机械制造装备设计实验指导书

1、机械制造装备设计实验指导书机械制造装备设计实验指导书课程编号：02000580课程名称：机械制造装备设计实验一 Y3180H滚齿机调整实验一、实验目的1、巩固和加深理解课堂所学的表面成形运动分析方法及增加对滚齿机的感性认识。2、了解滚齿机的工作原理及传动结构，初步掌握滚齿机的调整计算及学习具体的调整方法。二、实验的主要内容 1、了解滚齿机的布局、运动、用途及其主要技术性能；2、了解滚齿机的传动系统，明确各个运动的传动路线及调整环节；3、根据所加工的齿轮尺寸参数，完成调整计算工作；4、了解机床的调整步骤和方法，完成加工齿轮的部分调整操作。三、实验设备和工具1、Y3180H主要技术参数最大工件直径

2、用支承座时：550mm不用支承座时：800mm最大加工模数：10mm最大加工宽度：300mm刀架最大垂直移动行程：350mm工作台直径：650mm滚刀主轴转速（八级）：40-200rpm轴向进给速度（十二级）：0.4-4mm/工件每转）主电机功率：5.5kw滚齿精度在正常使用情况下可达七级精度。2、传动系统参见教材附图：Y3180H滚齿机传动系统图其合成机构采用锥齿轮合成机构，传动系统与Y3150E滚齿机相似。四、实验原理：用范成原理滚切直齿或斜齿园柱齿轮及蜗轮。1、传动链的调整计算主运动传动链末端件：主电机滚刀计算位移：n电rpm（电机）nrpm（滚刀）根据滚刀直径d及所须切削速度v（米/分

3、），求得滚刀主轴转速该机床共有八种主轴转速，根据所求得的n，可选用相近的主轴转速，并按机床所附的速度挂轮图表，确定应采用的挂轮A，B的齿数。范成运动传动链末端件：滚刀工件计算位移：Z工/K转（滚刀）1转（工件）换置公式：当820时，e=48，f=24当21142时，e=36，f=36当143时，e=24，f=48根据滚刀头数K，工件齿数Z工确定ux的精确数值。轴向进给传动链末端件：工作台刀架计算位移：1转（工作台）Smm（刀架轴向移动）该机床共有十二种轴向进给速度，根据所须的轴向进给速度，按机床进给箱变速手柄位置及挂轮图表，确定变速手柄位置及a1，b1挂轮齿数。差动传动链末端件：刀架工件计算位

4、移：Tmm（刀架轴向移动）1转（工件）换置公式：根据工件法向模数mn，螺旋角及滚刀头数k，确定uy的精确数值。2、配换挂轮的选择计算范成运动及差动传动链中的挂轮传动比ux及uy必须精确计算选择挂轮齿数来满足ux、uy数值，否则会直接影响齿轮加工精度，关于配换挂轮齿数的精确计算方法可参看机床设计手册I（上册）第434页所介绍的“对数法及其用表”Y3180H滚齿机所具备的挂轮，有以下几种齿数：20（二片），23,24,25,26,30,32,33,34,35,37,40,41,43,45,46,47,48,50,52,53,55,56,57,58,59,60（二片），61,62,65,67,70,

5、71,73,74,75,77,79,80,82,83,85,86,89,90,92,94,95,97,98,100。3、滚刀的安装及挂轮架是否应用惰轮，用下表表示：工件齿向滚刀旋向滚刀和工作台的旋转方向及滚刀的按装角度惰轮备注范成运动挂轮架轴向进给挂轮架差动挂轮架顺铣逆铣直齿左旋-+-+表示必须用惰轮-表示不用惰轮右旋+-+左旋左旋+-右旋-+右旋左旋+-+右旋-+-五、实验方法和步骤1、根据实验要求加工的齿轮各尺寸参数及滚刀各参数完成各条传动链的调整计算，确定挂轮齿数；2、了解机床的传动系统及操纵机构；3、安装各条传动链的配换挂轮及确定各变速手柄位置；4、安装工件毛坯；5、安装滚刀，调整滚刀

