機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)A實(shí)驗(yàn)指南

目錄

試驗(yàn)一車刀幾何角度測量

試驗(yàn)二車床三箱構(gòu)造認(rèn)識(shí)

試驗(yàn)三滾齒機(jī)的調(diào)整與加工

試驗(yàn)四機(jī)床工藝系統(tǒng)剛度測定

試驗(yàn)五加工誤差記錄分析

試驗(yàn)一車刀幾何角度測量（2課時(shí)）

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、加深對(duì)刀具幾何角度及各參照坐標(biāo)平面概念的理解;

2、理解萬能量角臺(tái)的工作原理，掌握刀具幾何角度日勺測量措施;

3、學(xué)會(huì)刀具工作圖的表達(dá)措施。

二、試驗(yàn)設(shè)備

1＞萬能量角臺(tái)一臺(tái)。

2、測量用車刀若干把。

三、試驗(yàn)原理

刀具幾何角度日勺測量是使用刀具角度測量儀完畢的，刀具角度測量儀即萬

能量角臺(tái)的測量原理如圖1-1所示，立柱式萬能量角臺(tái)重要由臺(tái)座、立柱、垂

直升降轉(zhuǎn)動(dòng)套、水平回轉(zhuǎn)臂、移動(dòng)刻度盤和指度片等零件構(gòu)成。松開側(cè)鎖緊螺

釘，可使垂直升降轉(zhuǎn)動(dòng)套帶動(dòng)水平回轉(zhuǎn)臂上下移動(dòng)，松開前鎖緊螺釘，可使水

1.臺(tái)座2.立柱3.前鎖緊桿4.滑套5.側(cè)鎖緊螺桿6.擋片7.水平轉(zhuǎn)臂8.擋片9.移動(dòng)刻度盤

10.指度片11.緊固螺釘12.定位銷釘

圖17萬能量角臺(tái)示意圖

平回轉(zhuǎn)臂和移動(dòng)刻度盤繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)刻度盤可沿著水平回轉(zhuǎn)臂上的水平

槽水平移動(dòng)，并根據(jù)測量需要緊固在某一確定位置。指度片可繞螺釘銷軸轉(zhuǎn)動(dòng),

其底部靠近被測量的表面，指針指示測量角度。用上述這些零件位置的變動(dòng)，

即可實(shí)現(xiàn)各參照平面內(nèi)刀具角度的測量。測量時(shí)，刀具放在臺(tái)座上，以刀桿的

一側(cè)靠在兩定位銷內(nèi)側(cè)定位。

后角出。

5）測量刃傾角4

滑套上的“0”刻度對(duì)準(zhǔn)立柱上的標(biāo)定線后，再把滑套相對(duì)于標(biāo)定線逆時(shí)針

旋轉(zhuǎn)一種主片角使主刀刃與指度片的前側(cè)面靠緊，再沿立柱移動(dòng)滑套，使指

度片（1勺底側(cè)面與主刀刃貼緊，指度片指針?biāo)傅慕嵌葹?O

五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)

1、調(diào)整角度要精確，該靠緊日勺面要所有靠緊。

2、該松的零件要放松，該緊固的零件要擰緊。

3、注意安全，不要讓刀刃碰住身體。

六、試驗(yàn)匯報(bào)（格式）

1、試驗(yàn)?zāi)縃勺：

2、試驗(yàn)儀器：

3、試驗(yàn)數(shù)據(jù):

表1-1試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

車刀角度（以度計(jì)）

副

副

刃

偏

后

車刀名稱前角后角偏傾

角

角

角角

九krk；4a。

外圓車刀

切斷刀

4、思索題:

1）根據(jù)測量成果，繪制所測刀具的工作圖；

2）刀具標(biāo)注角度參照系有哪些？有何不一樣？作用為何？

3）法剖面與主剖面有何不一樣？法剖面前后角與主剖面前后角的關(guān)系?

4）圖示450彎頭車刀車外圓和端面時(shí)，主副刀刃分別在什么位置?

