实验指导书2007-1

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1、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14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1414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

2、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1142．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λ

3、s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14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

4、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314图4图5图614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14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

5、偏角副后角2．分别画出三种车刀的几何角度标注图。14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

6、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。图1三向压电测力仪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2a14）。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。图2压电效应产生机理示意图压电晶体因切

7、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X、Y向上的分力。这样，空间任何方向上的力作用在传感器上时，传感器就能自动地将力分解为空间相互正交的三个方向的分力。基于三向压电测力仪搭建的测试系统框图如图3所示。当切削过程开始后，测力仪采集信号，输出到电荷放大器，电荷放大器将电荷量转换为电压值输出，经A/D转换为数字量后在计算机上进行数据处理。电荷放大器测力仪A/