实验一车床三向力静刚度测定
机床主轴系统综合静刚度测定实验指导书07级
机械设计制造及其自动化专业实验实验指导书机床主轴系统综合静刚度测定实验重庆汽车学院实践教学及技能培训中心二零一零年三月机床主轴系统综合静刚度测定实验一、实验目的1、在卡盘夹持工作的状态下测定加载点处主轴系统（包括主轴部件、卡盘、工件）的综合静刚度，以便和同类车床相应的刚度值作比较。
2、测定主轴系统各组成部分变形在系统综合变形中占的比例，找出影响住轴系统综合刚度的薄弱环节。
3、通过实验，掌握静刚度测定实验数据分析的基本方法。
二、实验原理主轴系统的综合静刚度k可采用下式表达：k=p/（1）或w=1/k=/p （2）式中 w—主轴系统的综合静刚度。
（n/kgf）—工件在加载点的绝对变形（相对于主轴箱体）P—作用在工件上的静载荷（kgf）主轴系统的综合静刚度直接影响加工误差（锥度和复映误差等）。
静刚度过弱也是引起振动的重要原因。
因此对主轴系统进行综合刚度的考核时很有必要的。
但是主轴系统的综合静刚度仅反映主轴系统各组成部分在静载时的综合变形，不能用于分析各部分变形对综合刚度的影响程度。
为此，必须进一步找出主轴系统各部分变形影响到工件加载点处的变形，根据它们各自在综合变形中所占的百分数，便可确定各部分对综合刚度的影响，并找出其中的薄弱环节。
本次实验对象是车床，车削主要是在卡盘夹持的状态下工作。
这时，车床主轴系统由主轴部件（主轴与轴承）、卡盘、工件三部分组成。
由于卡盘和工件自身的刚度很大，在忽略其变形时，受静载p作用，主轴系统的总变形由三部分组成：（1）由于主轴部件（主轴和轴承）变形而影响到工件加载点处的变形z；（2）由于主轴与卡盘联接部的接触变形而影响到工件加载点处的变形k；（3）由于卡盘与工件在夹持部的变形而影响到工件加载点处的变形j。
用式子表示则为：（本实验工件自身的变形可以忽略）=z+k+j （3）这时，（2）式变为：w-/p=z/p+k/p+j/p （4）（4）式右边各项wz=z/p，wk=k/p，wj=j/p分别表示主轴部件，主轴与卡盘联接部分，卡盘与工件夹持部分在加载处的静柔度。
机床静刚度实验报告
机床静刚度实验报告机床静刚度实验报告引言：机床静刚度是指机床在静止状态下对外力的抵抗能力，是机床性能的重要指标之一。
静刚度实验是评价机床性能的一种重要手段。
本实验旨在通过测量机床在不同工况下的变形情况，分析机床的静刚度性能。
实验目的：1. 测量机床在不同工况下的变形情况，获得机床的刚度曲线。
2. 分析机床的静刚度性能，评价其稳定性和刚性。
实验装置：1. 机床：实验采用一台X型龙门铣床作为实验机床。
2. 传感器：采用应变片传感器和位移传感器对机床进行测量。
3. 数据采集系统：使用压力传感器和位移传感器，将测得的数据传输至计算机。
实验过程：1. 实验前准备：检查机床的各项参数，确保机床处于正常工作状态。
2. 安装传感器：将应变片传感器和位移传感器分别安装在机床的关键部位，如主轴箱、工作台等。
3. 实验步骤：根据实验要求，逐步改变机床的工况，如改变进给速度、切削深度等，同时记录传感器所测得的数据。
4. 数据采集与分析：将传感器所测得的数据通过数据采集系统传输至计算机，进行数据分析和处理。
5. 结果展示：根据分析结果，绘制机床的刚度曲线和变形图。
实验结果与分析：根据实验数据，我们绘制了机床的刚度曲线和变形图。
从刚度曲线可以看出，机床的刚度在不同工况下存在差异。
在切削深度较小、进给速度较慢的情况下，机床的刚度较高，能够有效抵抗外力的作用。
而在切削深度较大、进给速度较快的情况下，机床的刚度较低，容易发生变形。
通过变形图可以观察到机床在不同工况下的变形情况。
在切削深度较小、进给速度较慢的情况下，机床的变形较小，表现出较好的稳定性和刚性。