試驗(yàn)二車床三箱構(gòu)造認(rèn)識(shí)（2課時(shí)）

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、理解主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱日勺內(nèi)部構(gòu)造，加深對(duì)車床日勺感性認(rèn)識(shí)；

2、理解主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱的基本構(gòu)成及傳動(dòng)路線；

3、理解主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱中各操縱機(jī)構(gòu)日勺功能及構(gòu)造；

二、試驗(yàn)設(shè)備

CA6140一般車床

三、試驗(yàn)原理

（一）主軸箱

CA6140車床的主軸箱是一種比較復(fù)雜的部件。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和車刀

的縱橫向運(yùn)動(dòng)都是通過主軸箱傳遞。理解車床口勺傳動(dòng)原理首先應(yīng)從理解主軸

箱的傳動(dòng)原理開始。圖2-1是主軸箱日勺傳動(dòng)系統(tǒng)圖。試驗(yàn)時(shí)可將實(shí)物與圖紙

進(jìn)行對(duì)照，加深對(duì)主軸箱內(nèi)部構(gòu)造時(shí)理解。

O_1+上&/上-h笈〃幺除

I、卸荷式帶輪

如圖2-2所示，主軸箱的動(dòng)力是主電機(jī)通過皮帶輪和三角帶傳給軸I并

輸進(jìn)主軸箱，為防止軸I在三角帶日勺張力作用下產(chǎn)生彎曲變形，設(shè)計(jì)時(shí)將皮

帶輪先通過花鍵套、滾動(dòng)軸承和法蘭盤安裝在箱體上。從而使張力由床身承

受，扭矩由花鍵套傳給軸I。軸I不再因皮帶H勺張力而產(chǎn)生彎曲變形，故軸

I上的零件的工作條件得到改善。

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囹Z-Z止|j何中中匕、刈何庠你商行布、利加布及央侏TF1H恒

2、雙向多片式摩擦離合器

如圖2-2所示，雙向多片式摩擦離合器安裝在軸I上。摩擦離合器由內(nèi)

摩擦片2、外摩擦片3、止推片4、壓塊7及空套齒輪I和8構(gòu)成。左離

合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)重要用于切削，傳遞出J力矩較大，因此片數(shù)較多（外

摩擦片8片，內(nèi)摩擦片9片）。右離合器傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)，重要用于退刀，片數(shù)

較少（外摩擦片4片，內(nèi)摩擦片5片）。內(nèi)摩擦片2安裝在軸I的花鍵上，

與軸I一起旋轉(zhuǎn)。外摩擦片3H勺外圓上有四個(gè)相稱于鍵的凸起裝在齒輪1時(shí)

缺口槽中，外片空套在軸I上。當(dāng)桿9通過銷5向左推進(jìn)壓塊7時(shí)，內(nèi)片2

和外片3互相壓緊，于是軸IaI運(yùn)動(dòng)便通過內(nèi)外片之間的摩擦力傳給齒輪1,

使主軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，當(dāng)壓塊7向右壓時(shí)，可使右離合器的內(nèi)外摩擦片壓

緊，使主軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)壓塊7處在中間位置時(shí)，左、右離合器都處在脫開

狀態(tài)，這時(shí)軸I雖然轉(zhuǎn)動(dòng)，但離合器不傳遞運(yùn)動(dòng)，主軸處在停止?fàn)顟B(tài)。

3、變速操縱機(jī)構(gòu)

主軸箱中共有7個(gè)滑動(dòng)齒輪，其中五個(gè)用于變化主軸的轉(zhuǎn)速，另有兩個(gè)

分別用于車削左右螺紋及正常螺距、擴(kuò)大螺距口勺變換。在主軸箱中共有三套

操縱機(jī)構(gòu)操縱這些滑動(dòng)齒輪。它們分別是：

(1)軸H和軸III上日勺滑動(dòng)齒輪日勺操縱機(jī)構(gòu)(如圖2-3)；

(2)軸IV和軸VI上的J滑動(dòng)齒輪出J操縱機(jī)構(gòu)(如圖2-4)；

(3)軸IX和軸X上口勺滑動(dòng)齒輪口勺操縱機(jī)構(gòu)。

圖2-3軸ii和軸in上滑動(dòng)齒輪口勺操作機(jī)構(gòu)

圖2-4軸IV和軸VI上滑動(dòng)齒輪日勺操作機(jī)構(gòu)

