现代机械制造技术基础实验

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机械制造技术基础

实验指导书

编写：詹友基

福建工程学院机电及自动化工程系

2006 年 2 月

目录

一、车刀几何角度测量

二、切削变形实验

三、切削力实验

四、车床三向静刚度测定实验

五、加工精度的统计分析实验

六、切削区平均温度的测量

实验1 车刀几何角度测量

一、实验目的与要求

1、了解车刀量角仪的结构与工作原理。

2、进一步熟悉车刀切削部分的构造要素，巩固和加深对刀具各标注平面参考系及标注角度基本定义的理解。并掌握车刀测量方法。

3、通过对车刀各剖面内角度的测量与计算，进一步理解它们之间几何关系。

4、测量给定车刀的几何角度，将测得的数据填入表格中，并对测量结果进行分析。

二、实验设备与工具

1、仪器：车刀量角仪

2、测量用车刀：45°外圆车刀，75°外圆车刀，90°外圆车刀，切断刀，大刃倾角车刀。

三、车刀量角仪的结构与使用方法

1、图1-1量角仪(本校制造)

图1-1 量角仪（本校）

量角仪由底置l、转盘9、立柱3和刻度盘6、测量片7等零件组成。底盘1用来安装立柱3，并以销2孔为中心刻着±100°的转盘9，当转盘9两侧面的基线对准底盘刻线转90°

时。定位块10的d 面是垂直的。当测量片7的指针对着刻度盘0°时，测量片7的b 面与转盘9的平面是平行的，而且垂直于C 面、A 面。立柱3的上下移动靠螺母4来调整。

2、图1-2量角仪（哈尔滨工业大学）

图1-2 量角仪（哈尔滨工业大学）

量角仪由底座l 、平台3、立柱7和大小扇形盘6、11、大小指针5、10等零件组成。 底座l 呈圆盘形，平台3可绕底座中心转动，底座外缘左、右各有刻度l00°，当基线板2对准圆盘刻线0°时，活动尺4侧边与指针5下端的测量板平面垂直。测量板5上有三个测量刃口A 、B 、C ，其所在平面即为测量车刀角度时的测量平面。当小指针l0和大指针5均为0°时，刃口A 与平台平面平行，B 、C 与平台平面垂直。 四、实验步骤和方法(本校制造)

要测量某一车刀角度时，首先应规定一个假定走刀方向，即要先辩明车刀的主、副切削刃及前、后刀面，以确定需要测量角度的位置。然后将车刀放在转动平台上，左或右侧面靠在活动尺的侧面上。

测量角度的顺序通常先测偏角，再测刃倾角，继而测前角、后角。这样调整方便，也可提高工作效率。即测量顺序为：

主切削刃：r k ——s λ——o γ——o α；副切削刃：r

k '——s λ'——o γ'——o α'。

（1）主偏角的测量

首先把车刀放在转盘9上，使车刀的侧面与定位块l0的d 面紧密接触，这时可以调整螺母4，使滑块5上下移动，然后转动转盘9，使车刀主刀刃贴合于测量片7的A 面，这样转盘9刻线对着底盘l 的数据给予处理，即是主偏角的角度。

（2）刃倾角的测置

测量刃倾角的方法基本上是同测量主偏角角度一样，所不同的是调整测量片7的b 面与主刀刃贴合，这样可以在刻度盘6直接读出刃倾角的角度。 （3）前角的测量

测量前角的方法是车刀放转盘9上，使车刀的侧面与定位块l0的d 面紧密接触，然后转动转盘9，(测量片7处于车刀主剖面位置)，此时调整测量片7的b 面与车刀的前刀面贴合，这样可以在刻度盘6上直接读出前角角度。 （4）后角的测量

测量后角的方法基本与测量前角相同，所不同的是调整片7的C 面与车刀的后刀面紧密接触，这样可以在刻度盘6直接读出后角角度。

（5）副偏角的测量

测量副偏角的方法基本上与测量主偏角相同，所不同的使测量片7的A 面与车刀的副刀刃紧密接触，这样转盘9刻线对着底盘l 的数据给予处理，即是副偏角的角度。

（6）副后角的测量

测量副后角的方法基本上与测量后角相同，所不同的是调整测量片7的C 面与车刀的副后刀面相结合，这样在刻度盘6上可以直接读出副后角的角度。

（7）p γ的测量

测量p γ方法基本上是同测量前角相似，所不同的是转盘9应转到使定位块l0的d 面与测量片7的A 面平行后，再调整测量7的b 面与前刀面紧密接触，这样在刻度盘6上可以直接读出p γ的角度。

（8）f γ的测量

测量f γ的方法基本上与测量p γ方法相似，所不同的是转盘9应转到使定位块l0的d 面与测量片7的A 面垂直后，再调整测量片7的b 面与前刀面紧密接触，这样在刻度盘6上可以直接读出f γ的角度。

五、编写实验报告书

实验报告内容：记录所测量车刀名称，记录测得角度数据，画出所测车刀简图，并标注几何角度。

六、实验思考题与结果分析 1、分析车刀n γ =o γ的条件。 2、分析车刀f γ =p γ的条件。 3、分析车刀o γ=s λ的条件。 4、分析实验产生的误差及其原因。

实验报告车刀几何角度测量

班级_______________组号___________座号__________姓名__________

一、实验报告书内容

1、记录测量数据，分别填入表1-l

2、计算车刀各剖面角度值，并与测量结果比较，分别填入表1-2。

3、示图表示车刀几何形状并标注基本角度数值。

二、测量与计算数据记录表

表1-1 被测车刀几何角度值

表1-2 被测车刀各剖面角度测量与计算值

实验2 切削变形实验

一、实验目的与要求

1、观察切削过程产生变形现象，了解实验方法及所用装置。

2、了解切屑形成过程及切屑的各种形状。

3、掌握测量切屑变形的方法。计算变形系数Λh值。

4、研究切削速度，前角与走刀量等因素对切屑变形影响。

二、实验设备

机床：普通车床、车头刨床。

试件：中碳钢（45钢）、低碳钢（A3）。

刀具：高速钢车刀，硬质合金车刀。

仪器与装置：低倍显微镜，金相显微镜、快速落刀装置。

量具：游标卡尺、钢板尺。

其它：漆包线或细钢丝、手锯等。

三、实验内容与方法

l、观察切屑变形

观察切屑金属层内部变形，利用快速落刀装置，使切削时刀具瞬间脱离工作，从而获得切屑停留在加工表面上根部试样。然后锯下，经金相磨片抛光与腐蚀后，通过金相显微镜或在金相照片上，观察切削金属层内部三个变形情况。并参考图2-l画出金属内部变形示意图。

图2-1金属内部变形示意图图2-2快速落刀装置图2-2是车床上用手锤敲打后，使刀具停止切割的快速落刀装置。车刀2是利用螺栓2