机械制造技术实验指导书肇庆学院机械与汽车工程学院机械工程系2023年6月
机械制造技术实验指导书 肇庆学院机械与汽车工程学院 机械工程系 2023 年 6 月
《机械制造技术》实验指导书目录2实验一车刀几何角度的测量9实验二机床静刚度实验14实验三典型机床夹具结构分析
《机械制造技术》实验指导书 目 录 实验一 车刀几何角度的测量 . 2 实验二 机床静刚度实验 . 9 实验三 典型机床夹具结构分析 . 14
《机械制造技术》实验指导书实验一车刀几何角度的测量一、实验目的1.熟悉车刀切削部分的构成要素，掌握车刀静态角度参考平面、参考系及车刀静态角度的定义：2.了解车刀量角仪的结构，学会使用量角仪测量车刀静态角度。二、实验学时2学时三、实验设备CLY-I型车刀量角仪、各种类型车刀若干四、实验原理车刀的静态角度可以用车刀量角仪进行测量，其测量的基本原理是：按照车刀静态角度的定义，在刀刃选定点上，用量角仪的指针平面（或侧面或底面），与构成被测角度的面或线紧密贴合（或相平行、或相垂直），把要测量的角度测量出来。1图1CLY-I型车刀量角仪4一定位块5—工作台6-工作台指针[一支脚2一底盘3一导条7一小轴8—14一小指针螺钉轴9一大指针10一销轴11一螺钉12一大刻度盘13一滑体15一小刻度值16一小螺钉厂17-旋钮18－弯板19—大螺帽20—立柱CLY-1型车刀量角仪的结构如图1所示。圆形底盘2的周边，刻有从0°起向顺、逆时针两个方向各100°的刻度。其上的工作台5可以绕小轴7转动，转动的角度，由固连于工作台5上的工作台，指针6指示出来。工作台5上的定位块4和导条3因定在一起，能在工作台5的滑槽内平行滑动。立柱20固定安装在底盘2上，它是一根矩形螺纹丝杠，旋转丝杆上的大螺帽19，可以使滑体13沿立柱（丝杠）20的键槽上、下滑动。滑体13上用小螺钉16固定装上一个小刻度盘15，2
《机械制造技术》实验指导书 2 实验一 车刀几何角度的测量 一、实验目的 1.熟悉车刀切削部分的构成要素，掌握车刀静态角度参考平面、参考系及车刀静态角度的定义； 2.了解车刀量角仪的结构，学会使用量角仪测量车刀静态角度。 二、实验学时 2 学时 三、实验设备 CLY-I 型车刀量角仪、各种类型车刀若干 四、实验原理 车刀的静态角度可以用车刀量角仪进行测量，其测量的基本原理是：按照车刀静态角度的定义， 在刀刃选定点上，用量角仪的指针平面(或侧面或底面)，与构成被测角度的面或线紧密贴合(或相平 行、或相垂直)，把要测量的角度测量出来。 图 1 CLY-I 型车刀量角仪 1—支脚 2—底盘 3—导条 4—定位块 5—工作台 6—工作台指 针 7—小轴 8— 螺钉轴 9—大指针 10—销轴 11—螺钉 12—大刻度盘 13—滑体 14—小指针 15—小刻度值 16—小螺 钉 17—旋钮 18—弯板 19—大螺帽 20—立柱 CLY-1 型车刀量角仪的结构如图 1 所示。圆形底盘 2 的周边，刻有从 0°起向顺、逆时针两 个方向各 100°的刻度。其上的工作台 5 可以绕小轴 7 转动，转动的角度，由固连于工作台 5 上 的工作台，指针 6 指示出来。工作台 5 上的定位块 4 和导条 3 因定在一起，能在工作台 5 的滑 槽内平行滑动。 立柱 20 固定安装在底盘 2 上，它是一根矩形螺纹丝杠，旋转丝杆上的大螺帽 19，可以使滑 体 13 沿立柱(丝杠)20 的键槽上、下滑动。滑体 13 上用小螺钉 16 固定装上一个小刻度盘 15