4、主軸箱中各傳動(dòng)鏈的潤滑

主軸箱和進(jìn)給箱日勺潤滑是有專門的J潤滑系統(tǒng)供油的J。裝在左床腿上H勺潤

滑油泵是由電機(jī)經(jīng)三角帶傳動(dòng)，油泵轉(zhuǎn)動(dòng)后，就使裝載左床腿內(nèi)日勺潤滑油經(jīng)

粗慮油器及油泵，由油管流到細(xì)慮油器中，然后再由油管流到分油器內(nèi)，于

是潤滑油便通過度油器的油孔和各分支油管對(duì)傳動(dòng)件和操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤滑。

（二

進(jìn)給箱是調(diào)整車刀進(jìn)給速度H勺專門部件。主軸轉(zhuǎn)速確定之后，當(dāng)需要與

主軸轉(zhuǎn)速相適配的進(jìn)給速度時(shí)，通過調(diào)整進(jìn)綸箱里的變速機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。圖2-5

是進(jìn)給箱的裝配圖。

圖2-6基本組操作機(jī)構(gòu)立體圖

圖2-6基本組操作機(jī)構(gòu)立體圖

進(jìn)給箱里有三套操縱機(jī)構(gòu)，它們分別是：基本組口勺操縱機(jī)構(gòu)（圖2-6）、

增倍組的操縱機(jī)構(gòu)、螺紋種類變換及絲杠、光杠傳動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)

的操縱手柄都設(shè)在進(jìn)給箱日勺正面。圖2-7進(jìn)給箱傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)圖。

I?0-7二北為她住辦用/比也1珈反I

（三）溜板箱

溜板箱出J作用是將絲杠或光杠H勺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為刀具的J縱向或橫向直

線運(yùn)動(dòng)。溜板箱內(nèi)有縱向或橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)及刀架迅速移動(dòng)機(jī)構(gòu)、換

向機(jī)構(gòu)、絲杠開合螺母機(jī)構(gòu)、過載保護(hù)機(jī)構(gòu)等?？煞謩e觀測認(rèn)識(shí)。

圖2-8溜板箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖

圖2-9溜板箱操作機(jī)構(gòu)立體圖

四、試驗(yàn)內(nèi)容

1、打開主軸箱蓋，觀測雙向多片式摩擦差離合器、制動(dòng)器日勺構(gòu)造形式，理

解工作原理

2、對(duì)照?qǐng)D紙，辨別每根傳動(dòng)軸的軸號(hào)，觀測它們的傳動(dòng)次序。

3、觀測變速機(jī)構(gòu)，理解滑動(dòng)齒輪H勺作用和操縱機(jī)構(gòu)的工作原理。

4、分別觀測主軸高速正轉(zhuǎn)、低速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)的傳動(dòng)路線，記錄傳動(dòng)時(shí)通過

的軸、齒輪。

5、打開變速箱蓋，觀測內(nèi)部構(gòu)造，理解傳動(dòng)路線，變速原理。

6、打開溜板箱蓋，觀測內(nèi)部構(gòu)造，理解光杠、絲杠的運(yùn)動(dòng)傳遞原理，怎樣實(shí)

現(xiàn)縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給。

7、將機(jī)床按原狀重新裝好。

五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)

1、試驗(yàn)前先切斷總電源，并掛“不得送電”KJ警示標(biāo)志。

2、拆裝機(jī)床時(shí)注意安全，以免身體受傷。

3、搬運(yùn)零件時(shí)輕拿輕放，以免零件受損。

4、不要讓任何物品掉進(jìn)箱體內(nèi)。

5、觀測床頭箱時(shí)不要用腳踩導(dǎo)軌等精密部件。

6、操作時(shí)，不可強(qiáng)硬操作。

六、試驗(yàn)匯報(bào)

1、試驗(yàn)設(shè)備：

2、主軸箱傳動(dòng)紀(jì)錄:

輸出轉(zhuǎn)速通過傳動(dòng)軸通過傳動(dòng)齒輪總傳動(dòng)比

正轉(zhuǎn)10

正轉(zhuǎn)500

反轉(zhuǎn)14

反轉(zhuǎn)1580

正轉(zhuǎn)450

正轉(zhuǎn)140()

3、思索題:

1）主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱的作用？

2）主軸箱里有多少個(gè)滑動(dòng)齒輪？靠它們可變化多少種轉(zhuǎn)速?

