车床静刚度测量实验报告
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。
车床静刚度测量心得体会
车床静刚度测量心得体会机械工业部门对静刚度有着一套严格的测量方法。
车削加工时，经常遇到各种类型和尺寸的工件，而且不同材料、结构和几何形状也都可以利用。
因此，选择合适的测量仪器对于保证精密加工质量至关重要。
车床是机械制造行业中用来加工各种零件和毛坯的重要设备之一。
由于加工质量对于产品影响很大，所以车削加工过程必须采取相应措施消除切屑、工件和刀具三者间产生的静应力。
但切屑和工件与刀具接触处产生的弹性压缩又引起加工过程中所需求的静应力，这些就是刀具磨损、刀具破损及转动件震动等原因。
为此国家标准规定静态刚度（ rigidity）的概念：刀具（或转动件）连续受压并能承受的最大值称为静刚度。
静刚度的高低决定于刀具的硬度、强度及几何参数。
此外还与工艺系统(如切削用量)的性能以及操作技术水平有关。
通常说车床静刚度越小，表示刀具抗冲击、耐振动和耐弯曲疲劳的能力越差。
试验者在试验台上先将工作液调到规定温度，然后把要加工的被加工面放在已加工好的工件上，装夹好后再把工作液输送管接入主轴箱。
接通电源后，按照下述步骤将待测工件进行车削加工。
1.粗车加工面；2.调节分度头及主轴的转速直至主轴回转轻快均匀无振动；3.将主轴输出的端面直径插入长半径孔内，对位后使工件回转360°。
观察主轴轴向窜动情况，要求误差范围不超过0.005mm。
4.车削直径，计算车削过程所需求的静刚度。
5.确认试验次序是否正确，测读各个相应的指针值。
6.若欲评价硬质合金车刀抗崩碎性能，可根据已知条件在刀具材料处填写： f=η·μ，其中η—材料在工作条件下抵抗断裂的最大能力，μ—材料在工作条件下抵抗劈裂的最大能力，一般取η=1～1.5，在实际评价中 f 可按 f=0.8计算。
车削过程所得的残余应力会使工件变形增大，这是不言而喻的。
因此防止应力集中就成为提高加工精度、减少振动的首要问题。
工件车削完毕后，不论是新刀、旧刀，一律退刀槽。
使用“测微目镜”、游标卡尺、千分尺等测量仪器来测量，其原理都基本一样。
机床精度刚度实验报告
机床精度刚度实验报告1. 引言机床精度和刚度是衡量机床性能的重要指标。
机床精度指的是机床在加工过程中能否达到设计要求的加工精度，而机床刚度指的是机床在运行时的稳定性和抗变形能力。
本实验旨在通过测试机床的精度和刚度，评估机床的性能，为加工过程提供技术指导和改进方案。
2. 实验目的- 测试机床的精度和刚度；- 分析机床性能，并给出相应的改进建议。
3. 实验装置及方法3.1 实验装置- 机床：XXX型数控车床；- 测量设备：测长仪、刚度测试装置等；- 工件：直径为50mm的圆柱体。
3.2 实验步骤1. 准备工作：检查机床的刀具、夹具等是否符合要求，并检查测量设备是否正常运行；2. 测量机床刚度：将刚度测试装置安装在机床的主轴上，然后分别在刚度测试装置的上表面和下表面加上合适的压力，记录相应的变形值；3. 测量机床精度：将工件安装在机床上，进行车削加工，然后使用测长仪测量车削表面的直径和平行度，并记录相应的数据；4. 数据分析与改进建议：根据实验结果，对机床的精度和刚度进行分析，并提出相应的改进建议。
4. 实验结果与分析4.1 机床刚度测试结果在实验中，我们分别施加了100N和200N的压力，并记录了相应的变形值。
结果如下表所示：施加压力（N）上表面变形（mm）下表面变形（mm）-100 0.02 0.03200 0.04 0.05从上表可以看出，施加更大的压力会导致机床的变形更大。
这说明机床的刚度较低，容易受到外力的影响。
4.2 机床精度测试结果在实验中，我们进行了车削加工，并使用测长仪测量了车削表面的直径和平行度。
结果如下表所示：加工参数直径（mm）平行度（mm）X1轴49.95 0.03X2轴49.98 0.02Y轴50.02 0.01Z轴49.97 0.02从上表可以看出，机床在X1轴和Z轴方向的精度较低，而在Y轴方向的精度较高。
这可能是由于机床的导轨磨损和调整不当所导致的。
5. 结论与建议根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 机床的刚度较低，容易受到外力的影响，需要增强机床的刚度；2. 机床在X1轴和Z轴方向的精度较低，可能是由于导轨磨损和调整不当所导致的，需要加强对导轨的维护和调整。
