实验指导书20071..doc

机械制造技术基础实验指导书 崔伟清 张文建编 华北电力大学 二零零六年十二月目 录 实验一 车刀几何角度测量 1 实验二 切削力测量 7 实验三 机械零件加工精度统计分析 10 参考书目 14  实验一 车刀几何角度测量 一 、实验目的 1．熟悉几种典型车刀的构造和几何形状，加深对车刀各几何角度、各参考平面及其相互关系的理解； 2．了解车刀量角台的构造与工作原理，掌握车刀几何角度测量的基本方法。 二、实验仪器 量角台、普通外圆车刀、90o偏刀、切断刀。 三、量角台的构造及使用方法 1．量角台的构造 如图1所示，量角台主要由底盘1、平台3、立柱7、扇形盘6等组成。底盘1为圆盘形，在零度线左右方向各有刻度100o，用于测量车刀的主偏角和副偏角。扇形盘6上有刻度±45o，用于测量刃倾角、前角、后角和副后角。扇形盘前面有一个指针5，指针下端是测量板。测量板的前、后两平面和三个刃口（左侧刃C、右侧刃B、和下刃A）可供测量使用。立柱7上带有螺纹，旋转螺母8就可以上下调整扇形盘的位置。测量时，把车刀安放在平台3上，并靠紧活动靠尺4。平台可绕底盘中心在零刻线左右100o范围内转动，用平台左侧基线板2读取圆盘上的刻度值。 图1 2．使用方法 主偏角的测量如图2所示：先把车刀安放在平台上并靠紧活动靠尺，转动平台，使主切削刃与测量板的前平面贴合无缝。此时，平台左侧基线板2所指的圆盘刻度，就是主偏角的数值。 图2 刃倾角λs的测量如图3所示：车刀和测量板的位置与测量主偏角时相同，但是要使测量板的下刃与主切削刃重合无缝，便可从扇形盘上读出刃倾角的数值。刃倾角正、负的判别是：指针在0o线左侧为正，在0o线右侧为负。 前角的测量如图4所示：车刀的安放与测量主偏角相同。测量前角时只需把平台向逆时针转动90o。这时主切削刃在基面上的投影与测量板的平面垂直。将测量板的下刃与车刀的前刀面重合无缝，指针在扇形盘上指示的数值就是前角的大小。前角正、负的判别是：指针在0o线右侧为正，在0o线左侧为负。 后角αo的测量如图5所示：测量方法与前角基本相同。区别仅是不用测量板的下刃，而是用测量板的右侧刃紧靠在车刀的后刀面上。后角一般为正值。 副偏角的测量（见图6）与测量主偏角的方法一样，转动平台，使车刀的副切削刃与测量板贴合无缝，用平台左侧基线板读出副偏角的数值。 副后角的测量（见图7）在测量副偏角之后，将平台顺时针转动90o，使副切削刃在基面上的投影与测量板平面垂直，再用测量板的左侧刃靠紧副后刀面，即可从扇形盘上读出副后角的数值。 图3 图7 四 实验内容 1利用车刀量角台分别测量普通外圆车刀、90o偏刀、切断刀的几何角度。要求学生测量、、、、、等共6个基本角度。 2记录测得的数据并完成实验报告。 五、实验报告 1．测量记录表 基本角度 普通外圆车刀 90o偏刀 切断刀 主偏角 刃倾角 前 角 后 角 副偏角 副后角 2．分别画出三种车刀的几何角度标注图。  实验二 切削力测量 一、实验目的及要求 1．加深对切削过程中影响切削力的诸因素的认识，掌握切削力的测量原理及方法； 2．掌握实验数据的处理方法，通过实验求出切削力的经验公式中的系数和指数。 即： ＝··· ＝··· ＝··· 中的系数、 、和指数、、、、、、、、，建立经验公式； 3．利用测量结果分析车削时切削速度v、走刀量f 及切深对切削力的影响。 二、实验仪器及设备 微机、A/D卡、电荷放大器、三向压电测力仪、CA6140车床、45＃钢试件。 三、实验原理及方法 测量方法和测力传感器的选择是切削力测量的首要问题，测力仪的种类很多，有机械式测力仪、油压式测力仪和压电测力仪等。本实验采用三向压电测力仪进行测量。 1．三向压电测力仪的工作原理 三向压电测力仪由一个弹性刀杆与一个安装在其横截面内的压电石英晶体三维力传感器构成，其结构图如图1所示。 压电效应产生机理如下：在压电晶体不受外力时，晶体中质点正负电荷重心重合，晶体表面不产生电荷（图2a）。当压电晶体受外力作用而沿一定方向发生形变时，引起正负电荷偏离平衡位置，重心不重合而使总电矩发生改变，因而晶体两相对表面产生电荷现象（图2b,c）,这种由于机械力作用而产生表面电荷的效应称为正压电效应，压电式力传感器就是利用这正压电效应。 压电晶体因切片方向不同有不同方向的压电效应。三向测力仪有三对不同切型的晶片：其中一对采用具有纵向压电效应的切片，只能测量Z向力；另外两对晶片采用具有切向效用的切型，且相互灵敏度方向成90o放置，因而可测