(机械制造行业)机械制造技术实验指导书本科
（机械制造⾏业）机械制造技术实验指导书本科
机械制造技术基础
实验指导书
编写：詹友基
福建⼯程学院机电及⾃动化⼯程系
2006 年 2 ⽉
⽬录
⼀、车⼑⼏何⾓度测量
⼆、切削变形实验
三、切削⼒实验
四、车床三向静刚度测定实验
五、加⼯精度的统计分析实验
六、切削区平均温度的测量
实验1 车⼑⼏何⾓度测量
⼀、实验⽬的与要求
1、了解车⼑量⾓仪的结构与⼯作原理。
2、进⼀步熟悉车⼑切削部分的构造要素，巩固和加深对⼑具各标注平⾯参考系及标注⾓度基本定义的理解。并掌握车⼑测量⽅法。
3、通过对车⼑各剖⾯内⾓度的测量与计算，进⼀步理解它们之间⼏何关系。
4、测量给定车⼑的⼏何⾓度，将测得的数据填⼊表格中，并对测量结果进⾏分析。
⼆、实验设备与⼯具
1、仪器：车⼑量⾓仪
2、测量⽤车⼑：45°外圆车⼑，75°外圆车⼑，90°外圆车⼑，切断⼑，⼤刃倾⾓车⼑。
三、车⼑量⾓仪的结构与使⽤⽅法
1、图1-1量⾓仪(本校制造)
图1-1 量⾓仪（本校）
量⾓仪由底置l、转盘9、⽴柱3和刻度盘6、测量⽚7等零件组成。底盘1⽤来安装⽴柱3，并以销2孔为中⼼刻着±100°的转盘9，当转盘9两侧⾯的基线对准底盘刻线转90°
时。定位块10的d ⾯是垂直的。当测量⽚7的指针对着刻度盘0°时，测量⽚7的b ⾯与转盘9的平⾯是平⾏的，⽽且垂直于C ⾯、A ⾯。⽴柱3的上下移动靠螺母4来调整。
2、图1-2量⾓仪（哈尔滨⼯业⼤学）
图1-2 量⾓仪（哈尔滨⼯业⼤学）
量⾓仪由底座l 、平台3、⽴柱7和⼤⼩扇形盘6、11、⼤⼩指针5、10等零件组成。底座l 呈圆盘形，平台3可绕底座中⼼转动，底座外缘左、右各有刻度l00°，当基线板2对准圆盘刻线0°时，活动尺4侧边与指针5下端的测量板平⾯垂直。测量板5上有三个测量刃⼝A 、B 、C ，其所在平⾯即为测量车⼑⾓度时的测量平⾯。当⼩指针l0和⼤指针5均为0°时，刃⼝A 与平台平⾯平⾏，B 、C 与平台平⾯垂直。四、实验步骤和⽅法(本校制造)
要测量某⼀车⼑⾓度时，⾸先应规定⼀个假定⾛⼑⽅向，即要先辩明车⼑的主、副切削刃及前、后⼑⾯，以确定需要测量⾓度的位置。然后将车⼑放在转动平台上，左或右侧⾯靠在活动尺的侧⾯上。
测量⾓度的顺序通常先测偏⾓，再测刃倾⾓，继⽽测前⾓、后⾓。这样调整⽅便，也可提⾼⼯作效率。即测量顺序为：
主切削刃：r k ——s λ——o γ——o α；副切削刃：r
k '——s λ'——o γ'——o α'。
（1）主偏⾓的测量
⾸先把车⼑放在转盘9上，使车⼑的侧⾯与定位块l0的d ⾯紧密接触，这时可以调整螺母4，使滑块5上下移动，然后转动转盘9，使车⼑主⼑刃贴合于测量⽚7的A ⾯，这样转盘9刻线对着底盘l 的数据给予处理，即是主偏⾓的⾓度。刀装公式
（2）刃倾⾓的测置
测量刃倾⾓的⽅法基本上是同测量主偏⾓⾓度⼀样，所不同的是调整测量⽚7的b ⾯与主⼑刃贴合，这样可以在刻度盘6直接读出刃倾⾓的⾓度。（3）前⾓的测量