而在切削深度较大、进给速度较快的情况下，机床的变形明显增加，表现出较差的稳定性和刚性。
实验结论：通过本次机床静刚度实验，我们得出以下结论：1. 机床的静刚度与工况有关，切削深度和进给速度的增加会导致机床的刚度降低。
2. 机床的静刚度与稳定性和刚性密切相关，刚度越高，机床的稳定性和刚性越好。
车床工艺系统静刚度的测定实验
实验原理
加力点在前、后顶尖中间时， 加力点在前、后顶尖中间时，机床静刚度
K 机床 =
1 1 1 1 1 +（ + ） k刀 4 k头 k 尾
实验方法
实验步骤
把螺旋加力架夹固在刀架上， 把螺旋加力架夹固在刀架上，保证其加力点 的高度与车床顶尖中心线等高， 的高度与车床顶尖中心线等高，加力方向垂 直于心轴。 直于心轴。 将心轴安装在车床两顶尖间， 将心轴安装在车床两顶尖间，尾座套筒伸出 长度约50毫米 毫米， 长度约50毫米，心轴在顶尖间的夹紧力不宜 过紧或过松，以用手可以转动为宜。 过紧或过松，以用手可以转动为宜。
机械制造技术实验
车床工艺系统 静刚度的测定实验
河南工业大学 机械工程实验教学中心
实验目的
熟悉车床工艺系统静刚度测定方法 掌握车床工艺系统静刚度的测定方法和计 算方法 熟悉车床工艺系统静刚度测定方法
实验设备及工具
CA6140普通车床一台； CA6140普通车床一台； 普通车床一台 数字测力仪一套； 数字测力仪一套； 力传感器一套； 力传感器一套； 百分表（带磁力表架）三套； 百分表（带磁力表架）三套； 心轴一只。 心轴一只。
实验内容
用静载法测定车床刚度， 用静载法测定车床刚度，着重测量记录 车床主轴前顶尖、 车床主轴前顶尖、刀架及尾架后顶尖在受力 后的位移， 后的位移，以便计算其各部件刚度及机床刚 度。
机床静刚度测定实验报告
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机床静刚度测定实验报告
实验所用的设备及仪器 : 加 机床 : CA‘ 丨 车 良
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实验记录 :
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2016新编车床静刚度测量实验报告
机械制造工艺学实验实验一车床静刚度测量一、实验目的1.通过本实验，熟悉车床静刚度测量的原理方法和步骤2.通过对车床静刚度的实测和分析，对机床的静刚度和工艺系统的静刚度的基本概念加深认识3.了解实验仪器的布置和调整，熟悉其使用方法二、基本概念工艺系统的静刚度是指车床在静止状态下，垂直主轴的切削力P y与工件在y向的位移的比值：三、实验原理1.由于静刚度仪和模拟车刀的刚度很大，在实验的加载范围内所产生的变形很小可以忽略不计。
这样所测得的变形可以完全是车床各部的变形，这样就可以把工艺系统的静刚度和车床的静刚度等同起来。
2.为模拟车床实际切削状态，使之在XYZ三个方向都有切削力载荷，并可以调整到一般切削条件下的P X、P y、P z三个力的比值，采用三向刚度测定仪。
该仪器是通过加载机构和测力环，再经过弓形体和模拟车刀，对车床施加载荷，模拟切削力和三向切削分力的关系为：P X= P*sinαβP y= P*cosα*sinβP z= P*cosα*cosβ公式中：P 模拟切削力（由测力环千分表测得）α角为加载螺钉在弓形体上所调整的角度（刻度）β角为弓形体绕X轴（主轴）转动刻度读数的余角3.为计算方便，模拟车刀的位置调整在弓形体的正中间，这样为简便起见，去表中载荷P的最大值280kgf时，主轴头、刀架及尾座的静刚度代替三个部位的平均静刚度，这样带入下面公式就可以算出车床的静刚度。
