適用於機械類各專業
《機械製造技術》《機械製造技術基礎》
實驗指導書
編寫陸瑛朱紅瑜
河南工業大學機電工程學院
2023年 9 月
實驗一普通車刀標註角度測量及分布
一、實驗目的及要求：
1、掌握車刀標註角度的基本測量方法，加深對車刀具各種角度、各種參考平面、各種參考係概念的理解。
2、了解車刀測角儀的主要結構、工作原理和使用方法。
3、通過對對剖面角度的測量及計算，加深了解各剖面角度之間的相互關係。
二、實驗內容：
在主剖面參考係中測量外圓車刀，端麵車刀的主偏角kt、付偏角kt′、前角to、後角αo、和刃傾角λs。
三、實驗裝置及裝置：
1、車刀測角儀
2、被測車刀
四、實驗儀器的結構及使用
1、車刀測角儀的結構及使用：
車刀測角儀結構如圖（1）所示。它由底座、立柱、滑體、刻度盤、工作台、指標、手輪等組成。
轉動手輪1可以使滑體帶動刻度2、3上下移動，鬆動手輪2可以使刻度盤2繞手輪2的軸轉動，在刻度盤3上讀出刀具角度值。
指標的底邊和兩平行側邊垂直，均可做工作邊，把底邊和側面與待測表面靠緊，可以從大刻度盤上讀出角度值。
2、角度的測量
（1）主偏角k-和刃傾角λs。
調整工作台使主刀刃與指標1的底邊貼合，這時刻度盤1上工作台轉角為k-，刻度盤2上指標1轉角為λs。
（2）前角to。
調整工作台和指標1，使指標1的底邊貼緊前刀面，並垂直於主刀刃在底面的投影（可以在測量主編角kt以後，把工作台轉過90°），從刻度盤2上讀出角度值。
（3）後角αo
調整工作台和指標1，使指標1側邊緊貼刀具後刀面，並使主刀刃在基面的投影垂直於指標1的底邊，從刻度盤2上讀出後角值。
（注：付前角to′、付後角αo′，按同樣方法測理）。
五、實驗過程：
1、在測角儀上按上述方法測出所要求的角度。
2、畫出刀具的各剖面圖，並標明參考平面。
六、實驗總結：
計算所測車刀在縱橫剖面參考中的角度值。
實驗二刨削加工切屑變形實驗
一、實驗目的與要求：
1、觀察切削過程，認識各種切削的形狀。
2、掌握測量切削變形的方法。
3、研究切削厚度，前角和工件材料對切屑變形的影響規律。
二、實驗裝置及用具：
1、裝置：b665型牛頭刨床。
2、刀具：高速鋼刨刀（三把）
to = 15o = 8kt = 90s = 0
to = 20o = 8kt = 90s = 0
to = 25o = 8kt = 90s = 0
3、用具：游標卡尺、鋼板尺、細鋼絲。
4、試件：45鋼、銅、100×50×5各類板板。
三、實驗基本原理
在切削過程中，由於發生塑性變形，使切削層尺寸發生變化，與原切削層尺寸比較，長度lc變短，厚度αp增加，這種現象稱為切屑收縮，切屑收縮的大小，一般能反映切屑變形的適度，用變形係數ξ表示。
四、方法步驟
本實驗在刨床上進行，如圖所示，將實驗用的試件製成長l=100mm，寬=α=50mm，厚h=5mm，然後在一定的切削條件下，進行切削，並用細銅絲及鋼板尺，量出切削長度lc，即可求出在一定條件下的變形係數ξ。
其中：lc、ap——切屑的長度、厚度。
l、cc——切屑層的長度、厚度。
1、αc與ξ的關係
固定下列條件：切削速度v
試件材料
試件長度
刀具材料
刀具前角
依次改變切削厚度αc進行切削，收集切屑，用細銅絲及鋼此尺，測出切屑長度lc，記入報告書**，並作出αc—ξ曲線。
2、to與ξ的關係
固定下列條件：切削速度v
切削厚度αc
試件材料
試件硬度
試件長度
刀具材料
依次改變不同的刀具前角，to進行切削，測量切屑長度lc計入報告書**，並作出to—ξ曲線。
3、工件材料與ξ的關係
固定下列條件：切削速度v
切削厚度αc
試件長度
刀具材料
刀具前角
依次改變試件材料，進行切削，收集切屑，測量切屑lc填入報告書**，通過以上實驗步驟，從而可以看出各種條件，對變形的影響規律。
思考題：
1、切屑有幾種型別？它們的形成過程及特點如何？
2、刀具前角to和切削用量，對切屑變形係數的影響如何？為什麼？
實驗三工件表面質量控制實驗
一、實驗目的：
1、用單因素實驗法，研究刀具幾何角度，切削用量（切削速度v進行量f）對加工表面質量（或光潔度）的影響。
2、用正交實驗法，研究刀具，切削速度v，進給量f三因素，如何選取組合，才能在現有條件下獲得最好的表面質量（如光潔度，形位誤差等）。
二、實驗裝置及儀器：
1、普通車床
2、外圓車刀4把
3、45#鋼工件