3）CA6140H勺三箱共有兒種離合器？其構(gòu)造特點(diǎn)及作用？

4）進(jìn)給箱的三套操縱機(jī)構(gòu)是控制哪些零件？其作用是什么？

5）溜板箱改J縱橫向日勺傳動(dòng)怎樣實(shí)現(xiàn)？

試驗(yàn)三滾齒機(jī)的調(diào)整與加工（2課時(shí)）

一、試驗(yàn)?zāi)康膆

1、理解機(jī)床總布局、重要構(gòu)成部分、各操縱機(jī)構(gòu)的功用。

2、分析Y3150E型滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，掌握各傳動(dòng)鏈的互相依賴和制約關(guān)系。

3、理解滾刀構(gòu)造，掌握滾齒時(shí)切削用量日勺選擇措施與調(diào)整環(huán)節(jié)。

4、理解齒壞H勺定位、裝卡措施，掌握掛輪的計(jì)算、安裝措施、介輪的使用。

5、理解有關(guān)口勺齒輪檢查項(xiàng)目、精度規(guī)定及使用口勺工具。

二、試驗(yàn)設(shè)備：

1、Y3150E滾齒輪機(jī)一臺(tái)。

2、滾刀一把。

3、石蠟齒坯一種。

4、千分表、磁性表等各一只。

5、齒厚測量卡尺一把（或公法線長度測量千分尺一把）

6^300mm卡尺一把

三、試驗(yàn)原理及內(nèi)容

1、主軸轉(zhuǎn)速日勺選擇及調(diào)整:

切削速度可根據(jù)卜面公式計(jì)算：V尸,轉(zhuǎn)/分

其中：D為滾刀直徑（毫米），n刀為主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）。

表3T高速鋼滾刀的切削速度

加工材料切削速度（米/分）

鑄鋼16-2020-25

鋼（極限強(qiáng)度W度Kg/iW）25-2830-35

鋼（極限強(qiáng)度＞60Kg/mm2）20-2525-30

青銅25-50

塑料25-50

選擇切削速度時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn):

（1）粗切一般低切削速度大走刀量；精切一般用高切削速度，小走刀量。

（2）被加工齒輪齒數(shù)較少時(shí)應(yīng)選擇V切低某些。

V切確定后即可根據(jù)下面公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速:

ziooo?v切狂以

1^刀=-------二轉(zhuǎn)/分

兀D

若計(jì)算成果不是機(jī)床九級(jí)轉(zhuǎn)速中日勺一級(jí)，則應(yīng)選用與計(jì)算成果最相近日勺

一級(jí)主軸轉(zhuǎn)速。（滾刀主軸轉(zhuǎn)數(shù)：40、50、63、100、125、200、250rpm）

2、分齒掛輪的計(jì)算和調(diào)整，分齒掛輪按下面公式計(jì)算：

z

當(dāng)54一《20；e=48,f=24;

K.

a?c_12K

ITd-Z

7

當(dāng)：214—W142;e=36,f=36;

K

a-c24K

b^d-Z

7

S：143<—；e=24.f=48;

K

a-c_48K

b^d-Z

上式中K為滾刀頭數(shù)；Z為工件齒數(shù)。

加工直齒圓柱齒輪時(shí)，應(yīng)在軸IX上裝短齒離合器M1；

加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，應(yīng)在軸IX上裝上長齒離合器也；

由于使用差動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此軸IX的旋轉(zhuǎn)方向變化了，這時(shí)分齒掛輪應(yīng)按圖

3-1搭配。

3、軸向進(jìn)給量的調(diào)整：軸向進(jìn)給量一般在0.5—3mm/轉(zhuǎn)范圍選用。根據(jù)刀具

與工件材料按金屬切削手冊(cè)選定軸向進(jìn)給量。然后可按表3-2調(diào)整軸向

進(jìn)給量。

4、差動(dòng)掛輪的計(jì)算和調(diào)整：

差動(dòng)掛輪的計(jì)算按下面公式

叼-2二±9Sin]

b2-d2mk

其正負(fù)號(hào)按表3-3確定，差動(dòng)掛輪按圖3-2搭配。

應(yīng)尤其注意在切削過程中手柄2只能處在接通“軸向”位置，采用多次

走刀切削斜齒輪，在整個(gè)切齒工作未完畢前不能變化手柄2出J位置。

5、刀架工作行程擋塊位置的調(diào)整

刀架行程的最終位置均應(yīng)超過被切齒輪端面合適距離，應(yīng)在此條件下調(diào)