6、的安装角度及轴向对中位置；6、开动机床、手摇工作台使工件与滚刀刚接触为止。对滚一圈后，停车，检查工作表面切出痕迹的齿数是否正确（注意：手动工作台前，必须先用液压快速驱动工作台）。7、调整吃刀深度，接通轴向进给传动链，开车切削；8、加工完毕后，使工件与滚刀退离，再用手动或启动快速电机使刀架上升退出工件；9、测量公式法线长度，计算精加工吃刀量t；式中：L1测得的公法线长度L要求的公法线长度压力角10、移动工作台，作精加工吃刀，进行精加工；11、加工完毕后，停车，退出刀架，检查工件尺寸；12、卸下工件，滚刀及全部挂轮，清理机床。六、实验报告主要内容及要求1、机床的调整计算：4个传动链挂轮的计算；2、

7、要求：查挂轮表；3、思考题：1）如何确定范成运动的旋转方向？用什么方法改变其旋转方向？如果转向搞反了，加工工件会产生什么后果？在加工斜齿轮时，如何确定工作台附加运动的旋转方向？用什么方法改变附加运动的旋转方向？2）加工斜齿轮时，为什么手柄必须使进给蜗杆处于接合状态？如果进给蜗杆脱开会产生什么问题？加工什么零件时，进给蜗杆必须脱开？用快速电机或用手动使刀架轴向进给时，为什么手柄必须处于空位？3）加工一斜齿轮机床的调整齿数63法向模数mn=3螺旋角=20°右旋选用滚刀：直径D=70头数K=1螺旋升角W=4°右旋七、实验注意事项注意所配置挂轮的精度。实验二 普通车床几何精度检验实

8、验一、实验目的1、了解本实验中所检验的车床精度有关项目的内容及其和加工精度的关系。2、了解车床精度的检验方法及有关仪器的使用。3、掌握所测得的实验数据处理方法和检验结果的曲线绘制及分析。二、实验的主要内容根据普通车床精度检验标准，本实验进行其中的五项。第一、二、三项是检验溜板移动时的轨迹，由于床身导轨的制造误差或因长期使用后的磨损及变形，使得溜板移动轨迹不是一条直线，而是一条空间曲线，这一条空间曲线可以用这三项精度来表示：第一项：溜板移动在垂直平面内的不直度，检验方法，在溜板上靠近床身前导轨处放一个和床身导轨平行的水平仪，移动溜板，每隔500mm（或小于500mm）记录一次水平仪读数，在溜板上

9、的全行程检验，见图一。图一第一项精度检验示意图根据所测得的各段水平仪读数，绘制溜板移动的运动曲线，以运动曲线二端点的联线作为基准线，由曲线上各点作基准线的平行线，其中相距最近的二根平行线之间的纵座标距离即为其不直度误差。溜板移动的运动曲线作法如下：以溜板行程为1500mm，溜板长度为500mm的车床为例，水平仪纵向安放在溜板平面上，当溜板处于近主轴端的极限位置时，记录一个水平仪读数，如+a（格）（“+”代表水平仪气泡移动方向与溜板移动方向相同，如相反，则为“”）移动溜板，每隔500mm（或少于500mm）就记录一次读数，到移动行程为1500mm时得出三个读数，如为+b、-c、-d。以导轨长度（

10、即溜板各段行程所在的导轨位置）为横座标，水平仪读数为纵座标，根据水平仪读数依次画出各折线段，并使每一折线段的起点与前一折线段的终点相重合，即得出运动曲线。（见图二）联接曲线二端点OD，作为基准线，量出曲线上的B点到OD线的纵座标距离全为最远，即为溜板在全行程内的不直度误差，如果要求1000mm行程内的不直度误差，则把每个行程为1000mm之间的二端点相连，作为该1000mm行程中的基准线，找出这1000mm行程中的不直度误差，然后取各个1000mm行程的不直度误差中的最大值，即为1000mm行程内的不直度误差，如图二中的m1>m2，则m1即为1000mm行程内的不直度误差。图二溜板移动的