《机械制造技术》实验指导书在小刻度盘15的外面，用旋钮17将弯板18的一端锁紧在滑体13上。当松开旋钮17时，弯板18以旋钮17为轴，可以向顺、逆时针两个方向转动，其转动的角度用固连于弯板18上的小指针14在小刻度盘15上指示出来。在弯板18的另一端，用两个螺钉11固定装上一个扇形大刻度盘12，其上4用特制的螺钉轴8装上一个大指针9。大指针9可以绕螺钉轴8向顺、逆时针两个方向转动，并在大刻度盘12上指示出转动的角度。两个销轴10可以限制大指针9的极限位置。当工作台指针6、大指针9和小指针14都处在0°时，大指针9的前面a和侧面b垂直于工作台5的平面，而大指针9的底面c平行于工作台5的平面。测量车刀角度时，就是根据被测角度的需要，转动工作台5，同时调整放在工作台5上的车刀位置，再旋转大螺帽19，使滑体13带动大指针9上升或下降而处于适当的位置，然向用大指针9的前面a（或侧面b、或底面c)，与构成被测角度的面或线紧密贴合，从大刻度盘12上读出大指针9指示的被测角度数值。五、实验方法1.校准车刀量角仪的原始位置用车刀量角仪测量车刀静态角度之前，必须先把车刀量角仪的大指针、小指针和工作台指针全部调整到零位，然后把车力按图2所示平放在工作台上，我们称这种状态下的车力量角仪位置为测量车刀角度的原始位置。2.主偏角K，的测量从图2所示的原始位置起，按顺时针方向转动工作台（工作台平面相当于P.），让主刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图3所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是主偏角K，的数值。3.副偏角k，的测量参照测是主偏角K，的方法，按逆时针方向转动工作台，使副刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图4所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是副偏角K的数值。4.刃倾角1的测量测完主偏角kr之后，使大指针底面c和主刀刃紧密贴合（大指针前面a相当于Ps），如图5所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是刃倾角入s的数值。指针在0°左边为+入s，指针在0°右边为-入s。尔T图2测量车刀角度的原始位置图3车刀主偏角的测量3
《机械制造技术》实验指导书 3 在小刻度盘 15 的外面，用旋钮 17 将弯板 18 的一端锁紧在滑体 13 上。当松开旋钮 17 时，弯 板 18 以旋钮 17 为轴，可以向顺、逆时针两个方向转动，其转动的角度用固连于弯板 18 上的小 指针 14 在小刻度盘 15 上指示出来。在弯板 18 的另一端，用两个螺钉 11 固定装上一个扇形大 刻度盘 12，其上 4 用特制的螺钉轴 8 装上一个大指针 9。大指针 9 可以绕螺钉轴 8 向顺、逆时 针两个方向转动，并在大刻度盘 12 上指示出转动的角度。两个销轴 10 可以限制大指针 9 的极限 位置。 当工作台指针 6、大指针 9 和小指针 14 都处在 0°时，大指针 9 的前面 a 和侧面 b 垂直 于工作台 5 的平面，而大指针 9 的底面 c 平行于工作台 5 的平面。测量车刀角度时，就是根据被 测角度的需要，转动工作台 5， 同时调整放在工作台 5 上的车刀位置，再旋转大螺帽 19，使滑体 13 带动大指针 9 上升或下降而处于适当的位置，然向用大指针 9 的前面 a (或侧面 b、或底面 c)，与构成被测角度的面或线紧密贴合，从大刻度盘 12 上读出大指针 9 指示的被测角度数值。 五、实验方法 1.校准车刀量角仪的原始位置 用车刀量角仪测量车刀静态角度之前，必须先把车刀量角仪的大指针、小指针和工作台指针全 部调整到零位，然后把车刀按图 2 所示平放在工作台上，我们称这种状态下的车刀量角仪位置为测 量车刀角度的原始位置。 2. 主偏角κr的测量 从图 2 所示的原始位置起，按顺时针方向转动工作台(工作台平面相当于 Pr)，让主刀刃和大指 针前面 a 紧密贴合，如图 3 所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是主偏角 κr 的数 值。 3. 副偏角κr ' 的测量 参照测是主偏角 κr 的方法，按逆时针方向转动工作台，使副刀刃和大指针前面 a 紧密贴合，如 图 4 所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是副偏角 κr' 的数值。 4. 刃倾角λs 的测量 测完主偏角 κr 之后，使大指针底面 c 和主刀刃紧密贴合(大指针前面 a 相当于 Ps)，如图 5 所 示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是刃倾角 λs 的数值。指针在 0°左边为+λs， 指针在 0°右边为–λs。 图 2 测量车刀角度的原始位置 图 3 车刀主偏角的测量
