机械制造工艺学试验教学大纲.doc

机械制造工艺学实验指导书班级： 姓名： 学号： 南京农业大学工学院机械工程系机械制造教研室2006年10月目 录实验一 车床静刚度测量………………………………………………2 一、实验目的………………………………………………………………2 二、实验原理及方法………………………………………………………2 三、实验仪器及材料………………………………………………………3四、实验步骤………………………………………………………………………3五、分析整理实验数据，写出实验报告…………………………………………4六、 思考题 ………………………………………………………………………5实验二 加工误差统计分析………………………………………………6 一、实验目的………………………………………………………………6 二、实验原理及方法………………………………………………………6 三、实验仪器及材料………………………………………………………6四、实验步骤………………………………………………………………………7五、分析整理实验数据……………………………………………………………8六、 做出质量分布图…………………………………………… ………………9七、质量分布图的观察与分析……………………………………………………9八、思考题…………………………………………………………………………9实验三 镗杆自激振动与消振实验……………………………………………10 一、实验目的……………………………………………………………10 二、实验原理及方法……………………………………………………10 三、实验仪器及材料……………………………………………………12四、实验步骤…………………………………………………………………… 12五、分析整理实验数据，写出实验报告………………………………………13 六、 思考题…………………………………………………………………… 13实验一 车床静刚度测量一、实验目的1、了解机床静刚度对加工精度的影响；2、熟悉机床静刚度的测定方法；3、巩固所学机床刚度的概念，画出机床静刚度曲线。

二、实验原理及方法机床静刚度Ks是机床在稳态下工作（无振动）的刚度，它衡量机床抵抗静载变形的能力静刚度的概念，一般用下式表示： Ks=F/Y式中：Ks---静刚度（Kg/mm） F-----切削力（Kg） Y----在F作用下刀刃与加工面之间的相对位移（mm）但是从工艺观点来研究问题时，我们认为在切削分力Fy方向上的变形要比其它切削分力作用方向上的变形大得多，所以Fy对加工精度的影响占主要地位，故又可以用下式表示工艺系统刚度Ks=Fy/Y工艺系统在受力情况下的总位移量Y是各个组成环节的位移量迭加，根据测量数据可得出： 刀架刚度 KsD=Fy/YD 前顶尖刚度 KsQ=Fy/2YQ 后顶尖刚度 KsH=Fy/2YH再根据车床变形Ys为前后顶尖变形位移的平均值和刀架变形位移之和，则 Ys=Fy/Ks=1/2（Fy/2KsQ+Fy/2KsH）+Fy/KsD化简后 1/Ks=1/4（1/KsQ+1/KsH）+1/KsD这样车床静刚度Ks即可求出。

本实验采用三向刚度仪的静态测定法测定车床静刚度车床静刚度测定实验装置，如图1-1所示β图1-1 刚度测定加载装置1234561、前顶尖；2、接长套筒；3、测力环4、弓行加载器；5、加力螺钉；6、模拟刀杆图中弓形加载架刚度足够大，其变形略去不计，通过加载器上的加力螺钉5进行加力FyFy经钢球传至测力环3，由测力环的千分表指示出所加Fy力的数值床头、尾座、刀架部件均在Fy力作用下发生弹性位移，三个部位各安装一个千分表，测其弹性位移YsQ、YsH、YsD在根据公示计算出床头、刀架、尾座各部件的刚度，然后计算出机床静刚度Ks 实验时，加载螺钉孔间夹角a=15°，β角选为30° 根据公式：Fx=F•Sina Fy=F•Cosa•sinβ Fz=F•cosβ•cosβ注意事项：1、实验前擦净弓形加载器支架中心孔，调好机床可动部件和紧固部件，弓形加载支架与主轴的联接要牢固不得有松动2、实验所用千分表，在使用前要检查灵敏度，安装时要调好零点（预压1圈）3、每次加载或卸载后，不应立即读数，应停一会再读数三、实验仪器及材料1、弓形加载支架（自制）；2、八角型测力环；3、模拟刀杆（自制），安装在车床小刀架上；4、千分表磁力表座。

