔ)板D×H表1.3支承件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)

11、格標注JB3930.10-85簡式方支承L×B×HJB3930.11-85對稱槽方支承L×B×HJB3930.12-85直角槽方支承L×B×HJB3930.13-85簡式小長方支承L×B×HJB3930.14-85小長方支承L×B×HJB3930.15-85對稱槽大長方支承L×B×HJB3930.16-85多槽大長方支承L×B×HJB3930.17-85緊固支撐L×B×HJB3930.18-85小長方空心支承L×B×

12、H7 / 46JB3930.19-85長方空心支承L×B×HJB3930.20-85大長方空心支承L×B×HJB3930.21-85加長空心支承L×B×HJB3930.22-8545寬單槽伸長板L×B×HJB3930.23-8560寬單槽伸長板L×B×HJB3930.24-8560寬雙糟伸長板L×B×HJB3930.25-8590寬雙糟伸長板L×B×HJB3930.26-85加筋角鐵L×B×HJB3930.27-85左支承角鐵L

13、5;B×HJB3930.28-85右支承角鐵L×B×H8 / 46JB3930.29-85寬角鐵L×B×HJB3930.30-85角度墊板L×B×JB3930.31-85角度支承L×B×H×JB3930.32-85左角度支承L×B×H×JB3930.33-85右角度支承L×B×H×表1.4定位件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注JB3930.34-85平鍵L×B×HJB3930.35-85T形鍵L×B×

14、;HJB3930.36-85偏心鍵L×B×HJB3930.37-85圓形定位銷d×D×LJB3930.38-85菱形定位銷d×D×L9 / 46JB3930.39-85圓形定位盤D×dJB3930.40-85菱形定位盤D×d×LJB3930.41-85三菱定位支座D×B×JB3930.42-85角度支座D×B×JB3930.43-85方形定位支座D×BJB3930.44-85六菱定位支座D×B×JB3930.45-85定位接頭L

15、5;B×dJB3930.46-85端孔定位支承D×L×B×HJB3930.47-85側(cè)孔定位支承D×L×B×HJB3930.48-85側(cè)中孔定位支承D×L×B×HJB3930.49-85無臺階定位板D×L×B×HJB3930.50-85有臺階定位板D×L×B×H10 / 46JB3930.51-85V形板L×B×H×DJB3930.52-85V形支承L×B×HJB3930.53-85活動

16、V形鐵L×B×HJB3930.54-85左菱形板L×B×HJB3930.55-85右菱形板L×B×HJB3930.56-85左角鐵L×B×HJB3930.57-85右角鐵L×B×HJB3930.58-85V形角鐵L×B×H表1.5 導向件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注JB3930.59-85固定鉆套D×d×HJB3930.60-85快換鉆鏜套D×d×H11 / 46JB3930.61-85立式鉆模板D×L×BJB39

17、30.62-85左偏心鉆模板D×L×B×AJB3930.63-85右偏心鉆模板D×L×B×AJB3930.64-85鉆模板D×L×BJB3930.65-85雙槽鉆模板D×L×BJB3930.66-85中心鉆模板D×L×BJB3930.67-85角鐵形鏜孔支承D×L×B×HJB3930.68-85長方形鏜孔支承D×L×B×HJB3930.69-85側(cè)孔鏜孔支承D×L×B×HJB3930.7

18、0-85側(cè)中孔鏜孔支承D×L×B×H表1.6 壓緊件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注12 / 46JB3930.71-85平壓板L×B×HJB3930.72-85伸長壓板L×B×HJB3930.73-85U形壓板L×B×HJB3930.74-85叉形壓板L×B×HJB3930.75-85圓形壓板d×HJB3930.76-85回轉(zhuǎn)壓板L×RJB3930.77-85關(guān)節(jié)壓板L×B×HJB3930.78-85搖板L×HJB3930.79-85彎