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《机械制造技术》实验指导书图4车刀副偏角的测量图5车刀刃倾角的测量5.前面。的测量前角Y。的测量，必须在测量完主偏角k的数值之后才能进行。从图2所示的原始位置起，按逆时针方向转动工作台，使工作台指针指到底盘上=900-Kr的刻度数值处（或者从图3所示测完主偏角k，的位置起，按逆时针方向使工作台转动90°），这时，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指针前面α（相当于P。），然后让大指针底面c落在通过主刀刃上选定点的前刀面上（紧密贴合），如图6所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是正交平面前角y。的数值。指针在0°右边时为+yo，指针在0°左边时为-Yo。6.后角a。的测量在测完前角。之后，向右平行移动车刀（这时定位块可能要移到车刀的左边，但仍要保证车刀侧面与定位块侧面靠紧），使大指针侧面6和通过主刀刃上选定点的后刀面紧密贴合，如图7所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是正交平面后面α。的数值。指针在0°的数值。指针在0°左边为+αo，指针在0°右边为-αo。图6车力前角的测量图7车刀后角的测量7.法平面前角.和后角a。的测量5
《机械制造技术》实验指导书 5 图 4 车刀副偏角的测量 图 5 车刀刃倾角的测量 5. 前面γo 的测量 前角 γo 的测量，必须在测量完主偏角 κr 的数值之后才能进行。 从图 2 所示的原始位置起，按逆时针方向转动工作台，使工作台指针指到底盘上 ψ r = 90o −κr 的刻度数值处(或者从图 3 所示测完主偏角 κr 的位置起，按逆时针方向使工作台转动 90°)，这时， 主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指针前面 a(相当于 Po)，然后让大指针底面 c 落在通过主刀刃上 选定点的前刀面上(紧密贴合)，如图 6 所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是正交 平面前角 γo 的数值。指针在 0°右边时为+γo，指针在 0°左边时为–γo。 6. 后角αo的测量 在测完前角 γo 之后，向右平行移动车刀(这时定位块可能要移到车刀的左边，但仍要保证车刀侧 面与定位块侧面靠紧)，使大指针侧面 b 和通过主刀刃上选定点的后刀面紧密贴合，如图 7 所示，则 大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是正交平面后面 αo 的数值。指针在 0°的数值。指针在 0°左边为+αo，指针在 0°右边为-αo。 图 6 车刀前角的测量 图 7 车刀后角的测量 7. 法平面前角γn和后角αn的测量
《机械制造技术》实验指导书测量车刀法平面的前角Yn和后角αn，必须在测量完主偏角Kr和刃倾角入s之后才能进行。将滑体（连同小刻度盘和小指针)和弯板（连同大刻度盘和大指针)上升到适当位置，使弯板转动一个刃倾角入的数值，这个入，数值由固连于弯板上的小指针在小刻度盘上指示出来（逆时针方向转动为+Λs，顺时针方向转动为-Λs)，如图8所示，然后再按前所述测量正交平面前角Yo和后角α的方法（参照图8和图7)，便可测量出车刀法平面前角Y和后角α的数值。中图8用车刀量角仪测量车刀法平面前角和后角6
