加工工艺学实验指导书

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。PAGE第页/共页加工工艺学实验指导书姓名年级学号实验须知一、实验须知：本课程共有两次实验，同一实验选两个时光，分两组做，共选四个时光段。课已选好，普通不允许改时光，如异常缘故需提前来改，只对班不对个人。无故没做实验不予补做，异常缘故要有假条，补做时光，另行通知。课代表负责提前通知全班学生，以免忘做或漏做。个别学生实验课与选修课矛盾需自己找人对调。一次实验不做，考试成绩扣10分，两次不做不允许考试。迟到5分钟以上者不允许做实验。要求复印实验指导书及报告，上实验时必须带（其中报告人手一份，指导书2-3人一份）。仔细阅读，了解实验内容。文件下载大班邮箱二、上课地点：加工工艺学第一次实验————工程训练中央南204实验室加工工艺学第二次实验————工程训练中央南204实验室保护仪器设备保持室内卫生目录（一）第一次实验：测量技术基础实验一（2学时）1、用万能测长仪测量小轴的外径2、直线度误差的测量3、位置误差的测量4、用表面粗糙度测量仪测量表面粗糙度（二）第二次实验：测量技术基础实验二（2学时）1、车刀角度的测量2、螺纹的测量实验一测量技术基础实验一（一）用万能测长仪测量工件的外径一、实验目的1．加深对长度尺寸测量特点的了解。2．了解万能测长仪的测量原理、结构及使用主意。二、实验内容用万能测长仪测量小轴的外径尺寸。三、测量原理及仪器结构简介1．测量原理万能测长仪是按照阿贝原则设计发明的。被测工件是在标准件（玻璃尺）的延伸线上，因此能保证仪器的高精度测量。在万能测长仪上举行测量，是直接把测件与精密玻璃尺作比较，然后利用补偿式读数显微镜看见刻度尺，举行读数，如图1-1所示。图1-1测量原理的暗示图2．结构简介万能测长仪主要由基座、测座、尾座、万能工作台以及各种附件组成。如图1-2所示。基座是底座6和万能工作台2所组成。在底座6的左面导轨上装着测座1，右面导轨上装着尾座4，万能工作台可作五种运动，旋转手轮9可使工作台升高或下降。为了保证万能工作台在承受不同分量的试件时，仍能同样轻易地升降，在底座的右侧内装有一个平衡装置，它的操纵是通过手轮5来举行。1测座2万能工作台3手柄4尾座5平衡手轮6底座7倾斜手轮8微分筒9升降手轮13测量手轮14调节环15紧固螺钉图1-2万能测长仪结构图1目镜2圆分划板3固定分划板4物镜组5精密刻线尺6透镜7光阑8光源图1-3读数显微镜的光学系统测座由测杆、读数显微镜、照明装置等组成。测杆内装有一根刻线长度为100mm的基准刻线尺，这就决定了万能测长仪的绝对测量范围0～100mm尾座4内装有尾管、尾管头部有测头，测头上可以装置测帽、测钩，是测量中第二个固定测点。读数显微镜的光学系统如图1-3所示。光芒由灯泡8发出，经过绿色滤色片7和聚光镜6以绿色光照明了基准刻线尺5。基准刻线尺具有分度值为1的刻线100格，其刻线被物镜4成象于螺旋分划板2上，螺旋分划板上刻有10圈阿基米德螺旋线，见图1-3，螺距为0.1mm，它的中央一圈圆周上匀称地刻上的100条刻线。圆周刻线的分度值为1μm，当螺旋分划板转一圈，螺旋线上的每一个点沿径向移动0.1mm，为了便于读数，螺旋线制成双线的。与螺旋图1-4读数显的示值分划板靠得很近的是固定玻璃平尺3，其上有10个刻度间隔，分度值为0.1mm。当测量工件时，必须转动读数显微镜旁的手轮13，使细长的毫米刻线对称地位于双线之中方可读数。图1-4是读数显微镜中的示值，此时的读数值为79.4685，最后一位数为估读。四、测量步骤将被测工件小轴、测量附件（顶针架、平面测帽），清洗整洁备用。参看图1-5，将平面测帽分离装于第一与第二个固定测点。（3）接通电源，转动测微目镜的视度调节环14，以调节视度。（4）将两测帽慢慢接触，转动目镜右边的手轮13，使细长刻线位于双线之中，记录下此时的读数值d起