19、壓板L×B×H表1.7 緊固件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注JB3930.80-85六角螺母D×H13 / 46JB3930.81-85帶肩六角螺母D×HJB3930.82-85長方螺母D×LJB3930.83-85圓螺母D×d×HJB3930.84-85滾花螺母D×HJB3930.85-85過渡螺母D×dJB3930.86-85雙頭螺栓d×LJB3930.87-85槽用方頭螺栓d×B×LJB3930.88-85槽用長方頭螺栓d×B×LJB3930.89-

20、85關(guān)節(jié)螺栓d×LJB3930.90-85球頭螺釘d×LJB3930.91-85壓緊螺釘d×LJB3930.92-85定位螺釘D×dJB3930.93-85平墊圈D×dJB3930.94-85凸球面墊圈D×d14 / 46JB3930.95-85凹球面墊圈D×d表1.8 其它件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注JB3930.96-85連接板L×B×HJB3930.97-85平面支釘d×HJB3930.98-85球頭支釘d×HJB3930.99-85鱗齒支釘d×HJB3930.10

21、0-85鉆套螺釘d×LJB3930.101-85平面支承帽D×HJB3930.102-85球面支承帽D×HJB3930.103-85鱗齒支承帽D×HJB3930.104-85二爪支承d×HJB3930.105-85三爪支承d×H15 / 46JB3930.106-85支承環(huán)d×D×HJB3930.107-85軸銷d×LJB3930.108-85對位軸d×LJB3930.109-85空心軸d×LJB3930.110-85頂尖d×LJB3930.111-85對定栓d×L

22、JB3930.112-85平衡塊R×HJB3930.113-85手柄d×L表1.9 組合件標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注JB3930.114-85頂尖座L×B×HJB3930.115-85可調(diào)V形鐵L×B×HJB3930.116-85折合板L×B16 / 46JB3930.117-85側(cè)支釘H×DJB3930.118-85擺動頭d×LJB3930.119-85關(guān)節(jié)叉頭H×D表1.10 組裝工具和輔具標準代號名稱結(jié)構(gòu)示意圖規(guī)格標注JB3627.1-84六角套筒扳手JB3627.2-84電動扳手六角

23、頭JB3627.3-84丁字形四爪扳手JB3627.4-84電動扳手四爪頭JB3627.5-84四爪扳手JB3627.6-84撥桿JB3627.7-84銅錘頭JB3627.8-84鉆孔夾具檢驗棒A型、B型JB3627.9-84鏜孔夾具檢驗棒17 / 46JB3627.10-84空心鏜孔夾具檢驗棒JB3627.11-84連接盤A型B型C型D型E型F型2工件在組合夾具中的定位（1）定位工件在組合夾具上定位的任務(wù)是：既要保證單個工件相對于已經(jīng)調(diào)整好刀具位置的準確性，又要保證一批工件相對于刀具位置的一致性。在組裝組合夾具時，首先要熟悉和掌握工件在組合夾具中的定位基本原理和方法，擬定出定位方案，在此基礎(chǔ)

24、上根據(jù)工件的加工要求，分析定位的準確性和可靠性，最后通過組裝達到夾具結(jié)構(gòu)的合理化。（2）基準與組合夾具關(guān)系較大的是工序基準和定為基準。1）工序基準組合夾具是為加工工件的某些表面而組裝的，所以工序基準和加工尺寸是選擇定位基準和組裝夾具的重要依據(jù)。2）定位基準工件的定位也就是使定位基準獲得確定的位置。（3）六點定位原理工件在夾具中的定位元件的定位情況可以用支撐點的概念進行簡化分析，定位元件能簡化成支撐點的個數(shù)就相當于其具有多少個自由度的約束能力。工件在夾具中需要約束多少個自由度完全取決于工件的加工要求，最多需要的支撐點的個數(shù)不能大于六個。19 / 46（4）工件在組合夾具中的定位1）完全定位與不完