整刀架工作行程擋塊位置，當(dāng)逆銃時(shí)，刀架工作行程擋塊應(yīng)使用上面一種

擋塊，順銃時(shí)，應(yīng)使用下面一種擋塊。

6、工件和滾刀出J安裝：

1）工件的安裝：

對(duì)于直徑較小的工件，可直接裝在本機(jī)床所附的工件心軸上（該心軸直

徑“30mm）當(dāng)使用工件心軸加工時(shí)，必須用立柱上日勺軸承套支住心軸上端,

以提身心軸剛度，當(dāng)加工的工件尺寸較大時(shí)，將工件安裝在工件胎具上。

圖3-1加工斜齒圓柱齒輪時(shí)分齒掛輪的搭配

滾刀旋向右旋滾刀左旋滾刀

分

齒

掛

輪

的BD

搭

配

工作臺(tái)旋

轉(zhuǎn)方向

圖2-2滾切斜齒圓柱齒輪H勺差動(dòng)掛輪H勺搭配

旋

左旋

右

件

工

左

旋

左旋

旋

滾

旋

右

右

刀

差A(yù)BC

動(dòng)

掛

輪

的

a2a2a2

搭

b2C2d2b2C2d2b2C2d2

配

表3-2軸向進(jìn)給量日勺調(diào)整

逆銃順銃

使

a1

用迎

———廠雙

右施

旋W/鱉

滾

T

刀代

al/'、

柄\

26/5232/4646/3252/26

位\

置\

I0.40.561.161.6

0.630.871.82.5

11.412.94

（2）滾刀日勺安裝：

安裝前應(yīng)將滾刀孔和端面、間隔環(huán)H勺端面、主軸錐孔及在滾刀心軸上H勺

臟物、毛刺等清除潔凈、并保證清潔。

滾刀的安裝角即為滾刀軸心線與水平位置的夾角。當(dāng)滾刀口勺螺旋方向和

工件的螺旋方向相似時(shí)，其安裝角為兩者之差。相反時(shí)為兩者之和。刀架在

調(diào)整安裝角時(shí)，可根據(jù)刀架上日勺刻度尺進(jìn)行。

表3-3正負(fù)號(hào)確實(shí)定

刀具

左旋右旋

工件

左旋———

右旋—

注：“+”時(shí)不用惰輪，“一”時(shí)用惰輪

(3)滾刀的對(duì)中：

為了使切出的齒形對(duì)稱，規(guī)定滾刀中間日勺一種刀齒或刀槽H勺對(duì)稱線要通

過齒壞日勺中心。

對(duì)精度規(guī)定不很高時(shí)齒輪可用下述簡易措施對(duì)中，將滾刀中間FJ一種齒

槽移近齒坯中心位置，再用紙塞進(jìn)齒坯外圓與滾刀之間(如圖3所示)搖手

柄使?jié)L刀徑向移至齒槽將紙壓緊，然后看紙上與否出現(xiàn)兩個(gè)對(duì)稱刀尖痕跡，

若出現(xiàn)了兩個(gè)對(duì)稱刀尖痕跡就闡明滾刀對(duì)中了。

7、調(diào)整切削深度

根據(jù)工件日勺模數(shù)、材料日勺硬度以及所規(guī)定的加工精度來確定切削深度和

加工次數(shù)。7級(jí)精度如下的齒輪，當(dāng)mW2mm時(shí)可用1—2次走刀切成；當(dāng)

m=2?3mm時(shí)用2—3次走刀切成；當(dāng)mW4mm時(shí)，用3?5次走刀切成。

四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)

1、熟悉機(jī)床構(gòu)造，理解各換置機(jī)構(gòu)所在位置，按計(jì)算成果，把掛輪和

介輪對(duì)口勺安裝好。并檢查各執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)方向與否對(duì)的。

2、安裝滾刀并檢查與否對(duì)的。

3、裝夾工件并檢查與否對(duì)的、可靠。

4、調(diào)整滾刀安裝角并檢查與否對(duì)H勺。

5、調(diào)整、檢查滾刀相對(duì)齒坯位置（即對(duì)中性）。

6、上述環(huán)節(jié)所有完畢后，再仔細(xì)檢查一遍并請(qǐng)現(xiàn)場指導(dǎo)教師檢查同意

后再開車進(jìn)行滾切加工。

五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)