。（5）按图1-5，将项针架与被测工件小轴装卡好。转动微分筒8，按如实验报告图纸上所标注的位置，首先将两个测帽对准I-I的位置。4.尾座8.微分筒9.升降手轮（6）左右搬动手柄3，看见毫米刻线10.紧固手柄15.紧固螺钉（即目镜中的长刻线）的变动，找出最小折返点（刻线总在左端某一点往回返，此图1-5小轴外径的测量点即为最小折返点），用手柄3把细长刻线放在最小折返点上，即小轴与测帽相切。（7）慢慢旋转手轮9，看见毫米刻线的变动，找出最大折返点（刻线总在右端的某一点往回返此点为最大折返点）用手轮9把刻线放在最大折返点上，即小轴的最大径与测帽相切，再用手柄10固紧。（8）旋转目镜右边的测量手轮13，使细长刻线位于双线之中并记录下此时光的读数值d。（9）读数值与起始值之差即为被测件的实际外径尺寸d实d实=d-d起。（10）按如实验报告图纸上所标注的，依次测出Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ，Ⅳ-Ⅳ的d实.（11）选取并记录四个截面中最大的实际外径与最小的实际外径。（12）将最大实际外径与dmax相比较，将最小的实际外径与dmin相比较，举行合格性判断。（二）直线度误差的测量一、实验目的1．控制直线度误差的测量及数据处理主意。2．加深对最小条件的理解与应用。二、实验内容用框式水平仪测量车床导轨的直线度误差。三、测量原理及仪器简介1．测量原理对于车床导轨这样窄而长的平面，为了控制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内举行检测。常用的量具有框式水平仪、自准直仪等。使用这些量具的共同特点是测定极小角度的变化。因为被测表面存在着直线度误差，量具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变化。倘若节距一经决定，这个变化的极小倾角与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。通过对每个测点的测量，得出变化的角度，用作图主意，即可求出被测表面的直线度误差值。2．结构简介图2-1读数为0的位置a读数值为+2（格）b读数值为-1（格）图2-2框式水平仪的结构很容易，主要由主测水准与调节水准组成。主测水准的结构如图2-1所示由一玻璃管制成，内有一气泡，在玻璃壁上有刻度，其刻度值为0.02mm/M。在实验中，我们只要记录气泡移动的格数即可。测量中气泡左移为正，如图2-2a所示。气泡右移为负，如图2-2b用框式水平仪测直线度误差是采用跨桥法测量，如图2-3所示。将框式水平仪放置于桥板之上。此时的分度值△h2=0.002mm如图2-4所示；图2-3图2-42mm式中：L2——桥板长度。L1——使框式水平仪移动一格的长度。△h1——框式水平仪的刻度值。四、测量步骤1．按图2-1所示，将桥板放置在车床导轨的0段位上，桥板的两个小轴要对准0段位的前后刻线。框式水平仪放置在桥板之上。2．调节车床导轨上的螺钉，使框式水平仪的气泡两端左右对称，处于图2-1的位置上。3．用手扶住框式水平仪，与桥板一起移动到第1段。桥板的两个小轴依然要对准第1段的前后刻线。记录此时读数值（格）。4．依次测量至最后一段。5．求出各段的累积值。因为读数值是单独每一段前后两点的高低差，而整条直线的直线度误差就必须用首尾相接的主意将整条直线的累积值求出。取原点的累积值h0=0，其余各点的累积值hn等于：hn=an+(hn—1)式中：hn——第n点的累积值（格）an——第n点的读数值（格）hn-1——第n-1点的累积值（格）举例如下：测段序号0123456789101112读数值（格）0-2-1+1+2+2+1-10-3-20-1累积值（格）0-2-3-20+2+3+2+2-1-3-3-46．作图。X轴是测段序号，Y轴是累积值。Y轴的刻度要根据实测的累积值匀称的分布在Y轴上。在坐标上按照累积值依次找到各点位置，用折线衔接。图2-57．作两条平行直线包容折线，其中一条直线必须与折线的两个最高（最低）点接触，在两点之间，应有一个最低（最高）点与另一条直线接触，这两条平行直线之间的区域才是最小区域。8．在Y轴上直接量取所包容的格数。如图2-5所示f（格）=6.4（格）9．将误差（格）值乘以分度值，换算成线性误差值。f=6.4×0.002mm=10．将误差值与公差值相比较，作合格性判断。（三）位置误差的测量一、实验目的1．通过实验加深对平行度误差及跳跃误差的理解。2．控制用通用量具和仪器设备测量上述位置误差的主意。3．了解评定位置误差时，被测实际要素与基准要素的体现主意。二、实验设备1．百分表2．平板3．心轴4．