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：K S=P yykgf/mm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K s头=P y头y头=P y2y头K s尾=P y尾y尾=P y2y尾K s刀=P y刀y刀为简便起见，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）K s=114(1K s头+1K s尾)+1Ks刀四、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变形量y(μ)α=0°β=90°α=0°β=60°α=30°β=60°千分表指示值（μ）测力环所受载荷（Kgf ）分力Py (kgf)车头刀架尾座车头刀架尾座车头刀架尾座002940578085120115160145200174240202280174240145200115160851205780294000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。
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
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。
表2 机床静刚度计算四、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：)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 =机床静刚度测定实验报告专业班级姓名成绩实验日期。
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。
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。
实验二-机床静刚度的测试北华航天工业学院
JC
FC YC
六、实验结果讨论及实验需要改进之处
北华航天工业学院实验报告
实验评分标准
过程控制 90 分以上
80-90 分
70-80 分
60-70 分
60 分以下
按时参加实验，
原始数据记录 实验表现 完整，自觉遵守 （权重 0.2） 实验室规则。
按时参加实验，原 按时参加实验，原始按时参加实验，原 实验迟到，原始
造数据及处理
过程。
实验报告评语：
成绩： 指导教师：
2022 年 11 月 4
完成基本操作，能 能完成基本操作，能完 成 基 本 实 验 操 导 下 完 成 基 本
与同组成员配合。 与同组成员配合。
作，基本能与同组 成员配合。
实验操作，被动 参与实验。
报告书写规范、
整洁，原理表述
清楚，实验内容 实验报告 及 步 骤 与 实 际
（权重 0.6） 相符，数据处理 过程完整，结果
表示正确。
报告书写规范、整 报告书写整齐，原理报告书写潦草，但 报告书写潦草，
洁，原理及实验内 及实验内容表述基本原理及实验内容表 原 理 与 实 验 内
容表述基本清楚， 清楚，数据处理不够述清楚，数据处理 容不相符，数据
数据处理过程基本 完整或结果有效数字过程有错误。 完整，结果表示基 不正确。 本正确。
处理过程有较 严重错误或编
始数据记录基本完 数据基本完整，基本始数据有部分记录 数 据 记 录 不 完
整，遵守实验室规 则。
能 够 遵 守 实 验 室 规不完整，基本遵守
则。
实验室规则。
整，有违反实验 室规则现象。
实验过程熟练， 操作规范，动手 实验操作 能力强，能协同 （权重 0.2） 同组成员。
机床静刚度的测定
实验一机床静刚度的测定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。
机床单向静刚度的测定一实验原理如图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（F y），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。
机床精度测量报告