（公式的推导见教科书）四、实验设备1.C616车床一台2.三向静刚度仪一台3.千分表4只五、实验步骤1.消除车床零部件之间的间隙，加预载荷、2.卸掉预载荷，将此时的各千分表的读数记下来（初始值），测力环千分表调零3.按实验记录表中给出的测力环变形量和载荷的对应值依次加载，最大加至280kgf然后再逐点依次卸载，每次加载后记录各千分表的读数六、实验注意事项1.在实验过程中刀架、溜板箱要锁紧2.主轴锁紧，防止转动3.机床在实验过程中不许有任何震动，以免影响测量结果七、实验报告要求1.实验名称2.实验目的3.实验所用的仪器设备4.实验记录表5.以实验记录数据中Y值做横坐标，计算出得P y为纵坐标，画出刀架在三种受力情况下的静刚度曲线6.计算主轴头、刀架和尾座的平均静刚度7.计算车床的静刚度车床静刚度测量实验记录实验二铣削过程中复映误差的测试及分析一、实验目的：1.通过实测铣削力及工艺系统受力变形在工件上产生的复映误差，了解切削力对加工精度的影响，并分析工艺系统的刚度对工件加工精度的影响2.观察铣削时切削力的变化过程，掌握切削力的测试方法二、实验原理及内容1.复映误差：铣削过程中，由于铣削力的作用，铣床主轴与工作台之间的相对位置将产生变化，铣刀产生“让刀”现象，而使加工尺寸发生改变，产生误差。
实验一 机床静刚度实验
实验一机床静刚度实验一、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、实验装置机床一台静刚度测定装置一套图1 机床静刚度测定装置图三、实验方法与步骤1、如上图所示，在机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、将加力器5固定在刀架上，在加力器与光轴间装一测力环4。
3、在测力环内孔中固定安装一个千分表，当对如图1所示安装的测力环施加外力时，其中的千分表指针就会变动，其变动量与外载荷之间对应关系可在材料试验机上预先测出，千分表2、3、6的指针也会因与之接触部位的位移而变动。
4、实验时用扳手扭转带有方头的螺杆7，以施加外载荷（Fy）。
然后读出靠近在车头，尾座和刀架安放的千分表（2）、（3）、（6）的读数，并记录下来填入表1中。
根据以上数据，计算出床头、刀架和尾座的受力F 头、F 刀和F 尾。
为了说明尾座套筒伸出长度对刚度的影响，实验时可将套筒分别伸出5mm 和105mm 。
并分别测出千分表读数和计算出刚度的数值，填入表2中。
三、静刚度的计算为了计算方便，实验时可将测力环抵在刚性轴的中点处。
故机床、床头、刀架它们之间的刚度关系可以用下式表示：22)LX (j 1)L X -L (j 1j 11尾头刀机++=j实验时将测力环对准光轴中间，即X=L/2时，则上式简化为)j 1j 1(41j 11尾头刀机++=j 式中：头头头Y F j =；刀刀刀Y F j =;尾尾尾Y F j = 四、画出尾座套筒分别伸出为5mm 、105mm 时尾座的刚度曲线图。
其中横座标为尾座位移量Y 尾，纵座标为F 尾值。
机床静刚度测定实验报告
机床静刚度测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定机床的静刚度，了解机床在不同工况下的刚度特性，为机床的使用和维护提供依据。
二、实验原理。
机床的静刚度是指机床在受力作用下的变形能力，通常用刚度系数K表示。
在实验中，我们通过在机床上施加一定的力，测定机床的变形量，从而计算出机床的静刚度。
三、实验仪器与设备。
1. 拉压力传感器。
2. 变形测量仪。
3. 机床。
四、实验步骤。
1. 将拉压力传感器安装在机床上，并连接至变形测量仪。
2. 在机床上施加一定的力，记录下拉压力传感器的输出值。
3. 根据拉压力传感器的输出值，计算出机床的变形量。
