实验指导书0720101

1、实验二 普通车床几何精度检测一、试验目的1、掌握普通车床几何精度标准及各检验项目的检测方法。2、了解并分析影响精度的因素及对加工精度的影响。3、掌握各种检测量具的使用方法。二、实验内容按国家标准规定，普通车床几何精度检测项目共18项，本实验仅对导轨的直线度、主轴的径向跳动等10项进行检测。三、设备及量具普通车床、框式水平仪、圆柱芯棒、莫氏圆锥芯棒、千分表、磁力表架等。常用的水平仪为200×200，精度为0.02/1000。水平仪的主要部分是一个弧形玻璃管水准管，玻璃管内充以少量乙醚液体，中间留有一个气泡，管壁上有刻度。不论水平仪放在什么位置，玻璃管中的液面总是处于水平，气泡总是向高处

2、移动，读出气泡两端边缘移动的格数，即可求相应的两点升差或落差误差。精度0.02/1000表示该水平仪放在1m长的平尺表面上，在平尺一端垫起0.02mm的高度，平尺便倾斜一个角度，此时气泡正好移动一个刻度值即水平仪连同平尺的倾斜角有图21中的关系：所以=4水平仪测量原理水平仪一般都放在溜板上或桥板上进行检测，溜板或桥板的长度不一定是1m。如图L1=250时：可见，水平仪右边的升差（落差）与所用溜板或桥板的长度有关。此外在实际使用中水平仪也不一定准是移动1格，例如移动两格，桥板长为250mm时，则升差为： 因此计算升（落）差（误差）的通式为：式中：L溜板（桥板）长度（mm） K水平仪精度 N水平仪

3、的读数值（格数）对水平仪示值的读数，桉以下规则：（1） 首先选定测量基准，可以是任一端的第一档，也可以是中间的任一档，或水准管上基准刻度（长刻度线）。然后从这测量基准出发逐档进行测量和读数。（2） 各档读数都是和所选定的测量基准比较而得，此时测量读数和所反映的即为。（3） 若测量顺序的方向和气泡移动的方向一致，则读数为正；若测量顺序的方向和气泡移动的方向相反，则读数为负。如图所示。水平仪示值四、数据处理用水平仪检验导轨在垂直平面内的直线度意误差时，常用节距测量法，其原理在于把被测表面分成等距的若干档，用水平仪分别测出各档相对于所选定测量基准的倾斜角，（即水平仪气泡移动的格数）。然后把各测量点的

4、顺次标在座标图上，其横座标为各测量点的顺序，纵座标为各测量点相对于测量基准的误差（Hi），描点时，在前一档座标点的基础上加本档的读数，就得到本档的坐标点，把这些点连起来，就得到导轨直线度误差曲线。以包容线（按最小条件评定直线度误差）作为评定基准，求出包容线间的曲线，即格数，再按如下公式计算直线度误差值。式中：H导轨在全长上的直线度误差值（mm） L每档分段长度（溜板或桥板长度）mm K水平仪精度 n包容线间的距离（格数）若计算导轨每米长度的直线度误差时，先作出误差曲线在每米长度上的包容线，求出包容线间的距离（格数），然后代入上式即可求得。例如导轨长度1m，桥板长度为250mm，用0.02/10

5、00的水平仪进行检验，测量数据如图22所示。作出的误差曲线如图23所示。误差值为：H=0.02/1000×250×3.2=0.016(mm)误差曲线用水平仪检验两导轨的平行度（倾斜度）误差时，也常用节距测量法。所不同的是不必作误差曲线，而只需按下式计算即可。式中：=K（n maz-n min） 导轨的平行度（倾斜度）误差 K水平仪精度 n maz水平仪最大读数（格数） n min水平仪最小读数（格数）例如：寻轨长1500mm,用0.02/1000的水平仪，每隔500mm测一组读数，水平仪式示值如图24所示，平行度（倾斜度）误差为： =0.02/1000×1-(-3

6、)=0.02/1000×4=0.08/1000五、准备工作1、认真阅读金属切削机床顾维邦主编P76P83有关内容。2、仔细阅读实验指导书，掌握各项精度的检测方法。3、根据任务做好实验预习报告。六、实验注意事项1、实验时必须切断机床电源。2、实验仪器、量具应小心轻放，使用完毕应放指定地点。3、千分表在使用时不应超出量程范围。4、读数要准确，并及时做好记录。5、同学之间应相互配合。七、实验方法1、 溜板移动在垂直平面内的直线度方 法卸下小拖板，将水平仪纵向放在溜板上靠近和床身结合的前导轨处，在导轨全长上移云贵溜板。每隔500mm得出一次读数，止少记录三次读数。然后据此用直角坐标法绘出溜板