4、表面光潔度測量儀（或光切顯微鏡）
三、實驗步驟
1、單因素法
①4種不同車刀車削進行加工，比較表面質量
②90°主偏角，小負倒稜車刀車削加工=450轉/分（一定），a=0.3。
③90°主偏角，小負倒稜車刀加工（一定）f = 0.1，ap=0.3。
2、正交實驗法
①確定實驗指標和實驗因素
a、實驗指標：工件表面質量
b、實驗因素：車刀種類，切削速度v，進給量f
②確定各因素水平，列出因素水平表及正交實驗表，並進行切削加工實驗。
因素水平表
正交實驗表
3、分析實驗結果
①根據極差r的大小，排列現在條件下影響表面質量的主次因素。
主————次
②找出較優組合形式
③在較優組合下，進行實驗、驗證實驗結果。
實驗四 ca6140結構剖析與調整實驗
一、目的與任務
1、目的
觀察和分析理解工具機傳動系統及變速系統的操縱機構的作用及工作原理，了解工具機主要部件的構造和調整方法，及其工具機的應用範圍。
2、任務
（1）對照工具機的裝配範圍，仔細觀察工具機的結構，（主軸箱、進給箱、尾架、溜板箱、供油系統）和工具機的運動（主運動、進給運動、快速進退運動等）以及運動的傳動過程。
（2）對照傳動系統圖，了解各操縱手柄的作用，分析操縱機構的型別。
a）主運動變速手柄；
b）進給變速手柄；
c）控向手柄。
（3）對照部件裝配圖，了解可能觀察到的一些部件的特殊結構（如摩擦離合器控制操縱機構，主運動制動機構等）。
（4）了解工具機運動引數的調整方法。
二、裝置：
ca6140普通車床一台。
ca6140普通工具機掛圖一套。
工具若干。
三、實驗步驟：
1、觀察ca6140各部件和工具機的布局。
2、在指導教師的指導下開動工具機，觀察所有的運動及變速情況。
3、完成本實驗的任務，進行詳細的觀察與分析。
4、實驗總結與提問。
四、思考、分析與故障排除：
1、ca6140主要由哪些部件組成？其功用是什麼？
2、工具機上的各個操縱手柄的功用是什麼？
3、根據進給量銘牌回答下列問題：
①工具機可加工哪些型別的螺紋？其導程如何表示？
②當加工大螺距螺紋時，對工具機主運動應用什麼限制？為什麼？
③當進行精細加工時，對工具機主運動應有什麼限制？為什麼？
④若加工螺距為1.75mm的螺紋時，進給箱各手柄應如何調整？
⑤若加工螺距為18mm的螺紋時，工具機應如何調整？
4、當摩擦離合器的內外摩擦片由於磨損而產生較大間隙昱，應如何調整？
5、正反轉手柄是如何定位的？
6、單項超越安全離合器的工作原理是什麼？
7、當工具機停車後，主軸有自轉現象是什麼原因造成的？
8、調整工具機時，光桿、絲杆同時轉運是什麼原因造成的？
9、柱工件加工後外徑錐度超差的原因是什麼？
10、車削螺紋時，螺距不勻及亂紋的原因是什麼？
11、床頭箱油窗不見注油的原因是什麼？
實驗五 y3150e滾齒機床結構傳動分析
一、實驗目的
1、了解工具機用途，主要技術引數，主要部件的布局及相對運動關係。
2、通過加工一斜齒圓柱齒輪，熟悉滾齒機的換置計算和調整方法，並進行機技術應用。
3、學習滾齒機的傳動系統和工作原理。
二、y3150e滾齒機的主要技術規格與附件：
1、加工規範：
①工件最大直徑 500mm
②工件最大模數 8mm
③最大加工寬度 250mm
④工件最少齒輪
2、刀架
①刀具最大直徑160mm
②刀具最大長度160mm
③刀架最大迴轉角度240
④刀具最大軸向移動量55mm
⑤刀架垂直快速移動速度 0.5325公尺/分
⑥刀架垂直手移動每轉移動量 0.75mm
3、工作台
①工作軸心到刀具軸心間的距離最大330 mm
最小30 mm
②工作檯面到刀具軸心間的距離最大535 mm
最小235 mm
③工作台直徑510 mm
④工作台液壓快速移動距離50 mm
⑤工作台水平手移動每轉移動量 2mm
⑥工作台工件用心軸直徑30 mm
4、變換齒輪
四、工具機的調整計算
1、切削速度傳動鏈（電機—滾刀）
其調整公式：
n刀——滾刀轉速**/分）
v=切削速度
d=滾刀直徑
滾刀切削速度是根據刀具材料、工件材料及其粗、精加工的要求等來確定的，現將高速鋼滾刀的切削範圍列表如下，以供參考。
本工具機備有三對變速齒輪、變換齒輪與主軸箱內推擋變速組相配合可得9級轉速，如下圖所示。
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