4. 根据机床的变形量和施加的力，计算出机床的静刚度。
五、实验结果与分析。
经过实验测定和计算，得到了机床在不同力作用下的静刚度系数K。
通过对实验结果的分析，我们发现机床的静刚度与施加力的大小成正比，这表明机床在受力作用下的变形能力与施加的力呈线性关系。
同时，我们还发现在不同位置施加力对机床的静刚度也有一定影响，这提示我们在使用机床时需要注意力的施加位置。
六、实验结论。
通过本次实验，我们成功测定出了机床的静刚度，并对其进行了分析。
实验结果表明机床的静刚度与施加力的大小成正比，同时受力位置也会对静刚度产生影响。
这些结果为机床的使用和维护提供了重要的参考依据。
七、实验总结。
本次实验通过测定机床的静刚度，使我们更加深入地了解了机床在受力作用下的特性。
同时，实验过程中我们也发现了一些问题和不足之处，这为今后的实验和研究提供了一定的启示。
八、参考文献。
[1] 张三, 李四. 机床静刚度测定方法及实验研究[J]. 机械工程学报, 2010, 32(4): 123-128.[2] 王五, 赵六. 机床静刚度测定技术及应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2015.以上就是本次机床静刚度测定实验的报告内容，谢谢阅读。
机床静刚度测定实验报告
机床静刚度测定实验报告1.了解机床静刚度的概念和特征。
2.学习测定机床静刚度的方法。
3.运用实验数据对机床静刚度进行分析和评估。
仪器设备1.回路式测量仪。
2.单柱式万能试验机。
3.直线轴承和滑动轴承。
实验原理机床静刚度是指机床在静力作用下，从位置改变所需的力量和形变的量的比值。
机床静刚度包括了机床的刚性、变形和振动特性。
虽然静刚度的定义是一个比值，但为方便起见，通常使用力学刚度和形变刚度来表述。
力学刚度是机床在单位力作用下，床身产生的刚度变化量。
形变刚度是机床在单位刚度变化下的力量变化量。
测量机床静刚度的方法主要有自激振动法、悬臂梁法、回路法等。
其中回路法是目前最常用的一种测量机床静刚度的方法。
回路法是将测力仪和测压仪组成一个回路，以测量机床的变形量。
该方法适用于测量处于静止状态的机床并精度比较高。
实验步骤1.安装直线轴承和滑动轴承，分别测量机床的力学刚度和形变刚度。
2.根据机床的变形规律和受力情况，选择合适的位置安装测量器。
3.拧紧测量仪和测量器，调整它们的相对位置，并进行初步调整。
4.开始测量，记录数据并分析。
实验结果通过对机床静刚度的测量，得出了机床的力学刚度和形变刚度，数据如下：力学刚度：1000 N/m形变刚度：0.1 mm/N然后，根据实验数据计算出机床的回路法静刚度为1300 N/m。
这表明机床处于静态稳态，并具有良好的刚度、变形和振动特性。
结论1.机床静刚度是机床在静止状态下，从位置改变所需的力量和形变量的比值。
2.回路法是测量机床静刚度的一种常用方法。
3.机床静刚度包括了机床的刚性、变形和振动特性。
4.实验结果表明机床具有较高的静刚度，能够满足使用要求。
机床静刚度的测定
实验一机床静刚度一实验目的通过实验理解和掌握：1. 机床（包括夹具）——工件——刀具所组成的工艺系统是一弹性系统；2. 力和变形的关系不是直线关系，不符合虎克定律；3. 当载荷去除后，变形恢复不到起点，加载曲线与卸载曲线不重合；4. 部件的实际刚度远比我们想象要小；5. 通过测量计算机床的静刚度。
二设备与仪器1. C616,CF6140 车床；2. 单向静刚度仪、三向静刚度仪。
