机械制造技术基础Ⅰ实验指导书.doc

1、机械制造技术基础实验指导书山东轻工业学院机械制造技术研究室二零零八年五月机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书2实验一 车床机构模型分析一、 实验目的1. 了解车床的用途、整体布局、运动机构。2. 熟悉机床主要零部件的构造和工作原理。3分析机床的传动路线。4. 了解三爪卡盘的结构和工件的安装。二、 概述C6132 型卧式车床不仅能车削外圆，还可以切削成形回转面、各种螺纹、端面和内圆面等。了解 C6132 车床的加工范围、操纵方法和机床运动的调整方法。了解主轴箱的结构、主轴变速操作机构的工作原理。离合器与制动器的操纵及其调整。 （一） C6132 机床结构C6132 普通车床主要是由

2、床身、床头箱、进给箱、溜板箱、丝杠、光杠、拖板（大、中、小拖板） 、刀台和尾座等组成的，如图 1-1 所示。图 1-1 C6132 普通车床1-床头箱；2- 进给箱；3- 变速箱；4- 前床脚；5-溜板箱；6-刀架；7 -尾架；8-丝杠；9- 光杠；10-床身；11-后床脚；12-中刀架；13- 方刀架；14-转盘；15-小刀架；16-大刀架 机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书3（二）C6132 的传动系统图C6132 的传动系统图如图 1-2 所示。图 1-2 C6132 普通车床传动系统图1、主运动系统； 电机主轴主传动系统是从电机开始，经过皮带轮和皮带传至床头箱。再经床头

3、箱内离合器及齿轮变速机构传至主轴，带动工件，从而实现主运动，并能满足车床主轴变速和换向的要求。2、进给运动系统； 主轴刀具进给运动系统是从主轴开始，到溜板箱为止。这个系统包括变向机构，交换齿轮、进给箱、光杠、丝杠溜板箱等。他为三种情况传动。1）纵向进给运动：运动从主轴开始，经变向机构，交换齿轮，传至进给箱。经进给箱内部齿轮的搭配，可获得多种不同的转速传至光杠，再通过光杠传至溜板箱。由溜板箱内部的小齿轮与齿条啮合，带动溜板箱和刀架作纵向进给。2）横向进给运动当光杠把运动传至溜板箱后，如溜板箱内另一对锥度摩擦齿轮啮合，则机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书4中拖板丝杠上的小齿轮便转动

4、，使刀架作横向进给。3)车螺纹运动将进给箱右侧手柄推入，使其内部一滑移齿轮和丝杠上固定齿轮啮合，此时运动从主轴开始，经变向机构，交换齿轮，进入进给箱，再由丝杠传至溜板箱。当丝杠转动时，合上溜板箱上开和螺母手柄，这时通过丝杠和开合螺母的传动，从而使溜板箱和刀架按一定的螺距运动。（三）机床附件及工件的安装工件的安装主要任务是使工件准确定位及夹持牢固。由于各种工件的形状和大小不同，所以有各种不同的安装方法。三爪卡盘是车床最常用的附件，三爪卡盘上的三爪是同时动作的，可以达到自动定心兼夹紧的目的。其装夹工作方便，但定心精度不高（爪遭磨损所致） ，工件上同轴度要求较高的表面，应尽可能在一次装夹中车出。传递

5、的扭矩也不大，故三爪卡盘适于夹持圆柱形、六角形等中小工件。当安装直径较大的工件时，可使用“反爪” 。三爪卡盘如图 1-3 所示。图 1-3 三爪卡盘三、 实验方法指导（一）实验内容及步骤1. 操纵离合器，观看主轴启动、停止、反向的情况。2. 接通丝杠，加工螺纹传动链接通，掌握加工螺纹时机床的调整方法。3. 接通光杠，熟悉机动进给手柄的操作方法。观察搬动手柄时的操作方法，观察搬动手柄时刀架部件的运动状态。4. 断开机床总开关和电源开关，打开主轴箱，对照传动系统图找到各个传动轴，观察滑移齿轮的结构形式、固定齿轮的结构形式及固定方法。5. 观察离合器、制动器及其操纵离合器与制动器怎样实现互锁。6.

6、掌握主轴的变速方法。机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书5（二）实验设备1.C6132 车床（三）注意事项1. 机床开动时要远离机床运动部件，以免发生危险。机床主轴箱打开后，不要用手去摸齿轮离合器等，不要将杂物掉进主轴箱里，以免损坏设备。2.机床开动前要对机床按要求进行润滑，实验完毕后将机床各部件及操纵机构复原并对机床导轨部分加油，打扫场地。（四）实验报告要求1.C6132 机床型号的含义。2.画出车外圆时的传动原理图。3.根据机床的传动系统图，分析主轴有多少种转速，写出主运动传动路线表达式，并计算出主轴最高转速和最低转速，其中皮带的滑动系数为 0.98。机 械 制 造 技 术

7、基 础 实 验 指 导 书6实验二 加工误差统计分析一、实验目的及要求1 认识加工误差的统计性质，学习应用数理统计方法对加工误差进行分析。 2 掌握样本数据的采集与处理方法，要求能正确地采集样本数据，并能通过对样本数据的处理，正确绘制出加工误差的直方图、分布曲线和 RX图。3 要求对直方图、分布曲线 RX图进行正确地分析，对加工误差的性质、工序能力及工艺稳定性做出准确的鉴别。4 培养对加工误差进行综合分析的能力。 5 训练在制造过程中使用计算机和编制应用程序的能力。二、实验设备和仪器本实验在生产现场进行数据采集，所用设备和仪器可根据生产现场条件确定。要求加工的零件具有一定的批量，加工过程具有连