检验夹具5．偏摆检查仪三、实验内容与测量原理1．平行度误差的测量平等度误差的测量分为三种类型：有面向面，线对线及线对面的测量。平行度误差：是指被测实际要素对一具有决定方向的理想要素的变动量。该理想要素与基准要素具有平行的关系。被测零件：轴承壳体（图3-1）图3-1（1）量孔φ14H6轴线相对基准面A的平行度误差。测量主意如图3-2所示：将被测零件基准面放置在平板上，被测孔的轴线用φ14的标准心轴模拟，在测量距离为L2的两个位置上测量，读数分离为M1和M2。图3-2平行度误差：式中： L1——被测孔的轴线长度（126mmL2——在心轴上的测量距离（150mm（2）测量孔φ6H7轴线相对于基准孔φ14H6轴线在随意方向上的平行度误差。测量主意如图3-3a,b图3-3a零件被测轴线和基准轴线均用标准心轴模拟。将被测零件放置在等高的V形块上，在测量距离为L2的两个位置上测量，读数分离为M1和M2，并在互相垂直的两个方向上测量。图3-3b垂直位置平行度误差f=式中：L1——被测孔的轴线长度（14mm）。L2——在心轴上的测量距离（30mmV、H——互相垂直的测位符号。也可在00～1800范围内测量若干个不同的角度位置，取各测量位置上所对应的f值中最大值作为该零件的平行度误差。平行度误差：2．测量跳跃跳跃是按测量主意来定义的项目。包括：圆跳跃和全跳跃。圆跳跃是被测实际要素绕基准轴线回转一周时（无轴向移动），用位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。全跳跃是被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的回转，同时，指示器沿理想素线延续移动（或被测实际要素每回转一周，指示器沿理想素线作间断移动）由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。被测零件：油泵转子（图3-4）图3-4（1）测量油泵转子φ62h7及φ20h6两圆柱面的径向圆跳跃径向圆跳跃误差是圆柱面轴线相对基准轴线的同轴度误差及其圆度误差的综合。测量主意如图3-5所示：图3-5将被测零件装在偏摆检查仪的两顶尖之间，用两顶尖的连线模拟基准轴线，测量时，指示器测头必须垂直于被测表面（2）和（3），（位于轴向剖面内）被测零件回转一周时，指示器上最大与最小读数之差，即为径向圆跳跃误差。（2）测量油泵转子的端面圆跳跃端面圆跳跃误差是端面向基准轴线的垂直度误差和端面的平面度误差的综合。测量主意如图3-5所示，指示器测头垂直于被测端面（1），零件回转一周时，指示器最大与最小读数之差即为单个测量圆柱面的端面圆跳跃，取各测量圆柱面上测得的最大值为该端面的端面圆跳跃误差。四、实验步骤1．认识零件图，按照被测零件的几何形状，位置精度要求等，挑选测量工具、仪器并制定测量计划。2．认识所用测量工具的使用主意。3．装卡及调节被测零件。4．举行测量，并将测得的数据、计算结果依次填入实验报告。5．收拾仪器，工具及工作地。（四）用表面粗糙度测量仪测量表面粗糙度一实验目的1.加深对表面粗糙度评定参数Ra、Rz值的理解。2.控制测量表面粗糙度的基本主意。二实验内容:用时代TR100袖珍式表面粗糙度测量仪测量Ra、Rz值。Ra__轮廓算术平均偏差。Rz__微观不平度十点高度。三工作原理与仪器结构1工作原理当传感器在驱动下沿被测表面作匀速直线运动时，其垂直于工作表面的触针，随工作表面的微观起伏作上下运动，触针的运动被转换为电信号，该信号被举行放大、滤波，经A/D转换为数字信号，再经CPU处理，计算出Ra、Rz的值并显示。2仪器结构图4—1=1\*GB3①启动按钮=2\*GB3②液晶屏幕=3\*GB3③挑选键1=4\*GB3④挑选键2=5\*GB3⑤电源开关=6\*GB3⑥充电插口=7\*GB3⑦测试区域=8\*GB3⑧测头保护盖四测量步骤测量要领：垂直测量安稳放置适当挑选平均求值。1打开电源，屏幕全屏显示，在“嘀”的一声后进入测量状态（测量参数取样长度将保持上次关机前状态）。2在启动传感器前，应挑选好测量参数Ra、Rz值以及合适的取样长度（取样长度的挑选参见附录）。=1\*GB3①轻触挑选键1依次挑选测量参数Ra、Rz值。=2\*GB3②轻触挑选键2依次挑选2.5、0.8、0.25各档。