机床精度测量报告1. 背景和目的机床精度是衡量机床性能的重要指标之一，直接影响着工件加工的质量和精度。
为了评估机床的精度，我们进行了一系列的测量实验。
本报告旨在总结机床精度测量的方法和结果，并对其进行分析和评价。
2. 测量方法本次测量我们采用了以下几种常用的机床精度测量方法：2.1 几何误差测量通过测量机床各轴的直线度、圆度、垂直度、平行度等几何误差，可以获得机床运动系统的误差情况。
2.2 加工试件测量将加工试件固定在机床上，然后采用测量设备对试件进行测量。
通过对试件的尺寸和位置误差进行测量，可以间接反映出机床的加工精度。
2.3 运动控制系统测量通过运动控制系统的测量，可以评估机床的位置控制精度、速度控制精度以及转矩控制精度等指标。
3. 测量结果经过多次测量，我们得到了以下结果：- 机床X轴的直线度误差为0.02mm；- 机床Y轴的圆度误差为0.005mm；- 机床Z轴的垂直度误差为0.03°；- 机床主轴的转矩控制精度为±2%；- 机床的加工试件尺寸误差在0.01mm以内。
4. 结果分析和评价根据以上测量结果，我们可以得出以下结论：- 机床X轴的直线度误差较小，能够满足大部分工件的加工要求；- 机床Y轴的圆度误差在可接受范围内，但需要注意对于特殊要求的工件；- 机床Z轴的垂直度误差较大，可能影响工件的垂直度和平行度；- 机床主轴的转矩控制精度较高，能够满足大多数工件的加工需求；- 机床的加工试件尺寸误差较小，能够保证工件的尺寸精度。
综合分析上述测量结果，我们认为该机床在大部分加工任务中精度能够满足要求，但对于垂直度和平行度要求较高的工件，可能需要进行额外的校正和调整。
5. 结论和建议根据测量结果和分析，我们得出以下结论和建议：- 机床的加工精度整体上符合要求，但仍需要进一步优化和改进；- 针对机床存在的几何误差，需要进行定期校准和调整；- 对于需要高精度加工的工件，建议在机床设备上增加相应的辅助装置；- 加强对机床的维护和保养，保证机床的长期稳定运行。
机床静刚度测定实验报告
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四 、思考 问答题 : (1) 据 所 画得 车床 刀架 的静 刚度 曲线 ,说 明为什 么加 载 曲线与卸载 曲 一 线不重合 ?并 且每个 实验 小组所测得 的 同 台机床 的静 刚度 曲线
测力圈 所受载 荷P (kgf) 测力 圈 内千 分 表读数 (微 冫:) 长
0
口 口
千分表读数 (微 米 )
车头 尾座
刀
力 爿
第一次
力磷 日戋
口 ' `
第二 次
加载
卸载
第 三次
加载 卸载
卸载
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为什么不完全相 同 ? (2) 试 推导本 实验机床 、床 头 、尾架 、刀架 之 间的刚度关系式 : ∷ ;斋 T=-;亍 咭 ) (了 +丁 菖 佶 :丁 ∷
0,β 司 测 力圈承受 200公 斤力 时 ,被 加 上试棒 的 并计算 : α 〓 最大直径误差为多少 ? (假 定被加 工 试棒 是刚体 ,本 身不变形 )
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机床刚度的测定 -切削力的测定
机床静刚度的测定
影响机床部件刚度的因素：
（1）结合面接触变形的影响
（2）摩擦力的影响
（3）低刚度零件的影响
（4）间隙的影响
图5-42
机床静刚度的测定
根据K=Fy/y 计算出刚度。
机床静刚度的测定
静态测定法实验曲线 特点：
（1）变形与载荷不成线性关系； （2）加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞 后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载 加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦 力所作的功和接触变形功；
（3）第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载 的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸 载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残 余变形才逐渐减小到零； （4）机床部件的实际刚度远比我们按实体估算 的要小。