7、运动的直线度曲线，分别求出每米及全长上的误差值，并只许凸起。允 差每米及全长均为0.02实 测123结论2、溜板用床身导轨的平行度（倾斜度）方 法将水平仅横放在溜板上，在导轨全长上移动溜板，每隔500毫米得出一次水平仪读数，至少记录三次读数。水平仪在每米及全长上的读数的最大代数差值即为本检验项目的误差值， 允 差每米及全长均为0.04/1000实 测123结论3、溜板移动在水平面内的直线度。方 法在前后顶尖间顶紧一根检验棒，拖板上装一百分表，使其测头在检验棒的侧母线上。调整尾座，使百分表在检验棒两端的读数相等。移动溜板，百分表在全长读数的最大代数差即为本检验项目的误差值。为了消除检验棒的误差影

8、响，按上述方法测取一次读数后，将检验棒旋转180度再同样测取一次读数，然后将检验棒调头，重复上述的两次检验，取四次读数的平均值作为误差值。允 差0.02实 测123结论4、主轴孔中心线和尾座顶尖锥孔中心线对溜板移动的等高度方 法用百分表在检验棒两端处的母线上检验。检验时尾座顶尖应退入尾座内并紧固。百分表在检验棒两端读数的差值等高度误差。只许尾座高。允差0.04实测结论5、主轴定心轴颈的圆跳动方 法将百分表测头垂直顶在定心轴的表面上，百分表读数的最大差值即为检测项目的误差值。允 差0.04实 测结论6、主轴锥孔中心线的径向圆跳动方 法将带锥柄的检验棒插入主轴锥孔中，百分表固定在溜板上，使百分表测

9、头顶检验棒表面上，旋转主轴分别在a、b两处检验。为了消除检验棒误差的影响，应将检验棒相对主轴孔锥孔每隔90度插入一次检验，共检验四次。误差是以相对两位置检验结果的代数和之举计算，取其最大值即为径向圆跳动的误差，a、b的误差分别计算。允 差a0.01b0.02实 测ab结论ab7、溜板移动对主轴中心线的平行度方 法用百分表和检验棒在移动 溜板时分别于上母线a和侧母线b处检验。百分表读数的最大差为平行度误差值。为了消除检验棒误差的影响，必须旋转主轴180度作两次测量，两次测量结果的代数差和之一半即为平行度误差值。检验棒伸出的一端只许向上偏，向前偏，a、b处误差分别计算。允 差a0.03b0.015

10、实 测ab结论ab8、溜板移动对尾座顶尖锥孔中心线的平行度方 法用百分表的检验棒并移动溜板分别在上母线a下母线b上检验。检验时尾座顶尖套应退入尾座孔内并紧固。尾座应紧固在约等于最大工件长度的1/2处。一次检验后，将检验棒拔出，旋转180再重新插入，重新插入再同样检验一次。两次测量结果的代数和之一半就是平行度的误差值。方向的误差分别计算，只许向上a、b向前偏。允 差a0.03b0.03实 测ab结论ab9、尾架移动对溜板移动的平行度方 法用百分表分别在近尾座架的顶尖套筒的上母线a、侧母线b上，并紧固顶尖套，使尾座与溜板一起移动。百分表在全部行程上读的最大差就是平行度误差。a、b方向的误差分别计算

11、。允 差 实测结论b10、溜板移动对尾架顶尖套伸出方向的平行度方 法百分表固定在溜板上并随溜板移动分别在尾座顶尖套筒上母线a和侧母线b上检验。百分表读数的最大差值就是平行度的误差值。a、b方向的误差分别计算。只许向上偏、向下偏。允 差a0.015b0.01实 测ab结论ab八、实验报告（一）、实验数据处理检 测 项 目标准值实测结论溜板移动在垂直平面的直线度溜板用床身导轨的平行度（倾斜度）溜板移动在水平面的直线度主轴锥孔中心线和尾座顶端套锥孔中心线对溜板移动的等高度主轴定心轴颈的径向跳动主轴锥孔中心线的径向圆跳动ab溜板移动对主轴中心线的平行度ab溜板移动对尾座顶端套锥孔中心线的平行度ab尾座

12、移动对溜板移动的平行度ab溜板移动对尾座顶端套伸出方向的平行度ab（二）、问答题1、用精度为的0.02/1000水平仪来检验车床溜板移动在垂直平面内的直线内的直线度和溜板移动时的倾斜度。已知溜板最大行程为2000毫米，每隔500毫米测得水平仪格数如下：直线度：+1.5, 2, -1.5, 0.倾斜度：+1, +5, 0, -1.求：（1）作溜板移动在垂直平面内的直线度误差曲线并求其误差值。（2）求溜板移动时的倾斜度误差之值。2、主轴的径向跳动误差对加工精度有什么影响？3、检验要求导轨全部行程上的运动曲线只许凸起，为什么？实验三 分布曲线实验（加工误差统计分析实验）一、实验目的：了解在稳定生产过