千分表读数值（0.001mm）四、实验步骤1、主轴和尾座各安装顶尖，将弓行加载架用接长套筒装在支架上的定位杆上，并将其固定，同时将尾座用固定螺钉紧固好2、分别安装三块表，调整好零位3、用弓形加载支架上的加力螺钉上的钢球压紧测力环，事先加有一个预紧力五、分析整理实验数据1、加、卸载记录表加力仪千 分表读数（格）车床部件位移量床头I刀架Ⅱ尾座Ⅲ加卸加卸加卸2、 计算车床平均静刚度KsQ= KsD=KsH= Ks= 3、画出车床各部件（床头、尾座和刀架）的刚度曲线py(kg)Y(mm)六、思考题 1、实验中加载曲线与卸载不重合，为什么？2、当载荷去除后，变形恢复不到起点，什么因素影响的？实验二 加工误差的统计分析一、 实验目的1、运用统计分析法研究一批零件在加工过程中尺寸的变化规律，分析其误差的原因2、通过实验掌握综合分析机械加工误差的基本方法二、实验原理及方法 对于生产实际中经常以复杂的因素而出现的误差问题，我们不能用单因素估算来衡量其因果，更不能从单个工件的检查结果来得出结论。

因为单个工件不能暴露出误差的性质和变化的规律,单个工件的误差大小也不能代表整个工件的误差大小这是由于在一批工件的加工过程中，既有变值系统性误差因素，也有随机性误差因素在作用这时单个工件的误差是在不断地变化的凭单个工件去推断整批工件的误差情况极不可靠，所以就需要用统计分析的方法 统计分析法就是以生产现场内对许多工件进行检查的结果为基础，运用数理统计的方法去处理这些结果，从中找出规律性的东西，用以指导我们找出解决问题的途径 常用的统计分析法有如下的两种：1、分布曲线法在单轴六角自动车床上连续加工一批试件（约100件），按加工顺序在测量其尺寸，并记录之把测量所得的尺寸大小分组，每组的尺寸间隔为0.002mm，填入相应的表格 然后，做出质量分布图，进行加工误差分析2、点图法点图法的要点就是：按加工的先后顺序作出尺寸的变化图，以暴露整个加工过程中误差变化的全貌具体的方法是按工件的加工顺序定期测量工件的尺寸，以其序号为横座标，以测得的尺寸为纵座标，则可得到一个点图 三、 实验仪器及材料1、在自动车床上连续加工100个试件，将它们放在无心磨床上进行磨削2、千分尺或千分表测量台。

3、Ф20钢料，45号冷拔钢4、用于冷却的切削液四、实验步骤1、在六角自动车床上连续加工100个试件2、将100个试件放到无心磨床上进行磨削3、磨削后的试件用千分尺或千分表测量台进行测量，并记录在相应表格中：表2-1 全部零件磨削后的尺寸记录序号测量尺寸序号测量尺寸序号测量尺寸序号测量尺寸126517622752773285378429547953055806315681732578283358839345984103560851136618612376287133863881439648915406590164166911742679218436893194469942045709521467196224772972348739824497499255075100五、分析整理实验数据表2-2 定位销直径测量结果“频数表”组号组界(尺寸范围)频数计算（组内工件数目）频数f组位ufufu212345678910合计100说明：（1）分组数J：当工件N = 100件时，J = 6—10；（2）尺寸间隔宽度（组距）ΔX = （Xmax—Xmin）/ J式中：Xmax — 100中零件最大值；Xmin — 100件中零件尺寸最小值；J — 分组数。

3）求平均尺寸值X和均方根差σa. 确定组位u： 以频数最大的为基准，该组组位u=0；以0组位为基准，在频数表中，向上依次的组位为-1；-2；-3……；向下依次的为+1；+2；+3……，排列组次b.求出Σfu：fu等于各组频数f栏分别乘以各组的组位u栏，然后将各组fu相加得到Σfuc.求出Σfu2：fu2等于各组的u分别乘以fu填入fu2栏内，然后将各组的fu2相加求得Σfu2d.计算平均尺寸值X和均方根差σX = X0 + J×σ 。