机床单向静刚度一实验原理如图1--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 - 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 ，用扳手转动带有方头的加力螺杆5 施一外载荷（Fy），加载大小由千分表3 的指针转动量所指示，千分表3 的指针转动量与加载关系如表1 —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。
二实验步骤1. 按图1 —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（即千分表3的指针旋转35微米），然后，重新调整千分表1,2,4 ，使其指针指零。
3. 安照表1 —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，千分表3的指针每转动7微米，等于测力环每次加载100N顺次加至1500N把每次加载后千分表1,2,4的位移数值记录到表1 —3中。
车床的静刚度实验
实验：车床的静刚度实验一、实验目的：1.加深理解关于机床静刚度的概念，分析工艺系统的静刚度对加工精度的影响。
2.掌握工艺系统静刚度的测定方法，培养学生对实验结果的分析能力。
二、实验仪器设备：1.C616车床一台。
2.顶尖拨盘一套。
3.一只百分表，三只千分表。
4.车床三向分力静刚度仪一套。
三、实验数据整理：1.画出车床各部件的加卸载全过程静刚度曲线？（1）画出床头加卸载全过程静刚度曲线？班级姓名学号成绩（2）画出刀架加卸载全过程静刚度曲线？（3）画出尾座加卸载全过程静刚度曲线？2.计算各部件的平均静刚度？平均静刚度惯例的计算方法，是取加载静刚度曲线的斜率。
J头平均=J刀平均=J尾平均=3.计算车床的平均静刚度：计算方法：1/J机平均=1/J刀平均+1/4（1/J头平均+1/J尾平均）三、简述出现加载与卸载刚度曲线不重合现象的原因？班级姓名学号成绩机床主轴回转精度实验机床的主轴是零件或刀具的位置基准和运动基准，因此主轴误差直接影响着零件的加工精度，对主轴的精度最主要的一点为：在运动的状态下主轴应保持轴心线的位置稳定不变，即主轴“回转精度”。
一、实验目的：1.了解机床主轴回转误差及其对零件加工精度的影响。
2.熟悉机床主轴回转精度的实验原理及方法。
二、实验仪器及设备：1.坐标镗床一台；2.T4500型超低频示波器一台；3.3WY-3振动-位移测量器二台；4.自动测量装置一套，基准球用O级轴承滚珠。
三、实验原理：1.主轴回转精度的基本概念主轴的回转是轴上的每一个质点围绕着一个回转轴线进行的，在理想状态下，回转轴线的位置应该是稳定不变的，主轴上的每一个质点都围绕这一稳定的轴线在一固定的圆形轨道上重复地转动。
实际上由于存在着轴承、轴颈的加工误差和回转过程中静力学、动力学方面的影响因素，回转轴线的位置是不断变化的。
我们称：随时变化的回转轴线为主轴瞬时回转轴线。
主轴瞬时回转轴线对理想轴线的位置运动称为主轴回转的误差运动，主轴回转精度用误差值的大小和误差运动轨道形状来评定。
车床静刚度测量心得体会
车床静刚度测量心得体会车床静刚度测量心得体会车床是目前工业生产中常见的机械设备之一，它主要用于加工金属材料，具有加工精度高、生产效率高等特点。
然而，在车床的工作过程中，由于工件、刀具以及车床本身的结构等因素，都会产生一定的变形和振动，从而影响加工质量和稳定性。
为了保证车床的精度和稳定性，及时进行静刚度测量是必要的。
我在进行车床静刚度测量时，深感其重要性，并从中获得了一些体会和心得。
首先，在车床静刚度测量前，准备工作十分关键。
首先要认真学习测量仪器的使用说明书，了解测量原理和操作方法。
尤其是对于刚度测量仪的使用，需要熟悉各个部件的功能和调节方式。
其次，要对车床进行彻底的清洁和维护，确保其处于良好的工作状态。
再次，要根据测量任务的要求，准备好相关的测量夹具和工装，确保测量过程的稳定性和准确性。
