机械制造工艺学实验指导书

目录

实验一、机械加工工艺规程设计观摩实践 (3)

实验二、机床夹具的设计观摩实践 (4)

实验三、机床刚度的测定 (5)

实验四、加工误差的统计分析 (10)

实验五、机器装配工艺过程设计实验 (14)

实验六、机械制造工艺理论和技术的发展观摩实践 (15)

实验一、机械加工工艺规程设计观摩实践（2学时）一、实践目的

了解工艺规程在生产实践中的作用；掌握高效自动化加工机床和普通机床的加工特点和应用场合。

二、实践环境

机械加工车间，包括通用机床加工环境和高效自动化机床加工环境及其典型的工艺规程。

三．实践要求

1、学生在观摩实践之前，应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容，带着若干相关问题在实践中求答案。

2、学生在实践中要做好记录，按实践内容认真整理并写出实践报告。

四、观摩实践内容

1、通过观摩，掌握机械加工工艺规程的几种格式，分别适用于什么场合？

2、通过观摩，分析对于不同生产类型，工艺特点有何不同？

3、通过观摩，总结分析高效自动化加工机床和普通机床的加工的工艺规程有何不同？

4、通过观摩，总结工艺规程在生产实践中的作用。

5、对实践有何感想和建议？

五、考核方式与评分办法

由实验指导教师给出学生实验成绩（优、良、中、及、差），其中差为不及格。实验报告占70%，实验过程占30%。

实验二、机床夹具设计观摩实践（2学时）

一、实验目的

了解常用通用和专用机床夹具的结构、组成及工作原理，并能够根据需要设计夹具。

二．实验所用设备或模型

1、三爪卡盘、四爪卡盘、虎钳等通用夹具。

2、典型车夹具、铣夹具、钻夹具等专用夹具模型各一套。

3、普通卧式车床一台、铣床一台、摇臂钻床一台。

三．要求

1、学生在观摩实践之前，应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容，带着若干相关问题在实践中求答案。

2、学生在实践中要做好记录，要按实践内容认真整理并写出实践报告。

四、观摩实践内容

(1)通过观摩，分析通用夹具和专用夹具的特点。

(2) 通过观摩，分析车床夹具结构主要由哪几部分组成?，与车床如何联接？

（3）通过观摩，分析钻模结构主要由哪几部分组成? 观摩中见到的钻套结构形式有哪几种？各有何特点?

(4)通过实物观摩，分析车床夹具结构主要由哪几部分组成?

(5)实物观摩中见到的哪些夹具设有对刀装置，以结构示意图的形式表示对刀装置结构特点，指出对刀工作面，如何减少对刀过程中对刀块工作面的磨损?

五、考核方式与评分办法

由实验指导教师给出学生实验成绩（优、良、中、及、差），其中差为不及格。实验报告占70%，实验过程占30%。

实验三、机床刚度测定

1、机床静刚度测定实验（2学时）

一、实验目的：

通过实验，使学生进一步了解由机床（包括夹具）一工件一刀具所组成的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，工艺系统各组成环节会产生弹性变形及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，并且熟悉机床静刚度的测量方法和计算方法，从而更深的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、实验设备与仪器

1、普通卧式车床机床一台。

2、单向静刚度测定装置一套。

三、实验原理

机床静刚度测定实验是在机床不工作状态

下，模拟切削时的受力情况，对机床施加静载

荷，然后测出机床各部件在不同静载荷下的变

形，就可作出各部件的刚度特性曲线并计算出其刚度。

图1 机床静刚度测定装置图四、实验步骤

如图1所是：在C616 车床的顶尖间装上一根刚度很大的光轴Ⅰ，其受力后变形可忽略不计，螺旋加力器 5 固定在刀架上，在加力器 6 与光轴间装一测力环7 ，在该环之内孔中固定安装一千分表 3 ，当对如图所安装的测力环加力时，千分表 3 的指针就会转动，其转动量与外载荷的对应关系可在材料实验机上预先测出。本实验中测力环的变形与外载荷（0 - 1500N时）的对应关系见表1 。实验时，将测力环抵在刚性轴的中点处，在刚性轴靠近主轴端装有千分表1 ，在刚性轴靠近尾架端装有千分表 2 ，在刀架处装有千分表 4 ，用扳手转动带有

F y），加载大小由千分表3 的指针转动量所方头的加力螺杆5 施一外载荷（

指示，千分表3 的指针转动量与加载关系如表1 所示，每次加载和卸载时，分别记录下千分表1,2,4 的读数。为了说明机床的静刚度与尾座套筒的伸出长度有

关，实验时，可将套筒分别伸出5mm 和10mm 后各进行一次实验，可对实验

结果进行比较。

具体步骤：

1、.按图1 把单向静刚度仪装在车床上，同时装好千分表。

2.、把测力环抵在刚性轴的中点处，使千分表 3 的指针指零，转动加力螺杆5 预加载荷500N后卸载，然后，重新调整千分表1,2,4 ，使其指针指零。

3.、按照表1 所给出的测力环所受载荷与千分表指示数之间的对应关系，测力环每次加载100N，顺次加至1000N，把每次加载后千分表1,2,4 的位移数值记录到表2中。

4.加载至1000N时，这时进行卸载，每次卸载100N，直至载荷为零，切把每次卸载后千分表1,2,4 的位移数值记录到表2中。

5.加载、卸载、记录要有专人负责，要严肃、认真。

五、单向静刚度的计算

机床的静刚度是由机床各个部件刚的刚度决定的。实验时把测力环抵在刚性轴的中点处，则机床的静刚度与床头、尾座、刀架它们之间的刚度关系可以用下式表示：

k

机

1

=

k

机

1

+

41（k 机1+k 尾

1） 式中

k 头=

y

头

头F k 刀=

y

刀

刀F k 尾=

y

尾

尾F

式中

y

头

、

y

刀

、

y

尾

为在其所受不同载荷的情况下，床头、尾座、刀架的对应

位移值，该值可由千分表 1 、 2 、 4 中读出， 即千分表3对应数值，

F 头=F 尾=21

F 刀，则F 刀等于加载数值。 六

六、实验结果与分析

1．当测力环承受载荷 800N 时，分别计算尾座套筒伸出长度 5 mm 和105mm 机床静刚度的具体数值。

2．画出尾座套筒分别伸出5mm 和105mm 时尾座的刚度曲线图，其中横坐标为刀架水平位移量（μm ），纵坐标为F y 值。

3、根据实验数据及所作刚度曲线对实验结果进行分析

（1）尾座套筒伸出5mm 和105mm 时所做刚度曲线倾斜度不同说明什么问题？

（2）为何加载曲线与卸载曲线不重合？ （3）刚度曲线上的残留变形由何而来？

（4）根据实验结果，讨论提高工艺系统刚度的措施

七、考核方式与评分办法

由实验指导教师给出学生实验成绩（优、良、中、及、差），其中差为不及格。实验报告占70%，实验过程占30%。