1、試驗(yàn)前要先熟悉試驗(yàn)匯報(bào)，明確試驗(yàn)KJ目H勺和規(guī)定。

2、注意記錄試驗(yàn)過程中日勺有關(guān)參數(shù)，如機(jī)床加工范圍、工件直徑、模

數(shù)、刀具直徑、掛輪齒數(shù)等，以備試驗(yàn)后分析成果。

2、掛輪安裝后要檢查，防止掛輪脫落。

3、整調(diào)機(jī)床后，應(yīng)仔細(xì)檢查，請(qǐng)現(xiàn)場指導(dǎo)教師檢查同意后再開車。

六、試驗(yàn)匯報(bào)

1、加工齒輪參數(shù)、材料及技術(shù)規(guī)定

2、試驗(yàn)設(shè)備、工具、（記下型號(hào)規(guī)格尺寸等）

3、切削用量的選擇、掛輪的計(jì)算

4、滾刀安裝角確實(shí)定、徑向進(jìn)刀量日勺計(jì)算

5、各執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)方向確定

6、檢查成果及分析：

七、思索題:

1、多次走刀時(shí)那些原因也許引起亂扣？

2、加工直齒與加工斜齒輪有何不一樣？

3、影響斜齒輪的加工精度的原因有哪些？

4、試分析齒坯的定位方式，與否存在過定位？

試驗(yàn)四機(jī)床工藝系統(tǒng)剛度測定（2課時(shí)）

、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、理解工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度H勺影響，提高工藝系統(tǒng)剛度H勺措施;

2、理解機(jī)床靜剛度測定裝置的基本原理，掌握儀器的操作措施；

3、掌握機(jī)床靜剛度的測定措施和計(jì)算措施。

、試驗(yàn)設(shè)備

1、CA6140一般車床一臺(tái)；

2、三向靜剛度測定儀一臺(tái)；

3.圓形測力環(huán)一種;

4、模擬車刀一把;

5、千分表三只；磁性表架三只。

三、試驗(yàn)原理

測定機(jī)床剛度H勺措施有兩種：（1）靜載荷測定法；（2）動(dòng)載荷測定法（工

作狀態(tài)測定法）。本試驗(yàn)是采用靜載荷測定法，在CA6140車床上進(jìn)行測定。

工藝系統(tǒng)靜剛度的計(jì)算公式為：

八K系統(tǒng)一-__1___1!___1__

----+----+----

“機(jī)床k刀具”工件

在試驗(yàn)中由于使用的刀具和T件剛度很大，因此rL和丁匚可忽視不計(jì)。

化刀具化工件

這樣，工藝系統(tǒng)的靜剛度近似等于機(jī)床的靜剛度。

試驗(yàn)是使車床處在靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)用試驗(yàn)裝置施加日勺靜載荷模擬切削時(shí)

的切削力，用千分表測量不一樣載荷下機(jī)床各部件日勺變形量，再用計(jì)算措

施求得機(jī)床W、J靜剛度。如圖4-1所示，試驗(yàn)裝置重要有三向靜剛度測定儀、

圓形測力環(huán)、模擬車刀和三只千分表構(gòu)成。三向靜剛度測定儀是一種剛度

很大日勺弓形支架，它安裝在前后頂尖之間，模擬工件。圓形測力環(huán)安裝在

三向靜剛度測定儀與模擬車刀之間，旋轉(zhuǎn)三向靜剛度測定儀上的加載螺

釘，使圓形測力環(huán)變形，從而產(chǎn)生彈性力，此力作用在三向靜剛度測定儀

（模擬工件）與模擬車刀之間，可模擬加工時(shí)的切削力。模擬切削力日勺大

圖4-1三向測力裝置

小由圓形測力環(huán)中口勺千分表指示（試驗(yàn)前通過標(biāo)定）。模擬切削力的方向

可通過調(diào)整三向靜明度測定儀確定（如圖4-2所示）。

1-前頂尖2建長套筒3T則力環(huán)4-加載器5-定位桿6哪擬車刀

圖4-2車床部件剛度測定的三向加載裝置

a和B決定切削分力與總切削力之間H勺關(guān)系，在本試驗(yàn)中取a=15°,6二

63.4。o切削分力日勺計(jì)算公式如下：

px=pxsina

〃Y=〃xcosaxsinj3

p.=/?xcoscrxcos/?