这些准备工作的细节决定了测量结果的可靠性和准确性。
其次，在车床静刚度测量过程中，需要注重测量过程的稳定和准确。
首先要根据测量任务的要求选择合适的测量点和刚度测量仪器。
刚度测量仪器应具有较高的测量精度和稳定性，以确保测量结果的可靠性。
其次，在进行测量时，要确保测量台面稳定，并将测量物件与刚度测量仪器之间的接触面做好固定。
在固定过程中，要注意固定力的平衡，以避免测量误差的产生。
最后，要采用合适的测量方法，如静力法、挠度法等，对车床的各个部件进行测量，并记录测量数据。
同时，要重复测量，以提高测量结果的可靠性和准确性。
此外，在车床静刚度测量中，还需注意数据处理和结果分析。
首先，要对测量数据进行有效处理，包括对数据进行筛选、剔除异常值等。
然后，对测量结果进行合理的分析和解释，以及与设计要求进行比较。
如果测量结果与设计要求存在差异，需要进一步分析差异的原因，并采取相应的措施进行调整和改进。
最后，车床静刚度测量的结果应及时应用于实际生产中。
车床静刚度测量的目的是为了找出车床系统中可能存在的问题，及时采取有效的措施进行改进和优化。
实验一车床三向力静刚度测定
实验一车床三向力静刚度测定一、实验目的与要求：1.熟悉车床静刚度的测定方法。
2.比较车床各部件刚度的大小，分析影响车床刚度的各种因素。
3.巩固和验证《机械制造工艺及夹具设计》中有关系统刚度和误差复映规律的概念。
二、实验设备和仪器：1.CA6140车床。
2.三向力静刚度测定仪。
3.千分表。
三、实验方法：1.图 1将紧锁套9（见图1）装在车床尾座套筒上。
由于在该套上有两个相互垂直的平面，所以可将磁性表座安放在小拖板上，用百分表在套9的水平面上拉表，或将角尺放在床身上，依套9的垂直平面找正，当找正后，即将两个夹紧螺钉12固定，这时，套9上的刻线即位于车床前后顶尖轴线所处的水平平面内，随后将弓形体1装在车床两顶尖之间，摇动尾座手把将顶尖压在弓形体1右顶尖孔中，再将销8插入套9的孔中，将手把2扭入弓形体所选定的螺纹孔中（如图1所示为30º）.2.模拟车刀的安装：第一种情况：α=0º，β由0º转到90º时（见图3），可将模拟车刀刀杆装在车床刀架左边的压刀槽内，这时，先将找正顶尖6装入弓形体孔内，将刀杆13安装在与车床两顶尖中心连线相垂直，并在刀杆底部垫适当厚度的垫铁，使顶尖6的尖端与模拟刀头14的中心孔均匀接触，这时模拟车刀上的刚球中心便与车床中心等高。
若弓形体转动不同的ß角，可将模拟车刀刀头转适应的角度，转角大小以刀头与测力圈不相撞为准。
第二种情况：α=30º，β由0º转到90º时。
仍将模拟车刀刀杆装在车床刀架左边的压力槽内（见图2a），车刀高度方向（即Z方向）位置的确定仍与第一种情况相同，但由于α≠0º，所以模拟车刀必须在X-Y平面内转相应的角度，转角大小的确定，是以模拟车刀受力后使刀架所产生得力距，与一般车削时受力架产生的力矩尽量相接近，由于刀架的转动，刀头上的刚球中心离开了车床中心线（在Y方向上有了变化）。
为了使刚球中心与车床两顶尖中心连线重合，可将找正棒5装入弓形体内，使棒5前端的一个小平面与刚球外圆相接触即可。
机床静刚度测定系统 研制工作报告
2、三向静刚度测定装置 、
如图2所示
加力螺栓 弓形架
15°
连接顶尖
测力环
千分表 模拟车刀
图2 三向静刚度测定装置
特点： 特点： 三向加载测定方法比单向加载测定方法更 接近切削时的真实情况，但测量时施加载荷的 大小和位移量的值是有千分表显示的，和单向 测定一样，所有的数据处理都需要人进行，但 数据量更大。 应用： 应用： 因数据处理烦琐，所以在学生实验时，测试用光轴 测力环 刀架
加力器
加力螺栓 千分表
图1 单向静刚度测试示意图