25、全定位根據(jù)加工要求，工件的六個自由度被完全限制時稱為完全定位方式。但在許多情況下，根據(jù)加工要求，限制的自由度數(shù)目少于六個的情況稱為不完全定位方式。完全定位和不完全定位都是符合加工要求的定位，且不完全定位可以轉(zhuǎn)化為完全定位方式。2）欠定位與過定位根據(jù)加工要求，工件應(yīng)該約束的自由度而沒有被定位元件約束的現(xiàn)象稱為欠定位。欠定位不能滿足加工要求，因此不允許出現(xiàn)。而如果有兩個或兩個以上的定位元件同時約束了工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象稱為過定位。過定位結(jié)構(gòu)在一定的工藝措施后對工件的加工過程是有意義的。3工件在組合夾具中的夾緊在機械加工過程中，切削力、重力、支承反力和慣性力均作用在工件上，為了使工件保持定

26、位時的正確位置，必須將工件夾緊，以使夾緊力與上述各力平衡。夾具中將工件夾緊的機構(gòu)稱為夾緊機構(gòu)。對組合夾具的夾緊機構(gòu)有如下要求：（1）夾緊不能破壞工件的定位。（2）加緊后工件和組合夾具元件的變形要小。（3）夾緊力的大小要適合。（4）夾緊動作力求迅速、省力。（5）加緊裝置不要妨礙工件的裝卸。（6）夾緊力應(yīng)指向工件各定位基準的支承面，力的作用點應(yīng)落在支承面內(nèi)或支承點上。六、實驗步驟1熟悉有關(guān)技術(shù)資料這是組裝過程開始的第一步，其目的在于明確組裝要求和條件.與組裝有關(guān)的原始資料主要包括以下各方面內(nèi)容。 (1)工件1)工件形狀與輪廓尺寸。2)加工部位與加工方法。3)加工精度與技術(shù)要求。4)定位基準及工序尺

27、寸。5)有關(guān)前、后工序的要求。6)加工批量與使用時間。(2)機床、刀具1)機床型號及主要技術(shù)參數(shù)。2)機床主軸或工作臺的安裝尺寸。3)可供使用的刀具種類、規(guī)格及特點。19 / 464)刀具或輔具所要求的配合尺寸。(3)夾具從本單位或外單位組裝過的組合夾具中，檢索出類似組合夾具的組裝記錄，供組裝時參考。(4)夾具使用部門使用車間的地點，現(xiàn)場條件、操作工人技術(shù)水平等，也是組裝前應(yīng)予以考慮的因素。在熟悉和掌握上述有關(guān)資料的過程中，應(yīng)結(jié)合該組合夾具的組裝工作認真分析有關(guān)問題，例如，定位要求是否合理，加工精度能否達到，組裝時間是否允許，個人組裝技術(shù)能否勝任，等等。如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時與有關(guān)單位或部門協(xié)商解

28、決。2初步擬訂組裝方案擬訂組裝方案就是根據(jù)原始資料，應(yīng)用組合夾具的基本組裝原理來構(gòu)思夾具的基本結(jié)構(gòu)，以滿足組裝要求。一般過程如下：（1）局部結(jié)構(gòu)的構(gòu)思。一般應(yīng)首先考慮定位方案和定位部分結(jié)構(gòu)，其次考慮刀具引導方案和引導部分結(jié)構(gòu)，然后考慮夾緊方案和夾緊部分機構(gòu)，最后考慮基礎(chǔ)部分和其他部分結(jié)構(gòu)。（2）整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)思。在各局部結(jié)構(gòu)初步確定后，應(yīng)考慮如何將這些局部結(jié)構(gòu)連成一個整體，此時應(yīng)特別注意整體結(jié)構(gòu)和各部分之間的協(xié)調(diào)。（3）有關(guān)尺寸的計算和分析，其中包括：工件工序尺寸，夾具結(jié)構(gòu)尺寸，測量尺寸，角度以及精度分析等。此外，在構(gòu)思夾具結(jié)構(gòu)時，還需進行必要的受力分析，以保證夾具有足夠的剛度。（4）元件品種、

