《机械制造技术基础》实验

机械制造技术基础实验课 http:/ 实验课相关事宜实验课地点：机械工程学院 工程训练中心一楼数控教室 实验课教材： 1 机械制造技术基础实验指导书 2 机械制造技术基础实验报告购买教材地点：教材科（大连理工学院教育书店内）提前一周购买教材（人手一份）实验课预约：各班学委提前两周到实验室预定实验课时间实验课预习：为保证实验进度要求每位同学做好课前预习 并完成预习报告 请严格遵守实验室的各项规章制度，迟到者禁止进入实验室 机械制造技术基础实验课内容（8学时）实验一：车刀几何角度的测量（2学时）实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立（2学时）实验三：加工误差统计分析法（2学时）实验四：装配尺寸链实验（2学时） 实验目的：1）熟悉车刀切削部分的构造要素。 2）通过实验加深理解刀具角度的定义。 3）掌握车刀几何角度的测量方法。 4）用所测得的角度值画刀具角度标注图。实验项目：1）测量外圆车刀的主偏角、刃倾角、前角、后角、副偏角、副后角。 2）测量切断刀的主偏角、刃倾角、前角、后角、副偏角、副后角。实验仪器：1）车刀量角台（实验项目1和2） 2）外圆车刀（实验项目1） 3）切断刀（实验项目2）实验一：车刀几何角度的测量实验内容简介 1.车刀量角台的结构 实验一：车刀几何角度的测量实验仪器简介 图1: 车刀量角台外型图 2.车刀切削部分的构造要素实验一：车刀几何角度的测量实验仪器简介 图2: 车刀切削部分的构造要素 A.主偏角的测量：先将转台左侧的基线对到底座零度，刀尖顶到扇形盘指针上，扇形盘与进给方向重合，主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角即为主偏角。而角度的大小通过转动转台使车刀主切削刃与扇形盘指针a面紧贴，此时转台左侧刻线所示圆盘刻度，即为主偏角的大小。B.副偏角的测量：转动转台使车刀副切削刃与扇形盘指针a面紧贴，此时转台左侧刻线所示圆盘刻度，即为副偏角的大小。C.刃倾角的测量：在主偏角的位置上，扇形盘变为切削平面。在切削平面内将指针的b边与主切削刃贴合，此时，扇形盘指针所示刻度即为刃倾角的大小。指针左偏，刃倾角为正；指针右偏，刃倾角为负。D.前角的测量：在主偏角的位置上，将转台转过90度，确定正交平面。在正交平面内将指针b边与车刀前刀面贴合，此时，扇形盘指针所示刻度即为前角的大小。E.后角的测量：在正交平面内将指针的c边与车刀后刀面贴合，此时，扇形盘指针所示刻度即为后角的大小。 F.副后角的测量：在副偏角的位置上，将转台转过90度，确定副正交平面。在副正交平面内将指针的d边与车刀副后刀面贴合，此时，扇形盘指针所示刻度即为副后角的大小。 实验一：车刀几何角度的测量测量方法 实验一：车刀几何角度的测量车刀角度标注图 图3: 车刀角度标注图 实验目的：1）了解测力仪的工作原理。 2）研究切削深度与进给量对切削力的影响及其变化规律。 3）用实验方法建立切削力的经验公式。实验项目：1）用压电式切削测力仪测量切削力的大小。 2）在双对数坐标系下采用描点法作图。 3）推导并建立切削力经验公式。实验仪器： 1）压电式切削测力仪 2）YE5850电荷放大器 3）电压表 4）CA6140车床 5）计算器、直尺实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立实验内容简介 压电式切削测力仪实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立主要实验仪器简介特点:高刚度,高固有频率,频率响应范围宽,线性良好,结构简单,小型轻便工作原理:采用压电石英力传感器作为力-电转换元件,根据压电石英力传感器的“正压电效应”原理制成的.图1: 压电式切削测力仪结构图 电阻应变式测力仪实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立主要实验仪器简介工作原理:在测力仪体弹性元件上粘贴电阻应变片，并将电阻应变片连接成电桥。若R1/R2=R3/R4，则电桥平衡。在切削力作用下，电阻应变片随着弹性元件发生弹性变形，R1电阻增大， R2电阻减小，检流表中有电流通过，电流的大小与切削力成正比。图2: 电阻应变式测力仪工作原理 实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立主要实验仪器简介机械式测力仪 图3: 机械式测力仪的结构工作原理:切削时，FZ所形成的扭力矩使得横梁2产生弹性扭转变形。此时，杠杆7跟着转过一个角度，使其末端翘起。通过油压减振装置内活塞圆杆6两端推动百分表触头，百分表5的读数就代表杠杆末端抬起的距离。通过查百分表读数-切削力的校准图就可求得切削力FZ 。测力范围:只能测量垂直分力FZ 实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立数据处理及经验公式的建立单因素法测量切削力的大小 实验研究切削力的方法是先分析影响切削力的各种因素，然后逐一取各因素为研究对象，固定其他因素不变，用测力仪测定该因素变化时切削力的变化，并找到它们之间的函数关系。 实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立数据处理及经验公式的建立a)进给量与切削力之间呈指数函数，关系式为：yZ fCF 1将等式两边取对数得一直线公式：fyCFZ lglglg 1 )( mXBY 形如 将实验测取的进给量f与切削力F Z间的数据在双对数坐标纸上采用描点法作图。从f-FZ曲线中即可求出系数C1和指数y。图4: f-F Z的对数关系当f=1时，C1=FZbay tan 实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立数据处理及经验公式的建立b)同样，切削深度与切削力之间也呈指数函数，关系式为：xpZ aCF 2将等式两边取对数得一直线公式：pZ axCF lglglg 2 )( mXBY 形如 将实验测取的切削深度a p与切削力FZ间的数据在双对数坐标纸上采用描点法作图。从ap -FZ曲线中即可求出系数C2和指数x。当ap =1时，C2=FZdcx tan 实验二：切削力的测量及切削力经验公式的建立数据处理及经验公式的建立c)综合上述两个实验公式：当改变f时，ap固定不变（ap=1.2mm），令C=C，得yxpyZ faCfCF 1 x paCC 1 所以当改变ap 时， f固定不变（f=0.153mm/r），令C=C，得yxpxpZ faCaCF 2 因此yfCC 2 所以 2/ CCC 即可建立起切削力经验公式： yxpZ fCaF