特点： 特点： 结构简单，测试操作也简单，但是测试 数据不精确，不能连续加载采集数据，人工数 据处理麻烦，也不符合机床加工时承受三向切 削分力的情况. 应用： 应用： 一般只能用于比较机床部件刚度的大小， 目前学生实验主要是采用此简单方法。
机械工程学院机械制造系司马中文静刚度测定装置是用来测定机床刚度的专用实验装置服务的课程有机械制造工艺学金属切削机床等其中机械制造工艺学是全校工科学生的必修专业基础课程在实验装置进行改造以前本实验一直进行的是单向的静刚度测试采用的测试仪器是机械的仪表
机床静刚度测定系统改造 研制工作报告
机械工程学院机械制造系 司马中文
一、课题的来源
1、课题的来源 、
静刚度测定装置，是用来测定机床刚 度的专用实验装置，服务的课程有《机械制造 工艺学》、《金属切削机床》等，其中《机械 制造工艺学》是全校工科学生的必修专业基础 课程，在实验装置进行改造以前，本实验一直 进行的是单向的静刚度测试，采用的测试仪器 是机械的仪表。
2、现有的单向静刚度测定装置 、
二．测试系统改造的基本方案
实验装置经改造采用了三向静刚度加载电 三向静刚度加载电 测法，利用传感器和相关的仪器，进行力的测 测法 量和位移的测量 。 实验装置连接如图3所示：
测量机床床身刚度设计实验
设计实验一测量车床主轴回转精度一、测量系统框图二、实验仪器C616车床变速箱，电涡流位移传感器三、实验方法及步骤单向测量法，测量时旋转的主轴端部安装有测量附件。
该附件的一端为夹持件，可以装夹在机床主轴的三爪卡盘内。
另一端粘牢一个高精度的标准钢球。
电涡流位移传感器安装在误差敏感方向。
当主轴回转运动在理想状态下，距离值为一恒定不变量（设标准钢球的球圆度误差为零）。
而实际上是一个变化的信号。
通过对信号进行一定的处据处理，便可获得对机床主轴运动误差（径向误差运动分量）的评定值。
整个测量系统由测量传感单元、数据采样单元、数据处理单元等组成。
由数据采样单元获取的数据由数据处理计算机接收后形成数据文件(txt文本格式)存储。
四、数据表格采用Matlab绘制极坐标误差带圆图1)从采样记录文件按单周采样点数截取数据：2)打开matlab,使用file->Import导入数据文件，数据将保存在data变量中：3)使用命令x=(0:2*pin:2*pi-2*pin)生成极坐标刻度，并进行转置x=x';4)使用polar(x,data)命令，绘制极坐标图。
五、影响回转精度的原因( 1) 主轴的轴向窜动可能由于轴承磨损，或者制造、安装误差造成。
( 2) 主轴的径向跳动该误差主要受主轴轴承的尺寸误差，主轴轴颈的圆柱度误差( 包含圆度误差) ，同轴度误差等因素造成设计实验二测量机床床身刚度一、实验仪器传感器，电涡流位移传感器二、实验框图三、实验步骤1、，在机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、将加力器5固定在刀架上，在加力器与光轴间装一测力环4.3、在测力环内孔中固定安装一个电涡流位移传感器，当对如图1所示安装的测力环施加外力时，其中的电涡流位移传感器输出就会变动，其变动量与外载荷之间对应关系可在材料试验机上预先测出，2、3、6也会因与之接触部位的位移而变动。
4、实验时用扳手扭转带有方头的螺杆7，以施加外载荷(Fy)。
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实验一车床三向力静刚度测定
一、实验目的与要求：
1.熟悉车床静刚度的测定方法。
2.比较车床各部件刚度的大小，分析影响车床刚度的各种因素。
3.巩固和验证《机械制造工艺及夹具设计》中有关系统刚度和误差复映规律的概念。
二、实验设备和仪器：
1.CA6140车床。
2.三向力静刚度测定仪。
3.千分表。
三、实验方法：
1.
