机械制造工程学实验指导书(5)

2018-11-17 18:38

δ=y2?y1 为切削刚度片的变形差

通过对三个刚度片加工前后实测的半径差则可得到车床各部位的综合刚度。即:

Kwz=λ2Cpz2f0.752(△w/δw)…… (3) 2(△z/δz)…… (4)

KZZ=λ2Cpz2fKtz=λ2Cpz2f0.750.752(△t/δt)…… (5)

式中:Kwz=—刀架在靠近尾座位置时车床的综合刚度 KZZ—刀架在中间位置时车床的综合刚度 Ktz—刀架在靠近床头位置时车床的综合刚度 f—走刀量(0.3mm/r)

λ2Cpz— 系数可由切削用量手册查出

通过车床各部位的综合刚度,并利用车床刚度公式解具有k头 ,k尾 ,k刀三个未知数的一个联立方程即可求出床头、尾座和刀架部件刚度,在测定并计算出车床各部件刚度值的基础上,即可估算出用该车床加工游时被加工工件可能产生的尺寸及

形状误差。

三、实验步骤

1、准备好实验用的千分尺、千分表、刚度片及测力仪,检查前后顶尖的配合是否紧密,熟悉车床操纵部分,调整好车床的切削速度及走刀量。

2、车床刚度的静载荷测定:在车床两顶尖间装好刚性轴,并按图9一1装好测力仪、千分表、加力器, 力由100牛顿加至2000牛顿,卸载荷由2000牛顿至100牛顿,每次变化100牛顿,记下千分表的每次读数。

3、车床刚度的切削测定:将带有三个刚度片的粗轴装入车床上,尾座后顶尖伸出的长度为机床中心高的三分之一,刀杆伸出大约30毫米的阶梯,一次走刀切三个刚度片,然后分别车出1.5毫米的阶梯, 并测出实际阶梯值记入报告中,再一次走刀切去阶梯,并将加工后仍留有的阶梯值记入报告中。 四、实验设备及仪器

CA6140、干分表、测力环、加力器 五、实验报告内容

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(一)实验目的 (二)实验仪器 (三)实验原理 (四)实验步骤

(五)实验记录

D1 切削加工前 △=(D1?D2)/2 d1 D2 床 头 中 间 尾 座 切削加工后 δ=(d1?d2)/2 d2 (六)绘制车床刚度静载荷测定的py?y刀、py?y头、py?y尾的曲线图。 (七)实验数据处理

根据实验数据计算车床各部件刚度

根据实测车床刚度估算加工φ50X400工件后的尺寸及形状误差,加工时使用标准硬质合金车刀,工件材料为45号钢,切削用量为:f=0.10mm/r,

Cpz=2000N/mm2, λ=0.4

(八)实验结果分析讨论

思考题

1、 影响工艺系统刚度的因素有哪些?如何提高工艺系统的静刚度? 2、 测静刚度曲线中,为什么加载曲线和卸载曲线不重合?

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加工误差的统计分析

一、实验目的及要求

在无心磨床上用贯穿法,在合理的调整下磨削一批工件,了解加工精度的统计 分析法,理解正态分布曲线的含义及在批量生产中的实际作用。

二、实验原理及方法

(一)无心磨床加工原理

无心外圆磨削是一种高生产率的外圆磨削方法,无心磨削后工件精度可达到1~2级,表面粗糙度可达到Ra0.8~0.1,适用于成批或大批量生产。

无心磨削的特点:工件不打中心孔,不用顶尖支承,也不用卡盘装夹,而是置于磨削轮与导轮之间,用托板托住,已被加工表面本身定位进行磨削。磨削轮的直径比导轮的直径大,两轮的转向一致,而磨削轮的圆周线速度是导轮的50~80倍,工件在导轮的作用下向相反方向旋转,使磨削轮对工件进行磨削。

贯穿法磨削时,工件穿过磨削区域,如图5—1所示,工件一面旋转一面自动前进退出磨削区而落入盒内。

图 5—1 无心磨削原理

1— 磨轮 2—支承板(导板) 3—导轮

为使工件能自动纵向进给,导轮的轴线相对磨削轮的轴线需要倾斜一角度α,导轮和工件表面接触点的线速度v,可分解为水平和垂直两个,即: v水?v导sinα v水?v导cosα

如果导轮和工件表面无滑动,则水平分速度就是工件纵向进给速度,而垂直分速度即为工件的圆周速度。

一般α取1o30′~2o30′之间,粗磨时磨削速度为0.01~0.05,精磨时为0.005~0.01,被加工工件的中心高于磨削轮和导轮的中心。其托板支承面有一个斜角φ。

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(二)加工精度的统计分析

在相同的工艺条件下加工一批零件,由于某些偶然误奏不可避免地存在,常常使一批零件中各个零件的误差也各个不同,这种由偶然误差所引起的尺寸变化称为尺寸分散。在研究加工精度问题时,应该估计到系统误差和偶然误差同时存在,并且彼此混在一起,此时统计分析法将起重要作用。

统计分析法是以生产现场内许多工件进行检查的结果为基础,运用数理统计的方法去处理这些结果,从中找出规律性的东西,以便找出解决问题的途经。例如对某一工序任一次调整下加工出来的一批零件,测量每个加工后的实际尺寸,再按尺寸大小把整批零件分成若干组,每一组零件的尺寸在一定的间隔范围内,以此间隔为横座标,以同一尺寸间隔内的零件数量与该批零件总数之比(称为频率)为纵座标可以得出若干点,将这些点连接起来,可得一根折线,将零件数增如,同时尺寸间隔取得很小(组分得很多)时,此折线非常接近于曲线, 这就是尺寸分布曲线。如图5一2所示。

图 5一2 尺寸分布曲线

分布曲线的形状与工序的特性直接有关,机械加工中不同的加工方法和条件,将得到各种不同的分布曲线类型。

三、实验步骤

1、对所磨的心轴按10℅进行抽检,将最大、最小尺寸记录下来; 2、人员分工:续料、接活、测量和记录;

3、粗磨两次精磨一次,依实际尺寸分组和计算频率比,而后画尺寸分布图; 4、第一图分组数少一些,第二图分组数多一些; 5、讨论:

(1)两个图的折线作一比较; (2)折线与曲线的近似程度; (3)分清成品、可修复品和废品; (4)影响折线的因素。 四、实验设备及仪器

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无心磨床、千分尺、相对测量仪、游标卡尺

五、实验报告内容

(一) 实验目的 (二) 实验仪器 (三) 实验原理及步骤 (四) 实验记录

1、 磨削前抽检尺寸:?max? ?min? 2、 总加工数 (五) 绘制尺寸分布图 (六) 实验结果分析讨论

思考题

1.正态分布曲线是如何作出的?它有何特点?

2.影响正态分布曲线的因素有哪些?该曲线有何缺陷? 3.如何判断加工误差的性质?

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