13、程中零件尺寸的分布状态，用分布曲线法分析加工精度。二、实验要求：1、测定一批零件尺寸。2、验证零件尺寸波动规律是否正态分布。3、分析加工方法能达到的精度并计算合格率。三、实验设备1、磁性百分表座 件2、千分尺 0-25毫米 件3、千分表 0.0001毫米 1件4、平板 0级精度 1件5、块规 1套6、小轴 9.98×45、9.82×45 、9.58×45 、9.42×45 各100件四、实验原理 在成批生产某一零件的机械加工过程中，存在着系统性误差和随机性误差的综合影响，由此造成单个零件加工尺寸误差的不断变化。所以不能根据一个或几个零件的加工尺寸来推断整

14、批工件的误差情况。统计分析法是以生产现场一批零件某道工序加工完成后测得结果为基础，运用数理统计的方法进行处理，评定加工精度，进而研究误差性质及其影响方法。理论研究和生产证明：在一次调整好的机床上进行加工，且切削用量不大，热变形、力变形影响不显著的情况下，正常加工一批工件测得的工件尺寸经数理统计处理后其分布曲线应该符合正态分布规律。（一）正态分布曲线：大量的试验、统计和理论分析表明，当被加工工件数量极多，加工误差主要受随机误差影响时，其尺寸分布是服从正态分布曲线的。 （1）概率密度(x) 其函数表达式为：（2）总体平均值m即分布曲线对称轴对应的尺寸值： 其中：n 被测工件总数 Xi 第I个工件的

15、测量尺寸 也可表述为： Pi为测量尺寸Xi的工件概率 （3）标准偏差s反映尺寸的集中程度，s愈小，尺寸愈集中，曲线愈陡；s愈大，尺寸愈分散，曲线愈平缓。（二）正态分布曲线的性质1、曲线以=m直线为对称轴，靠近=m的工件尺寸出现的概率较大；远离=m的工件尺寸出现的概率较小。2、正态分布曲线对直线=m左右对称。即距离=m距离相等的其对应yi值相等。3、对范围内的面积即零件尺寸与平均值差(x-m)在±3s范围内的零件概率约100%。 （三）零件尺寸合格率的估算 设： 零件最大极限尺寸为Xe 零件最小极限尺寸为Xi（1） 当，且时，零件尺寸分散范围超过了尺寸公差带范围，零件必有废品产生。（2

16、） 当或时，零件尺寸分散范围在尺寸公差带范围内，零件全部合格，没有废品。（3） 其中： 对轴时， 零件尺寸偏大为可修复的废品，零件尺寸偏小为不可修复的废品。 4、确定工艺能力及等级（1）、当工序处于稳定状态时,工序能力系数Cp按下式计算 T:工件的尺寸公差（参考T0.015 按7级公差）（2）、工序能力等级,参照教材查相应表格一般情况下,工序能力不应低于二级.五、实验步骤1、 把平板上的油擦干净，将磁性表座固定在平板上的合适位置。（把磁性开关打开）2、 将千分表固定在磁性表座上，不要太紧，留出可调整的位置范围3、 选择块规，让几块块规的组合高度等于已知小轴的平均直径值（注意块规最多不能多于4块

17、，避免组合误差太大）4、 将块规表面擦干净，让它们贴合在一起，将拼好的块规放在千分表测量头下，使它们接触，重新调整千分表的高低位置，让千分表有读数即可，再次固定千分表，要紧。5、 调整千分表外壳使其指针在零点。6、 取出块规，依次将100根小轴通过千分表的测量头，读出千分表所显示的最大读数。7、 将测量数据记录在下表：序号测量值Xi-直径值Xi（Xi-）2序号测量值Xi-直径值Xi（Xi-）2151252353454555656757858959106011611262136314641565166617671868196920702171227223732474257526762777287

18、829793080318132823383348435853686378738883989409041914292439344944595469647974898499950100六、实验报告要求：（写出完整的计算过程）1、要求对所测量的小轴直径尺寸分组，并完成下表：组别尺寸范围尺寸间隔中间值频数fk2、作出100个测量尺寸的分布曲线，本曲线应按一定比例、用方格纸画。3、按给定的零件公差值计算（1）、确定工序能力系数Cp和工序能力等级。（2）、估算产品的合格率及不合格率、确定废品的性质。（参考教材例题写出详细过程）实验四 专用机床夹具结构剖析实验一、实验目的通过对专用机床夹具的剖析，使学生进一步加深对专用机床夹具的组成、各类专用机车夹具的结构特点和采用专用机车夹具安装工件。保证加工精度的原理等方面的理解。为今后工作使用和设计专用机车夹具增加必要的感性认识。二、实验内容1、角铁式车夹具（见图1）的拆装：2、回转式钻模（见图2）的拆装：3、多件连续铣夹具（见图3）的拆装：4、多点联动夹紧铣夹具（见图4）的拆装。三、实验步骤1、实验前，学生应认真阅读上述四种专用机床夹具所适用加工四种不同零件的工序图（见图5），了解本工序的加工要求，分析工件应限制的自由度数目。并根据工序图上标注的定位、加紧符号，了解工件在夹具中的定位基准和加紧位置。2、学生通过阅