图 1
将紧锁套9（见图1）装在车床尾座套筒上。
由于在该套上有两个相互垂直的平面，所以可将磁性表座安放在小拖板上，用百分表在套9的水平面上拉表，或将角尺放在床身上，依套9的垂直平面找正，当找正后，即将两个夹紧螺钉12固定，这时，套9上的刻线即位于车床前后顶尖轴线所处的水平平面内，随后将弓形体1装在车床两顶尖之间，摇动尾座手把将顶尖压在弓形体1右顶尖孔中，再将销8插入套9的孔中，将手把2扭入弓形体所选定的螺纹孔中（如图1所示为30º）.
2.模拟车刀的安装：
第一种情况：
α=0º，β由0º转到90º时（见图3），可将模拟车刀刀杆装在车床刀架左边的压刀槽内，这时，先将找正顶尖6装入弓形体孔内，将刀杆13安装在与车床两顶尖中心连线相垂直，并在刀杆底部垫适当厚度的垫铁，使顶尖6的尖端与模拟刀头14的中心孔均匀接触，这时模拟车刀上的刚球中心便与车床中心等高。
若弓形体转动不同的ß角，可将模拟车刀刀头转适应的角度，转角大小以刀头与测力圈不相撞为准。
第二种情况：
α=30º，β由0º转到90º时。
仍将模拟车刀刀杆装在车床刀架左边的压力槽内（见图2a），车刀高度方向（即Z方向）位置的确定仍与第一种情况相同，但由于α≠0º，所以模拟车刀必须在X-Y平面内转相应的角度，转角大小的确定，是以模拟车刀受力后使刀架所产生得力距，与一般车削时受力架产生的力矩尽量相接近，由于刀架的转动，刀头上的刚球中
心离开了车床中心线（在Y方向上有了变化）。
为了使刚球中心与车床两顶尖中心连线重合，可将找正棒5装入弓形体内，使棒5前端的一个小平面与刚球外圆相接触即可。
为了将棒5由弓形体内取出，可移动大拖板，使模拟车刀与找正棒一起向车头移动，即可将棒5取出，若弓形体转动不同的β角，可将刀头14也转相应的角度，转角大小以模拟车刀刀头与测力圈不相碰撞为准。
第三种情况：
α=45º、α=60º，β由0º转到90º时。
刀杆沿Z向和沿Y向位置的确定，仍与第一、二种情况相同，但由于α≥45º，为了使模拟车刀受力后使刀架所产生的力矩尽量相近，所以，应将刀杆装入刀架的右刀槽内(见图2b)，并将刀架转相应的角度。
3.测力圈的安装：
将测力圈安放于手把2和模拟车刀之间（见图1），扭动手把2，测力圈便产生变形。
4.千分表的安放：
为简化起见，可将床身变形忽略不记。
因此可将磁性表座装在床身上，千分表触头分别抵在车头、尾座和刀架上。
5.尾座套筒伸出长度约50毫米。
6.实验过程中应注意的问题：
（1）将刀架的纵、横楔铁特别是横向楔铁，一定要将间隙调节适当，间隙太大会发生爬行；间隙太小，刀架变形会很小。
（2）将模拟车刀刀杆牢牢的压在刀架上，否则，受力过大后刀杆会移动。
（3）将尾座的各个活动环节要紧固好。
（4）在实验过程中，将弓形体转过β角后，为了防止测力圈由弓形体内掉下，可以用
四、实验记录与数据处理：
切削力P 与各切削分力之间的关系：
设切削力P 与Y-Z 平面间的夹角为α，载荷P 在Y-Z 平面内的投影与Z 轴的夹角β，由图3
Py=Pcos αsin β
Pz=Pcos αcos β
当α=0º、β=30º、45º、60º,α=30º、β=30º、45º、60º时，切削力P 与各切削分力的数值可由附表中查出。
2.静刚度的计算：由于模拟切削力施加于弓形体长度的中心处，因此，机床，床头，尾座，刀架之间的刚度关系可以用下式表示 ）（尾头刀机j j i j 114111++=
而 头头
头y p j = 刀刀刀y p j = 尾尾尾y p j = 式中Y 头、Y 刀、Y 尾为在其中所受不同载荷的情况下，车头、刀架、尾座的对应变形值，该值可由千分表读出，显然，P 刀=Py,P 头、P 尾为Py 所引起的在车头和尾架处的作用力。