切削力的测定
Hale Waihona Puke 切削力的测定切削力的测定
机床静刚度的测定
机床静刚度的测定
机床静刚度的测定
机床静刚度的测定
静态测定法：
用螺旋测力器测出工件中间 的受力，用千分表测出前后顶尖 和刀架的变形量，根据K=Fy/y 计 算出刚度。 例如，测定某机床刀架的静刚 度曲线如图5-42所示，红线为加 载曲线，蓝线为卸载曲线，一般 用两端连线的斜率表示平均刚 度。 K=Fy/y ≈240/0.052=4600N/mm
机床静刚度测定实验报告
机床静刚度测定实验报告机床静刚度测定实验报告引言：机床静刚度是衡量机床刚性和稳定性的重要指标，对于机床的精度和工作效率具有重要影响。
本实验旨在通过测定机床静刚度来评估机床的性能，并对实验结果进行分析和讨论。
一、实验目的本实验的主要目的是测定机床的静刚度，具体包括刚度系数和刚度矩阵的测定。
通过实验结果，评估机床的刚性和稳定性，并为机床的使用和维护提供参考依据。
二、实验原理机床静刚度是指机床在受力作用下产生的变形与受力之间的关系。
在实验中，我们使用加载法来测定机床的静刚度。
具体原理如下：1. 刚度系数测定刚度系数是指机床在受力作用下产生的变形与受力之间的比值。
在实验中，我们通过在机床上施加不同大小的力，测量机床的变形量，然后计算刚度系数。
通常，刚度系数可分为纵向刚度系数和横向刚度系数，分别对应机床在纵向和横向受力时的刚度。
2. 刚度矩阵测定刚度矩阵是描述机床刚度特性的矩阵，可以用来分析机床在不同方向受力时的刚度变化。
在实验中，我们通过在机床上施加力矩，测量机床的转动角度，然后计算刚度矩阵。
刚度矩阵可以用来评估机床在不同方向受力时的刚度响应。
三、实验步骤1. 准备工作：确保机床处于稳定的状态，并进行必要的调整和校准。
2. 刚度系数测定：在机床上施加不同大小的力，测量机床的变形量，并记录数据。
3. 刚度矩阵测定：在机床上施加力矩，测量机床的转动角度，并记录数据。
4. 数据处理：根据实验数据计算刚度系数和刚度矩阵，并进行分析和讨论。
四、实验结果与分析根据实验数据计算得到的刚度系数和刚度矩阵如下所示：纵向刚度系数：X = 1.5 N/mm横向刚度系数：Y = 2.0 N/mm刚度矩阵：K11 = 1.6 N/mm K12 = 0.8 N/mmK21 = 0.8 N/mm K22 = 1.2 N/mm从实验结果可以看出，机床在纵向和横向受力时的刚度系数略有差异，说明机床的刚度在不同方向上存在一定的差异。
刚度矩阵的结果显示，机床在不同方向上的刚度响应也存在差异，这对于机床的使用和维护提出了一定的要求。
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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*sinαβ
P y= P*cosα*sinβ
P 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。
由于工件毛坯尺寸的变化（一次铣削过程中），使铣削力产生变化，因而使工艺系统在铣削力的作用下产生的变形的大小也随之产生变化----铣刀与工件之间的位置变化，最终使加工后的零件产生了尺寸或形状的变化，即形成了工件的复映误差。
如图所示，毛坯呈台阶状，铣削过程中在台阶处加工余量由t1变为t2时，铣削力P y由P y1增加到P y2：
P y1=C*t1 P y2=C*t2
公式中C为切削力的计算系数
这时候的P y变化为：
ΔP y= P y1 - P y2=C*(t1 - t2)=C*Δt
铣削过程完成后，测得的平面的尺寸变化Δy=y2-y1, 即为工件的复映误差Δy也就是工艺系统变形的增量
K--系统刚度Δt--毛坯误差
令
则
ε称之为误差复映系数，它定量地反应了毛坯误差经加工所减小的程度。
可见，复映误差与毛坯误差成正比，与系统刚度成反比，而与切削条件有关系。
所以为了减小，应从两方面来考虑：
①减小Δt，采用多次走刀，使每次的Δt很小，这样总的复映误差ε总=ε1*ε2*ε3…
就变得很小，可以逐步消除
②增大K，即提高工艺系统刚度，可以从机床—刀具—夹具各个环节做考虑。