29、規(guī)格的選用。（5）調(diào)整與測量方法的確定。（6）提出專用件及特殊要求。3試裝按擬訂的組裝方案用實際元件初步組裝成一個“模樣”，以驗證組裝方案是否能滿足工件、機床、夾具、刀具等各方面要求，以及發(fā)現(xiàn)存在的問題和提出改進措施等等，這個過程就是試裝。試裝時一定要按要求的尺寸，對每一局部結(jié)構(gòu)及整體結(jié)構(gòu)進行試裝，仔細檢查每一個定位鍵、螺栓的安裝位置。4確定方案針對試裝時所發(fā)現(xiàn)的各種問題，例如，各結(jié)構(gòu)之間配置不當，尺寸計算中的錯誤，安裝定位鍵和螺栓的困難，以及某些元件的暫時短缺，等等，修正原方案，有時甚至重新擬訂新方案，重新試裝，直到滿足設(shè)計要求為止，此時即可最后確定組裝方案。5選擇元件、裝配、調(diào)整和固定所謂

30、選擇元件就是根據(jù)精度分析的結(jié)果，從所要求規(guī)格的元件中挑選合適精度的元件。按所要求的位里和數(shù)量裝上各定位鍵，用螺栓和螺母可靠地連接成不同形式的組裝單元，由組裝單元裝配成不同的結(jié)構(gòu)，最后組裝成完整的夾具。通常一套組合夾具的組裝順序是基礎(chǔ)部分 定位部分 導向部分 壓緊部分。裝配時要對各有關(guān)尺寸進行側(cè)量和調(diào)整，以達到精度要求。夾具上有關(guān)尺寸的公差通常取工件的相應(yīng)公差的，若工件相應(yīng)尺寸為自由公差，夾具尺寸公差可取21 / 46±0.05mm，角度公差可取±5。調(diào)整后應(yīng)及時固定有關(guān)元件。6檢驗檢驗是按零件加工的精度及其他要求，在夾具交付使用之前，對夾具進行全面檢查，必要時還應(yīng)在機床上進

31、行試切，以確保夾具合乎使用要求。檢驗有自檢、互檢、專職檢驗三種。一般應(yīng)盡量設(shè)置專職檢驗人員，檢驗時還應(yīng)檢查與組合夾具配套的附件、專用件圖紙、特殊的使用說明等是否齊全。7整理和積累組裝技術(shù)資料積累組裝技術(shù)資料是總結(jié)組裝經(jīng)臉，提高組裝技術(shù)以及進行技術(shù)交流的重要手段。一套組合夾具的完整資料，不但對減輕組裝勞動量和加快組裝速度有利，而且能從中歸納總結(jié)出，一些新的組裝方法和組裝規(guī)律。七、思考題 1總結(jié)組合夾具與專用夾具的相同點和不同點。八、實驗報告內(nèi)容 實驗報告內(nèi)容包括： 一、實驗?zāi)康?二、實驗設(shè)備及儀器型號 三、繪制零件圖并標注尺寸 三、現(xiàn)場繪制組合夾具的機構(gòu)草圖四、思考題21 / 46實驗二 自激振

32、動實驗一、實驗?zāi)康模?1驗證產(chǎn)生自激振動的主要原因之，即座標聯(lián)系原理。2了解切削用量及刀具幾何參數(shù)對自激振動的影響。3比較撞擊式消振塊與鏜桿孔不同間隙的消振效果。二、實驗屬性：本實驗為驗證性實驗三、實驗儀器設(shè)備及器材 1機床CA61402特殊鋼性刀架3可改變剛性方向的削扁鏜桿4消振鏜桿5YD-28A動態(tài)電阻應(yīng)變儀6BS-601示波器四、實驗要求1實驗前預(yù)習實驗指導書，熟悉實驗儀器設(shè)備。2實驗中應(yīng)認真觀察實驗中的數(shù)據(jù)變化，仔細操作設(shè)備。3對實驗中的數(shù)據(jù)變化進行初步分析，嚴格按儀器設(shè)備操作規(guī)程操作。4按實驗報告的統(tǒng)一格式要求完成實驗報告。五、實驗原理：切削過程中產(chǎn)生自激振動的原因，有各種學派的解釋

