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1、机械制造技术基础实验课,http:/ 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
2、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,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,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
3、构造要素,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。 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。 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。 前角的测量：在主偏角的位置上，将转台转过90度，确
4、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。 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。 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
5、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
6、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
7、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,进给量与切削力之间呈指数函数，关系式为：,将等式两边取对数得一直线公式：,将实验测取的进给量f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f-FZ曲线中即可求出
8、系数C1和指数y。,图4: f-FZ的对数关系,当f=1时，C1=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,同样，切削深度与切削力之间也呈指数函数，关系式为：,将等式两边取对数得一直线公式：,将实验测取的切削深度ap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=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,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,所以,当改变ap 时， f固定不变（f=0.153mm/r），令C=C，得,因此,所以,即可建立起切削力经验公式：,