3将仪器部位对准被测区域（本实验所测工件为小平板），触针的滑动方向与工件表面加工纹理垂直，并且仪器与工件要相对安稳。轻按启动键传感器开始移动，在“滴、滴”两声后测量结束，屏幕显示测量值。4重复测量两次，计算出平均值。注：固然国家标准规定在举行表面粗糙度的测量时，触针的运动方向与工件的加工纹理垂直。但并没有明确地给出触针运动方向的允许偏差范围。因为实际的测量对象十分复杂，所以有一个指导准确测量的原则：对于普通切削加工的表面应该在垂直加工纹理的方向上举行测量。倘若不能显然地决定出工件表面的加工纹理，就要通过在几个方向上测试来决定。下图为准确的测量方向：图4—2五注重事项1在传感器移动过程中，尽量使置于工件表面的仪器、放置安稳，以免影响仪器的测量精度。2在传感器回到本来位置以前，仪器不会响应任何操作，直到完成一次残破的测量过程以后，才可再次测量。3传感器是仪器的精密部件，每次使用尽毕，要将仪器的保护盖轻轻盖好，避免造成强烈振动。4测量完毕要及时关掉电源。在无任何操作后，仪器每隔30秒蜂鸣一声，提醒关机。附录：推荐挑选的取样长度Ra（μm）Rz（μm）取样推荐长度（mm）＞40～80＞160～3208＞20～40＞80～160＞10～20＞40～80＞5～10＞20～402.5＞2.5～5＞10～20＞1.25～2.5＞6.3～100.8＞0.63～1.25＞3.2～6.3＞0.32～0.63＞40～80＞0.25～0.32＞0.20～0.25＞0.16～0.20＞1.25～1.6＞1.0～1.25＞0.8～1.00.25＞0.125～0.16＞0.1～0.125＞0.08～0.1＞0.63～0.8＞0.5～0.63＞0.4～0.5＞0.063～0.08＞0.05～0.063＞0.04～0.05＞0.32～0.4＞0.25～0.32＞0.2～1.25＞0.032～0.04＞0.025～0.032＞0.02～0.025＞0.16～0.2＞0.125～0.16＞0.1～0.125实验二测量技术基础实验二（一）车刀角度的测量一、实验目的1了解车刀角度在切削中的作用。2能够自立绘制被测刀具刀头部分的工作图，并能标注其角度。二、仪器结构及车刀主要标注角度简介1．仪器结构车刀量角台是测量车刀标注角度的专用量角仪。如图6-1所示：园形底盘5的周边刻有顺逆时针两个方向各100°的刻度。其上的工作台3是摆放被测车刀的。测量时转动工作台，调整到规定位置，使车刀的被测表面与大指针2的某一个面紧密贴合，这时在大刻度盘1上或园盘5上可以读到所要测量角度的度数。1.大刻度盘2.大指针3.工作台4.工作台5.底盘6.立柱7.大螺帽8.旋钮9.小指针图6-12、车刀主要角度及其作用名称说明作用前角γ0在正交平面中，前刀面与基面的夹角减少切屑变形，减少切屑与刀具前面的摩擦，使刀刃锐利，切削轻盈。后角α0在正交平面中，主后刀面与切削平面的夹角。减少主后面与工件加工表面的摩擦，使刀刃锐利。刃倾角α0在切削平面中，主切削刃与基面的夹角改变切屑流出方向，影响刀头强度及工作前角。主偏角Kγ主切削刃与走刀方向在基面上投影之间的夹角改变切削厚度与切削宽度的大小，改变吃刀抗力与走刀抗力的比例，影响刀具散热烈况。副偏角Kγ′副切削刃与走刀方向在基面上投影之间夹角减少副切削刃与已加工表面的摩擦，还影响已加工表面的粗糙度和刀具散热烈况。三、实验内容用万能车刀量角台测量外园车刀的五个标注角度，按照车刀标注角度的定义，在刀刃的选定点，用量角台的指针平面与构成被测角度的面或线紧密贴合（相切或相垂直），把要测量的角度测量出来。四、测量主意及步骤1、调节车刀量角台的原始位置：在开始测量车刀角度之前，应按图6-2的位置将车刀量角台的大指针、小指针、工作台指针所有调节为零，车刀放在工作台上。2、测量主偏角Kγ从车刀量角台的原始位置开始，顺时针转动工作台（工作台平面体现了基面）。让主切削刃与大指针前面紧密贴合，如图6-3所示。工作台指针在底盘上所指示的刻度数值就是主偏角Kγ的数值。图6-2 图6-33、测量刃倾角λs测完主偏角之后，转动大螺帽，升巍峨指针并使大指针的底面与主切削刃紧密贴合（大指针前面体现了切削平面）。如图6-4所示，大指针在刻度盘上所指示的刻度值，就是刃倾角λS的数值。指针在0°左边为+λS，指针在0°右边为-λS。