33、，其中主要的是座標聯(lián)系原理及再生原理（表面已有波紋激振原理）。1座標聯(lián)系原理：按照該理論，認為車刀與工件的相對振動運動。是以質(zhì)量耦合的形式，在二個方向上相互關(guān)聯(lián)的振動的組合（二個自由度的振動）振動時，刀具與工件相對運動的軌跡，是按通過順時針方向的橢圓形，維持振動的能量（所必需的切削力的變動）。僅取決于切削截面的大小變化，而與振動速度無關(guān)，如圖2-1所示。刀尖由A點經(jīng)C點到B點，再由B點經(jīng)D點到A點，切入時ACB，切深較小，切出時BCA，切深較大，由于切深的變化，引起了切削力的變化，當?shù)都庋厍邢髁同方向（BCA）移動時，比當?shù)都庋嘏c切削力P相反方向（ACB）移動時的切削力來的大，這樣，在每一循

34、環(huán)內(nèi)，切削力P對刀具部件作為正功大于負功，振動便會加強，直到每一循環(huán)獲得的能量，與消耗在阻尼內(nèi)能量平衡為止。此時，振動使以一定的振幅持續(xù)下去。圖2-2所示，為二自由度振動的力學模型，設(shè)工件為絕對剛性。刀尖部分同時在Z1與Z2二個互相垂直的方向上振動。在Z1方向上的剛度為K1，在Z2方向上系統(tǒng)的剛度為K2（令K1<K2），Z1與y軸（通過切削刀作加工平面的法線，刀具離開工件方向為正）的夾角為，切削力P方向與Y軸夾角為22 / 46。經(jīng)計算，可求出振動的邊界條件，即為不穩(wěn)定區(qū)，也就是說，當振動系統(tǒng)的小剛性軸，位于P力與y軸夾角范圍內(nèi)為不穩(wěn)定區(qū)，系統(tǒng)易產(chǎn)生振動，應(yīng)用這個理論，只要使鏜桿的小剛性

35、軸方性，在P力與Y軸夾角范圍以外，就不易產(chǎn)生振動了，這就是結(jié)構(gòu)消振的原理（即座標聯(lián)系原理）。圖2-1 刀尖振動的軌跡 圖2-2 自由度振動的力學模型圖2撞擊式消振塊消振原理如圖2-3所示，當鏜刀受到瞬時刺激力激發(fā)振動后，從平衡位置產(chǎn)生位移A1，鏜桿獲得了位能，當瞬時激發(fā)力消失了以后，鏜桿要回復(fù)到平衡位置，這時釋放出能量，鏜桿具有了速度從圖a到圖b位置速度V從OVamx，在這過程中鏜桿帶動撞擊塊質(zhì)量M運動，框圖b位置時，鏜桿和質(zhì)量都具有Vamx，鏜桿繼續(xù)離開平衡位置運動，在位置C時仍具有Vamx，這時質(zhì)量M與鏜桿離開，設(shè)在圖d位置時，質(zhì)量M和鏜桿發(fā)生碰撞，即吸收了鏜桿的功能，使鏜桿在第3/4個周

36、期（由圖內(nèi)）過程中，振幅自A1減小至A2，若此過程繼續(xù)下去，則使鏜桿振動幅度逐漸減小。圖2-3撞擊式消振塊消振原理六、實驗步驟 一）坐標聯(lián)系原理實驗1改變削扁鏜桿切削刀具的刀頭的角度從而改變刀桿的大小剛度的方向。2用示波器分別讀出振動的幅值大小。二）撞擊式消振塊消振原理實驗1改變消振塊與鏜桿孔的間隙大小。2用示波器分別讀出各種間隙情況下的振動幅值。24 / 46三）實驗數(shù)據(jù)1削扁鏜桿切削區(qū) 表2-1º0º15º30º45º60º75º振動情況 續(xù)表2-1º90º105º120º135&