11、运动曲线如曲线不在二端点联线的同一侧时，则取其包容线间的最大座标距离为不直度误差。对溜板行程1000mm的普通车床。第一项精度允差为：每1000mm行程上为0.02。全行程上为0.02（普通导轨只许凸）第二项：溜板移动的倾斜检验方法：在溜板平面上放一个和床身导轨垂直的水平仪。移动溜板，每隔500mm（或少于500mm）记录一次水平仪读数，在溜板全行程上进行检验，见图三。图三第二项精度检验示意图水平仪在每1000mm行程和全行程上读数的最大代数差，值即为本项检验的误差。第二项精度允差为：每1000mm行程上为0.03/1000。全行程上为0.03/1000第三项：溜板移动在水平面内的不直度。检验

12、方法：在前后顶尖间，顶紧一根检验棒，是圆柱的。将千分表固定在溜板上，千分表测头顶在检验棒的侧母线上。调整尾座，使千分表在检验棒二端的读数相等。移动溜板，分段记录千分表读数。在溜板的全行程上进行检验，见图四。图四第三项精度检验示意图根据各段行程所测得的千分表读数，绘制运动曲线，即可找出每1000mm行程和全行程上的不直度误差。第三项精度允差为：每1000mm行程上为0.015。全行程上为0.015第五项：主轴锥孔中心线的径向跳动。本项精度是指主轴锥孔中心线在空载时缓慢旋转一周过程中的最大径向跳动量，这项误差主要来自主轴零件的制造误差，主轴轴承误差，装配棒和检验棒本身的制造误差（主要是检验棒的被测

13、部分与其锥体中心线的不同轴度）等综合因素。通常主轴锥孔中心与主轴旋转中心线不仅不同轴而且不平行，因此为了限制这两个方面的误差，在精度标准上规定必须在二个轴向位置上测定，一个位置是靠近主轴端部的a点，另一位置是距离a点300mm处的b点。检验方法：在主轴锥孔中紧密地插入一根检验棒，将千分表固定在机床上，使千分表测头顶在检验棒的表面上，旋转主轴，分别在a、b二点检验径向跳动，见图五。图五第五项精度检验示意图为了排除检验棒本身的误差，在检完一次后，拨出检验棒，旋转180°后再插入主轴锥孔，然后按照上述方法再检验一次，取每处的二次千分表读数的代数平均值，即为其径向跳动的数值。第五项精度允差为

14、：a处0.01b处0.02第六项：溜板移动对主轴中心线的不平行度。溜板移动轨迹是一条空间曲线，它和主轴中心线的不平行度要在垂直面和水平面二个方向来表示，因此精度标准上规定要在垂直方向a和水平方向b分别进行测定。检验方法：在主轴锥孔中紧密地插入一根检验棒，将千分表固定在溜板上，使千分表测头顶在检验棒表面上，移动溜板，分别在上母线a（即垂直方向）和侧母线b（即水平方向）上检验，见图六，检验长度为300mm。图六第六项精度检验示意图为了排除主轴锥孔和检验棒本身的径向跳动误差，在检验一次后，将主轴连检验棒一起旋转180°，然后按照上述方法再检验一次，取每个方向的二次千分表读数的代数平均值，即

15、为本项检验误差。第六项精度允差：a方向：0.03（只许向上偏）b方向：0.015（只许向前偏）三、实验设备和工具1、实验机床：CA6140普通车床2、测量仪器：框式水平仪，千分表，磁力表座，锥尾检验棒，圆柱长检验棒。本实验所用的框式水平仪的刻度值为0.025/1000，它表示水平仪放在一米长的平尺上，平尺一端垫起0.025mm时，水平仪玻璃管中的气泡正好移动一格，实验的水平仪放在溜板上，溜板的长度为L，如用刻度直为0.025/1000的水平仪，则气泡移动一格，表示溜板二端高度相差H，如图七所示，图七水平仪测量高度差的原理图H值计算式如下：(mm)如果气泡移动n格，则溜板二端高差=n·H，水平仪读数的符号，习惯上规定为气泡移动方向和水平仪移动方向相同时，读数为正值，相反时为负值。四、实验原理见项目二。五、实验方法和步骤1、清理及准备工作（1）揩清机床导轨，并加润滑油，揩清溜板、安放水平仪的平面及水平仪的接触面。（2）揩清主轴锥孔及检验棒。（3