8、续性，所用测量工具符合精度要求。一般要求测量工具的分辨率： （式中 为测量工具的(0.1.5)T分辨率，T 为零件工序公差）。三、实验原理在实际生产中，为保证加工精度，常常通过对生产现场中实际加工出的一批工件进行检测，运用数理统计的方法加以处理和分析，从中寻找误差产生的规律，找出提高加工精度的途径。这就是加工误差统计分析方法。加工误差分析的方法有两种形式，一种为分布图分析法，另一种为点图分析法。分布图分析法是通过测量一批加工零件的尺寸，把所测到的尺寸范围分为若干个段。画出频数直方分布图。其折线图就接近于理论分布曲线。在没有明显变值系统误差的情况下，则工件尺寸分布符合正态分布。利用分布曲线可以比

9、较方便地研究加工精度，分辨出工序的随机误差的大小，但不能把规律性的系统误差从随机误差中区分出来。 在生产中常用的另一种误差分析方法是点图法或 RX图法。点图法是以顺序加工的零件序号为横坐标，零件的加工尺寸为纵坐标，把按加工顺序定期测量的工件尺寸画在点图上。点图可以反映加工尺寸和时间的关系，可以看出机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书7尺寸变化的关系，找出产生误差的原因。 RX图称为平均尺寸级差控制图。一般是在生产过程开始前，先加工一批试件（本实验中即用本批加工的零件作为试件）根据加工所得的尺寸，求出平均值 和均方根差 在整个过程（工序）中保持不变，则工艺是稳定的。 X图的中心线为

10、： 1kiiXR 图的中心线为： 1kiRX图的上控制界限为： RAXs图的下控制界限为： x图的上控制界限为： Ds式中： k为零件分组数（把一批按顺序号分为 k组，每组 m 个零件） 。A、 D 为控制系数，可从下表选取：每组件数 m A D4 0.73 2.115 0.58 2.28将工件按加工顺序每 m 个分为一组，求出每组工件的平均值 和 Ri的波iX动，它反映了工件平均值的变化趋势和随机误差的分散程度。在 图上画出中心线和控制线，控制线就是用来判断工艺是否稳定的界定线。四、实验内容1. 绘制点图2. 绘制 RX图：按以下步骤做： (1)取每组数 m 计算每组的数据 和 ；iXiR(

11、2)计算 和 R； (3)计算 图的 R 图的控制限尺寸； (4)绘制 X图，并分析工序是否稳定。 3. 绘制分布曲线，按以下的步骤做：机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书8(1) 找出这批工件的最大加工尺寸和最小加工尺寸，即 Xmax和 Xmin ；(2) 确定分组数 ： （ 选 712） ；k(3) 计算组距 h: h=(Xmax-Xmin)/ k(4) 决定组界；（5）作频数分布表；(6) 计算 X和 (7) 绘制分布曲线，计算出 X和 6 值 。(8) 计算工艺能力系数 。PC五、实验结果1. 原始数据记录； 测 量 值组号 X1 X2 X3 X4 X5 总计 X平均值

12、iX极差R1234567891011121314151617181920机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书92 频数分布表组 距 组号 自（mm）至（mm）组 中 值（mm）频 数 频 率123456789103. 绘制分布曲线；4. 绘制点图；5. 绘制控制 RX图；6 计算工艺能力系数 PC六、思考题1、根据点 图和分布曲线，说明分布规律及各类误差的表现情况，分析造成原因；2、根据 RX图和工艺能力系数 讨论本工序的工艺过程的稳定性，如不PC稳定，分析原因，提出改进措施。机 械 制 造 技 术 基 础 实 验 指 导 书10实验三 特种加工设备参观特种加工方法 (非传统加工

13、方法)是指区别于传统切削加工方法，利用化学、物理(电、声、光、热、磁)或电化学方法对工件材料进行加工的一系列加工方法的总称。这些加工方法包括：化学加工(CHM)、电化学加工(ECM)、电化学机械加工(ECMM )、电火花加工 (EDM)、电接触加工(RHM)、超声波加工(USM)、激光束加工 (LBM)、离子束加工(IBM)、电子束加工 (EBM)、等离子体加工(PAM)、电液加工 (EHM)、磨料流加工(AFM )、磨料喷射加工(AJM )、液体喷射加工(HDM)及各类复合加工等。（一） 数控电火花线切割加工机床一、 实验目的1. 了解数控电火花线切割加工的基本原理及应用范围。2. 了解数控线电火花切割加工机床的主要结构及操作方法。二、 概述电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温熔蚀工件表面材料来实现加工的。电火花线切割加工是利用连续移动的金属丝（钼丝或铜丝）作为工具电极,与将被切割的工件间产生脉冲放电时形成的电腐蚀来切割工件,工件按规定的控制程序作复合运动,从而将工件切割成型。图 3-1 为电火花线切割加工装置示意图。a)切割图形 b)机床工作示意图图 3-1 电火花线切割加工装置示意图1工作台；2夹具；3工件；4脉冲电源；5电极丝；6导轮；7丝架；8工作液箱；9贮丝筒电火花线切割加工不需要专门的工具电极,降低了加工成本。由于电极丝