37、#186;150º165º振動情況2鏜桿結(jié)構(gòu)變化抗振性比較表2-2三種鏜桿=135º扁鏜桿=45º扁鏜桿圓鏜桿振動情況3撞擊塊消振。表2-3徑向間隙（毫米）0.020.100.20無撞擊塊振動情況 4刀具幾何參數(shù)及切削用量對自振影響。 表2-4r15º60º振動情況 表2-500º20º振動情況 5驗證表面己有波紋激振原理表2-624 / 46S（毫米/轉(zhuǎn)）0.10.210.42振動情況四）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析坐標聯(lián)系原理及其應(yīng)用。五）分析消振塊消振的原理。七、思考題 1撞擊塊消振鏜桿的消振效果如何?八、實驗報告內(nèi)容

38、實驗報告內(nèi)容包括： 一、實驗?zāi)康?二、實驗設(shè)備及儀器型號 三、實驗記錄四、實驗現(xiàn)象及分析 五、思考題25 / 46實驗三 加工誤差統(tǒng)計分析實驗一、實驗?zāi)康?1通過實驗使學生掌握用統(tǒng)計分析方法綜合分析加工誤差時所依據(jù)的基本理論、知識和方法。 2加工一批工件，測量其加工尺寸，對測得的數(shù)據(jù)進行處理，用統(tǒng)計方法分析此工序的加工精度，要求繪制圖形并進行分析。二、實驗屬性 本實驗為綜合性實驗三、實驗儀器及設(shè)備 1實驗測量件軸100件 2千分尺 3計算器四、實驗要求 1實驗前預(yù)習實驗指導書，熟悉實驗過程，制定實驗方案。 2認真測量、記錄實驗數(shù)據(jù)，計算、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)變化情況。 3按照要求繪圖分析。 4按照實驗

39、報告要求完成實驗報告。五、實驗原理圖31 正態(tài)分布曲線 在加工過程中，由于隨機誤差和系統(tǒng)誤差的影響，使一批工件加工出來的尺寸各并相同。通過測量一批工件的加工尺寸可畫出頻數(shù)直方分布圖。如果所取的工件數(shù)量較多，組距較小時，折線圖就近似實際分布曲線。在沒有明顯變值系統(tǒng)誤差的情況下，工件的誤差是由許多相互獨立的微小隨機誤差所組成，則工件尺寸分布符合正態(tài)分布，如圖31所示。方程為： 式中 工件的平均尺寸；均方根誤差；工件尺寸。工件尺寸可以近似被認為分布在的范圍內(nèi)，工序的工藝能力系數(shù)為： 式中 T圖紙規(guī)定的工件的尺寸公差。六、實驗步驟1測量工件的加工尺寸，每個工件測量2次，記錄測量結(jié)果。2繪制實驗分布曲線

40、，作圖步驟：26 / 46（1）找出這批工件加工尺寸的最大值和最小值；（2）確定分組數(shù)K（建議K在712之間）（3）計算組距d （4）作出頻數(shù)分布圖；（5）計算和 ， （6）繪出實驗分布圖線（7）計算工序能力 七、實驗數(shù)據(jù)記錄表序號測量值總計平均值序號測量值總計平均值X1X2X1X21512523534545556567578589591060116112621363146415651666176727 / 4618681969207021712272237324742575267627772878297930803181328233833484358536863787388839894090