《机械制造技术》实验指导书 6 测量车刀法平面的前角 γn和后角 αn，必须在测量完主偏角 κr 和刃倾角 λs之后才能进行。 将滑体(连同小刻度盘和小指针)和弯板(连同大刻度盘和大指针)上升到适当位置，使弯板转动 一个刃倾角 λs 的数值，这个 λs 数值由固连于弯板上的小指针在小刻度盘上指示出来(逆时针方向转 动为+λs，顺时针方向转动为-λs)，如图 8 所示，然后再按前所述测量正交平面前角 γo和后角 αo的 方法(参照图 8 和图 7)，便可测量出车刀法平面前角 γo和后角 αo的数值。 图 8 用车刀量角仪测量车刀法平面前角和后角
《机械制造技术》实验指导书机械制造技术实验报告实验名称实验日期年月日车刀几何角度的测量学号班级姓名指导教师成绩1.实验目的2.实验用仪器设备型号规格3.实验测量记录实验测量的车刀几何角度记录表Ki车刀名称Λs备注KraoYo螺纹车刀内孔镗刀45°偏刀75°偏刀90°偏刀切刀4.回答下列问题(1)试分析螺纹车刀、切（断/槽）刀有几条刀刃？图示说明哪条是主刀刃？哪条是副刀刃？(2)45°弯头车刀在车外圆和车端面时，其主、副刀刃和主、副偏角是否发生变化？为什么？7
《机械制造技术》实验指导书 7 机械制造技术实验报告 实验名称 车刀几何角度的测量 实验日期 年 月 日 班 级 姓名 学号 指导教师 成绩 1．实验目的 2．实验用仪器设备型号规格 3．实验测量记录 实验测量的车刀几何角度记录表 车刀名称 κr κ r ' λs γo αo 备注 螺纹车刀 内孔镗刀 45o 偏刀 75o 偏刀 90o 偏刀 切 刀 4. 回答下列问题 (1)试分析螺纹车刀、切（断/槽）刀有几条刀刃？图示说明哪条是主刀刃？哪条是副刀刃？ (2)45°弯头车刀在车外圆和车端面时，其主、副刀刃和主、副偏角是否发生变化？为什么？
《机械制造技术》实验指导书5．按比例绘制任意2把车刀的刀具角度图，并标注出测量得到的几何角度数值。8
《机械制造技术》实验指导书 8 5. 按比例绘制任意 2 把车刀的刀具角度图，并标注出测量得到的几何角度数值
《机械制造技术》实验指导书实验二机床静刚度实验、实验目的：通过实验，使学生了解工艺系统是一弹性系统，在此系统中因切削力、零件自重及惯性力等的作用，各组成环节会产生弹性变形：系统中各元件之间若有接触间隙，在外力的作用下会产生位移。熟悉机床静刚度的测量方法和计算方法，从而更深地理解机械制造工艺中的工艺设备及其对零件加工质量的影响，提高学生分析和处理问题的能力。二、实验学时2学时三、实验装置：（1）车床一台：（2）静刚度测定装置一套。1接载荷显示仪0刀架图1机床静刚度测定装置1一芯轴2、3、6千分表4一力传感器5一加力螺杆四、实验方法和步骤：1）如图1所示，在车床的两顶尖间装夹一根刚度很大的光轴1（光轴受力后变形可忽略不计）。2）将力传感器4通过加力螺杆5的套筒座固定在刀架上。3）将千分表2、3、6安装在导轨的适当位置，并分别调零。9
《机械制造技术》实验指导书 9 实验二 机床静刚度实验 一、实验目的： 通过实验，使学生了解工艺系统是一弹性系统，在此系统中因切削力、零件自重及惯性力等的 作用，各组成环节会产生弹性变形；系统中各元件之间若有接触间隙，在外力的作用下会产生位移。 熟悉机床静刚度的测量方法和计算方法，从而更深地理解机械制造工艺中的工艺设备及其对零件加 工质量的影响，提高学生分析和处理问题的能力。 二、实验学时 2 学时 三、实验装置： （1）车床一台；（2）静刚度测定装置一套。 图 1 机床静刚度测定装置 1—芯轴 2、3、6—千分表 4—力传感器 5—加力螺杆 四、实验方法和步骤： 1）如图 1 所示，在车床的两顶尖间装夹一根刚度很大的光轴 1（光轴受力后变形可忽略不计）。 2）将力传感器 4 通过加力螺杆 5 的套筒座固定在刀架上。 3）将千分表 2、3、6 安装在导轨的适当位置，并分别调零