2.铣削力的测试与分析
铣削力的大小会直接影响加工精度，而铣削力会随着铣削参数的变化而变化，测量和分析铣削力是为了实际的铣削加工工艺设计和铣削用量提供依据。
由公式
测得铣削力与复映误差后，就可以求得动态下的工艺系统的刚度，即动刚度。
铣削力测量的原理图如下：
三、实验仪器设备
1.XA6132万能铣床装立铣头
2.QB-05型铣削测力仪
3.三线数字测力仪器
4.千分表
四、实验步骤
1.先将所有仪器通电预热5-15分钟
2.调整三线数字测力仪，达到平衡，各路输出显示为零。
3.先加工带台阶的毛坯，台阶的高度为1mm
4.顺铣，进刀0.5mm, 这样t=0.5mm,t =1.5mm,一次机动走刀完毕，走刀过程中通过采样记
录各时间点P y的值。
5.用千分表测量加工完的表面，每隔4mm取一个点进行测量
6.用逆铣再做一次
7.切削条件各参数调整为如下值：
主轴转速n=300r/min
进给速度s=36mm/min
吃刀量t1=0.5mm, t2=1.5mm
铣削宽度B=10mm
铣刀直径：10mm
五、实验报告要求
1.实验名称
2.实验目的
3.实验仪器设备
4.实验步骤及实验数据记录
5.计算复映误差，复映误差系数，推导工艺系统刚度公式：并计算其值
6.实验结果分析：
1)分析影响复映误差的因素；
2)采取何种措施来减小复映误差；
3)比较顺铣和逆铣两种情况的复映误差，并试分析其原因。
实验三机械零件误差统计分析
一、实验目的
1.通过实验，掌握用统计分析的原理综合分析加工过程中的误差因素，学会工艺验证和质量控制的方法
2.学会精密测量仪器电感测微仪的调整和使用
二、实验原理
1.工艺验证
1)通过测量一批零件的尺寸，画出其尺寸分布曲线（直方图），进而可以判断不同性质的
误差对加工精度的影响，并可以计算该工序的工艺能力。
一批零件的加工，如果仅仅有随机因素在起作用，则该批零件的尺寸分布符合正态分布，其方程为：
x—工件尺寸
---工件平均尺寸（分散范围中心），
σ-均方根误差，
n-工件总数；
但是，如果系统中有明显的变值系统误差，做出的误差分布曲线不符合正态分布。
这样就可以利用分布曲线，方便地分辨出工序中随机误差的大小及是否存在系统误差。
2)对于正态分布曲线来说，=,( 即x在)范围内的面积占99.73%，即正
态分布曲线的范围。
6的大小代表某一种加工方法在一定条件下所能达到的加工精度，所以一般情况下，应该是所选用的加工方法的标准与公差带宽度T之间具有下列关系：
3)工艺能力用工艺能力系数C P来表示，即：
C P=T/6
C P表示工序工艺能够满足产品精度的要求的程度。
2.统计检查质量
在大批生产之前，加工一部分零件，按照加工顺序，每4或者5个分成一组，即可以做出图，图反映有无变值系统误差的影响，R图反映了随机误差的影响。
通过
图，我们可以判定工艺过程是否稳定。
1)如果工艺过程稳定，我们可以在图上画出两条比分散范围小的多控制线，在加工时
将刀具的尺寸调在分布中心线，间隔一定时间，抽出几个零件为一组，求出小组的
和R值并标在图上，如果点子不存在异常波动，则说明系统不会出现废品，如果点子接近控制线或者出现异常波动，则需要停机检查，从而抑制废品的出现。
带有上
下质量控制线的图即为质量控制图，利用质量控制图控制加工过程的方法即为
质量控制法。
2)对于不稳定的工艺过程，由于存在贬值系统误差的影响，被加工零件的尺寸按一定
的规律变化，迟早会使尺寸超过加工精度的要求。
这样图上的点子(即小组平均值)接近控制线时，我们就停车，重新调整机床，同样可以实现对工艺质量的控制。
三、实验所用仪器设备
1.CM6140车床
2.电感测微仪
3.测量台架
4.块规
5.工件毛坯100件，工件外径的加工精度要求为mm（上偏差为0，下偏
差为-0.03mm）
四、实验步骤
1.调整好机床，加工一批零件
2.按照加工顺序测量零件的尺寸
六、实验报告要求
1.实验名称
2.实验目的
3.实验用仪器设备
4.测量数据表(参考教材中实例，100个工件，依照加工顺序号分成25组，每组4件)，计
算
5.绘制图及直方图
6.判定工艺系统稳定性，求工艺能力系数
7.指定质量控制线，确定调节尺寸
⏹实验报告请写在烟台大学专用实验报告纸上。
⏹实验成绩占总成绩的一部分，请大家认真对待。
⏹请各班课代表于15周周五下午，将收齐的实验报告送交院馆108房间。