41、4191429243934494459546964797489849995010028 / 46八、實驗數(shù)據(jù)處理組號組距組中值（mm）頻數(shù)頻率自（mm）至（mm）12345678910 1繪制點圖（用坐標紙或用計算機編程來繪制）2頻數(shù)分布圖3繪制分布曲線九、思考題 1本工序點圖說明什么問題？ 2本工序的分布曲線圖是否接近正態(tài)分布圖？ 3根據(jù)工序能力系數(shù)，確定本工序?qū)儆趲准壒ば颍渴?、實驗報告?nèi)容 實驗報告內(nèi)容包括： 一、實驗?zāi)康?二、實驗設(shè)備及儀器型號 三、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理四、思考題29 / 4630 / 46第四章 實驗項目涉及的主要儀器設(shè)備簡介附錄A：YB43020B示波器性能簡介項目性

42、能 指 標3.1 Y軸系統(tǒng)YB43020B工作方式CH1、CH2、交替、繼續(xù)、疊加、XY偏轉(zhuǎn)系數(shù)5mV/div10V/div按125進位（CH1或CH2）共分10檔，誤差±3%擴展無微調(diào)2.5:1頻帶寬度（5mV/div）AC：10HZ20MHZ-3dBDC：020MHZ -3dB擴展后頻帶寬度無無上升時間（5mV/div）17.5ns上沖5%阻尼5%耦合方式AC、DC輸入阻容1±3%M/30±5pF(直接)10±5%M/23pF(經(jīng)探極)最大安全輸入電壓400V（DC+ACp-p）極性轉(zhuǎn)換CH2可轉(zhuǎn)換通道隔離度35:1(DC20MHZ)共模抑制比50:

43、1(100KHZ以下)2.2觸發(fā)系統(tǒng)YB43020B觸發(fā)源CH1、CH2、交替、電源、外耦合AC/DC（外）常態(tài)/TV-V、TV-H極性+、-同步頻率范圍自動50HZ20MHZ最小同步電平觸發(fā)50HZ20MHZ31 / 46內(nèi)ldiv；外0.2Vp-pTV內(nèi)3div；外0.3Vp-pYB43020B觸發(fā)鎖定時(20HZ10MHZ)內(nèi)2div外觸發(fā)輸入阻抗1±5%M/30±5Pf最大安全輸入電壓400V（DC+ACp-p）2.3水平系統(tǒng)YB43020B掃描方式自動、觸發(fā)、鎖定、單次掃描時間系數(shù)0.1s/div0.2s/div按125進位共分20檔，誤差為±3%擴展&

44、#215;5誤差為±5%交替擴展掃描無微調(diào)2.5:12.4 XY方式Y(jié)B43020B信號輸入X軸：CH1 Y軸：CH2偏轉(zhuǎn)系數(shù)同CH1頻率響應(yīng)AC：10HZlMHZ -3dBDC：01MHZ -3dB輸入阻容同CH1最大安全輸入電壓同CH1XY相位差3º（DC50KHZ）2.5 Z軸系統(tǒng)YB43020B最小輸入電平TTL電平最大輸入電壓50V（DC+ACp-p）輸入電阻10k輸入極性低電平加亮頻率范圍DC5MHZ2.6 探極校準信號YB43020B波形方波幅度0.5±1%Vp-p頻率1±1%KHZ2.7輸出32 / 46YB43020B觸發(fā)輸出50HZ正

45、弦波輸出50mV/div（50）無2.8示波管YB43020B余 輝中余輝、綠色工作面8cm×10cm(lcm=ldiv)2.9 電源YB43020B電 壓頻 率視在功率200±10%V或110±10%V50±5%HZ約35VA2.10物理特性YB43020B質(zhì)量6.5kg外形尺寸285(寬)mm×130mm(高)×385mm(深)33 / 46附錄B：YD-28A動態(tài)電阻應(yīng)變儀簡介1 測量通道：4通道或6通道組合式。2 輸入特性范圍：儀器的最大輸入信號為土100mv、應(yīng)變?yōu)?#177;100000 (衰減：120，增益：X1，橋壓：2V，靈敏系數(shù)：