在模擬切削力的作用下，頭架、刀架和尾架均會(huì)產(chǎn)生變形，在y方

向日勺各變形量y頭、y刀、），尾可分別由三只千分表測得。頭架、刀架和

尾架三處的剛度可按下面公式計(jì)算:

,_Py

頭架剛度長頭一九

乙x，頭

,_Py

刀架剛度《刀=丁

y刀

k一2

尾架剛度“尾一°V、，

zxy尾

當(dāng)加力點(diǎn)在前、后頂尖中間時(shí)，機(jī)床靜剛度由下式計(jì)算:

K=____!____

八機(jī)床_j+2(J+J)

4

k刀k頭k尾

四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)

1、按圖4—2所示，將三向靜剛度測定儀安裝在前后頂尖之間，按規(guī)定調(diào)整

好安裝角度，并注意使尾架伸出合適長度。

2、將圓形測力環(huán)安裝在加載螺釘與模擬刀具之間。

3、按圖4—1所示，安裝三只千分表，磁性表架安放在車床床身上。

4、預(yù)加載荷1500N(測力環(huán)中的千分表移動(dòng)一格為15N,共移動(dòng)100格),

然后卸載。將測量變形量所用H勺三只千分表調(diào)到零位。

5、旋轉(zhuǎn)加載螺釘逐漸均勻加載，加載300N記錄一次三只千分表的讀值，共

記錄10次，總加載量為3()()0No

6、反向旋轉(zhuǎn)加載螺釘逐漸均勻卸載，每卸載3()()N記錄一次三只千分表的讀

值，共記錄10次，最終使載荷為0N。

7、按照5、6環(huán)節(jié)措施再反復(fù)一次，進(jìn)行第二次加載、卸載，并作記錄。

8、根據(jù)試驗(yàn)成果分別計(jì)算頭架、刀架、和尾架的J靜剛度。

9、計(jì)算機(jī)床的靜剛度。

五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)

1、加載前應(yīng)檢查溜板箱、尾座和刀具與否鎖緊，假如沒鎖緊應(yīng)重新鎖緊。

2、預(yù)加載時(shí)要注意觀測測量變形量所用的三只千分表指針與否擺動(dòng)，假如

不動(dòng)闡明千分表安裝不對(duì)的，應(yīng)重新安裝調(diào)整。

3、加載時(shí)用力要均勻，加載盡量精確。

六、試驗(yàn)匯報(bào)

1、試驗(yàn)設(shè)備、儀器儀表等

2、記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并填寫試驗(yàn)數(shù)據(jù)表；

3、用坐標(biāo)紙繪制頭架、刀架、尾架的靜剛度曲線。

4、計(jì)算出機(jī)床工藝系統(tǒng)的剛度

5、思索題：

1）根據(jù)試驗(yàn)成果和所繪的剛度曲線闡明導(dǎo)致靜剛度非線性的原因。

2）分析加載曲線和卸載曲線不重疊口勺原因。

3）完全卸載后曲線與否回到原點(diǎn)，若沒回原點(diǎn)，為何？

4）a、p角的作用是什么？

a=0,P=0日勺含義什么？對(duì)系統(tǒng)有何影響？

a=90,0=0的含義什么？對(duì)系統(tǒng)有何影響？

a=0,|3=90口勺含義什么？對(duì)系統(tǒng)有何影響？

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

序

表

測力

um）

量（

位移

（N）

載荷

號(hào)操

讀數(shù)

刀架

頭架

分力

總力

作

尾架

P

（格）

卸

卸

加

卸

加

加

Py

載

載

載

載

載

載

0

1

第

2

3

次

4

加

5

載

6

7

卸

8

載

9

10

0

1

第

2

3

次

4

加

5

載

6

7

卸

8

載

9

10

試驗(yàn)五加工誤差記錄分析（2課時(shí)）

一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、理解無心外圓磨床工作原理，熟悉無心外圓磨削的調(diào)整措施；