4、测量副偏角Kγ′测完刃倾角之后，逆时针转工作台。并转动大螺帽，下降大指针，使大指针前面与副切削刃紧密贴合，如图6-5所示，工作台指针在底盘上所指示的刻度数值就是副偏角Kγ′的数值。图6-4图6-55、测量前角γ0测完副偏角之后，转动工作台，使工作台回到主偏角的位置，然后逆时针转动90°（这时主切削刃在基面上的投影恰好垂直于大指针前面。大指针前面体现了正交平面）。使大指针底面与通过主切削刃上选定点的前刀面紧密贴合，如图6-6所示，大指针在大刻度盘上所指示的刻度值，就是前角γ0的数值。指针在0°右边时为+γ0，指针在00左边时为-γ0。6、测量后角α0在测完前角之后，向右平行移动车刀。转动大螺帽，使大指针右侧面与通过主切削刃上选定点的主后刀面紧密贴合，如图6-7所示，大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是后角的数值。图6-6图6-7（二）螺纹的测量一、实验目的1．了解工具显微镜的测量原理及结构特点。2．认识用小型工具显微镜测量外螺纹主要参数的主意。二、实验内容用小型工具显微镜测量螺纹塞规的中径，牙形半角及螺距。中径（D2、d2）：中径为一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过基本牙型上沟槽和凸起的宽度相等的地方。此假想圆柱称为中径圆柱，中径圆柱的轴线即螺纹轴线，中径圆柱的母线称为中径线。内外螺纹中经的基本尺寸也是相等的。螺距（P）：螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。牙型半角α/2：牙型半角是在螺纹基本牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。本实验所用螺纹塞规尺寸：中径d2=8mm，螺距P=1.25mm，牙型半角=30°三、测量原理及仪器说明工具显微镜的测量原理，是将被测工件的形状用光芒的投影和反射，经过放大后，成象在目镜中，然后举行测量，所以在工具显微镜上是不接触法测量。本实验所用仪器是JGX-1型小型工具显微镜，其主要结构及作用如下：1—中央目镜2—角度读数目镜3—手轮4—物镜5—中央架6—横向千分尺及手轮7—纵向迅速移动手柄8—底座9—工作台10—纵向千分尺及手轮11—立柱倾斜调节手轮12—光圈调节环13—光源开关14—立柱15—焦距调节手轮图5-1测量时，可换的目镜头及工作台作纵向、横向移动的螺旋千分尺构成了测量和读数装置。工作台是用于支承被测工件，并可安装中央架或V形架等附件，能作纵向、横向移动，也可绕轴心顺时针或逆时针回转极小的角度。底座是支持仪器的部分。仪器的光路系统如图5-2所示：光芒是由光源射出，经过滤色片把白光变成绿光，再经过可变光栏（光圈），反光镜及聚光镜使光束成平行光通过工作台上的透明玻璃板照明被测工件。再经过3倍的物镜把放大了的工件边缘成象在目镜的分划板上。正像棱镜是为了在显微镜内看到正像，在角度读数目镜中借助游标刻度可读出每格为1′的分度值。图5-2工具显微镜的目镜头有通用和专用两种；可按照测量要求选用。通用目镜头，又称刻线目镜头如图5—3a所示，镜头内有一刻线的玻璃板，刻线的形状可以从目镜内看到如图5—3c，玻璃板用手轮3可绕中央旋转360°。旋转的角度可以从角度读数目镜2中读出数值如图5—3b所示之读数值为：30°30利用刻线目镜和工作台移动的纵向、横向读数装置，就可以按坐标法测量各种形状的工作。如螺纹塞规，螺纹刀具，齿轮滚刀以及轮廓样板等。图5-3四、测量步骤1．调节仪器（参看图5—1）（1）接通电源（2）调节光圈：光芒是从工件下面照耀的，因为光的绕射现象，工件轮廓将产生畸变，故需挑选合适的光圈，可按照被测工件直径的大小，按仪器附表举行挑选（使用光圈调节环12，把光圈调至9.6）。（3）调节焦距：先装上调焦棒，使用焦距调节手轮15先作视度调节，再看见调焦棒小孔内刀刃影象清晰为止。（此时焦面在顶尖轴线的水平面上），调焦棒的形状如图5—4所示；（4）取下调焦棒，装上被测工件；（5）调节立柱的倾斜角：为使目镜中看到的螺纹两侧影象均清晰，测量时，顺着螺旋方向将立柱倾斜一螺旋升角Φ，按下式计算：式中：p—螺纹螺距（mm）图5-4d2—螺纹中径理论值（mm）n—螺纹线数