2、掌握加工誤差記錄分析H勺基本措施；

3、熟悉記錄分析所用口勺多種圖形口勺繪制法。

4、掌握加工工序工藝能力的計(jì)算措施及工藝過程中工藝參數(shù)的調(diào)整措施。

二、試驗(yàn)設(shè)備：

1.M1050A無心外圓磨床一臺(tái)；

2.電感比較儀；

3.原則量塊一組；

4.千分尺一把；

3.軸承滾子一批（試件）。

三、試驗(yàn)原理：

本試驗(yàn)為綜合性試驗(yàn)，規(guī)定學(xué)生通過本試驗(yàn)?zāi)軐?duì)無心外圓磨削的加工原

理和加工誤差記錄分析理論進(jìn)行綜合試驗(yàn)驗(yàn)證。因此本試驗(yàn)包括如下兩部分

原理：

1.無心外圓磨削加工原理

無心外圓磨床H勺工作原理如圖5-1所示。它沒有床頭箱和尾架，而是由

托板和導(dǎo)輪支持工件，用砂輪進(jìn)行磨削。托板的上表面傾斜30。~50°,

使工件靠磨削力緊緊壓在導(dǎo)輪上，導(dǎo)輪軸線相對(duì)于砂輪軸線有一傾斜角度a

(1.5°)o導(dǎo)輪低速轉(zhuǎn)動(dòng)靠摩擦力帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。由于傾斜角的存在，導(dǎo)輪

與工件接觸點(diǎn)處的速度V導(dǎo)方向是斜的，它可分為兩個(gè)速度分量：一種是V工

使工件旋轉(zhuǎn)，另一種是V進(jìn)，使工件產(chǎn)生軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

V進(jìn)二V導(dǎo)sina.

V工二V導(dǎo)coso,

式中：V導(dǎo)導(dǎo)輪日勺圓周速度(m/s).

VT——工件H勺圓周速度(m/s).

V進(jìn)——工件的I軸向進(jìn)給速度(m/s)

一般狀況下，V導(dǎo)選0.166?0.5m/s。

圖5-1無心外圓磨削原理示意圖

由于導(dǎo)輪軸線與砂輪軸線有一傾斜角明工件與導(dǎo)輪不是線接觸。為使

工件與導(dǎo)輪保持線接觸，導(dǎo)輪口勺形狀就不應(yīng)是圓柱形，而應(yīng)將其做成雙曲面

形。為此修正砂輪時(shí)，金剛石筆H勺運(yùn)動(dòng)應(yīng)根據(jù)角。加以調(diào)整。由于無心外圓

磨床磨削工件時(shí)不用頂尖支撐，因此工件磨削長度不受頂尖限制，又因磨削

時(shí)工件被支持在導(dǎo)輪和砂輪之間，不會(huì)被磨削力頂彎，因此可磨削細(xì)長工件。

無心磨削生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此，多用于成批大量生產(chǎn)中磨削

銷軸等小零件或磨削細(xì)長光軸。無心磨床不能磨削斷續(xù)表面（如有長鍵槽的

圓柱面），由于這樣導(dǎo)輪就無法使工件旋轉(zhuǎn)。

2.加工誤差記錄分析

在實(shí)際生產(chǎn)中，為保證加工精度，常常逍過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場中實(shí)際加工出的

一批工件講行檢測，運(yùn)用數(shù)理記錄日勺措施加以處理和分析，從中尋找誤差產(chǎn)

生口勺規(guī)律，找出提高加工精度的途徑。這就是加工誤差記錄分析措施。加工

誤差分析的措施有兩種形式，一種為分布圖分析法，另一種為點(diǎn)圖分析法。

分布圖分析法是通過測量一批加工零件的尺寸，把所測到日勺尺寸范圍分

為若干個(gè)段。畫出頻數(shù)直方分布圖。其折線圖就靠近于理論分布曲線。在沒

有明顯變值系統(tǒng)誤差的狀況下，則工件尺寸分布符合正態(tài)分布。運(yùn)用分布曲

線可以比較以便地研究加工精度，辨別出工序的隨機(jī)誤差H勺大小，但不能把

規(guī)律性的系統(tǒng)誤差從隨機(jī)誤差中辨別出來。

在生產(chǎn)中常用的另一種誤差分析措施是點(diǎn)圖法或又-R圖法。

點(diǎn)圖法是