测量前⾓的⽅法是车⼑放转盘9上，使车⼑的侧⾯与定位块l0的d ⾯紧密接触，然后转动转盘9，(测量⽚7处于车⼑主剖⾯位置)，此时调整测量⽚7的b ⾯与车⼑的前⼑⾯贴合，这样可以在刻度盘6上直接读出前⾓⾓度。（4）后⾓的测量
测量后⾓的⽅法基本与测量前⾓相同，所不同的是调整⽚7的C ⾯与车⼑的后⼑⾯紧密接触，这样可以在刻度盘6直接读出后⾓⾓度。
（5）副偏⾓的测量
测量副偏⾓的⽅法基本上与测量主偏⾓相同，所不同的使测量⽚7的A ⾯与车⼑的副⼑刃紧密接触，这样转盘9刻线对着底盘l 的数据给予处理，即是副偏⾓的⾓度。
（6）副后⾓的测量
测量副后⾓的⽅法基本上与测量后⾓相同，所不同的是调整测量⽚7的C ⾯与车⼑的副后⼑⾯相结合，这样在刻度盘6上可以直接读出副后⾓的⾓度。
（7）p γ的测量
测量p γ⽅法基本上是同测量前⾓相似，所不同的是转盘9应转到使定位块l0的d ⾯与测量⽚7的A ⾯平⾏后，再调整测量7的b ⾯与前⼑⾯紧密接触，这样在刻度盘6上可以直接读出p γ的⾓度。
（8）f γ的测量
测量f γ的⽅法基本上与测量p γ⽅法相似，所不同的是转盘9应转到使定位块l0的d ⾯与测量⽚7的A ⾯垂直后，再调整测量⽚7的b ⾯与前⼑⾯紧密接触，这样在刻度盘6上可以直接读出f γ的⾓度。
五、编写实验报告书
实验报告内容：记录所测量车⼑名称，记录测得⾓度数据，画出所测车⼑简图，并标注⼏何⾓度。
六、实验思考题与结果分析 1、分析车⼑n γ =o γ的条件。 2、分析车⼑f γ =p γ的条件。 3、分析车⼑o γ=s λ的条件。 4、分析实验产⽣的误差及其原因。
实验报告车⼑⼏何⾓度测量
班级_______________组号___________座号__________姓名__________
⼀、实验报告书内容
1、记录测量数据，分别填⼊表1-l
2、计算车⼑各剖⾯⾓度值，并与测量结果⽐较，分别填⼊表1-2。
3、⽰图表⽰车⼑⼏何形状并标注基本⾓度数值。
⼆、测量与计算数据记录表
表1-1 被测车⼑⼏何⾓度值
表1-2 被测车⼑各剖⾯⾓度测量与计算值
实验2 切削变形实验
⼀、实验⽬的与要求
1、观察切削过程产⽣变形现象，了解实验⽅法及所⽤装置。
2、了解切屑形成过程及切屑的各种形状。
3、掌握测量切屑变形的⽅法。计算变形系数Λh值。
4、研究切削速度，前⾓与⾛⼑量等因素对切屑变形影响。
⼆、实验设备
机床：普通车床、车头刨床。
试件：中碳钢（45钢）、低碳钢（A3）。
⼑具：⾼速钢车⼑，硬质合⾦车⼑。
仪器与装置：低倍显微镜，⾦相显微镜、快速落⼑装置。
量具：游标卡尺、钢板尺。
其它：漆包线或细钢丝、⼿锯等。
三、实验内容与⽅法
l、观察切屑变形
观察切屑⾦属层内部变形，利⽤快速落⼑装置，使切削时⼑具瞬间脱离⼯作，从⽽获得切屑停留在加⼯表⾯上根部试样。然后锯下，经⾦相磨⽚抛光与腐蚀后，通过⾦相显微镜或在⾦相照⽚上，观察切削⾦属层内部三个变形情况。并参考图2-l画出⾦属内部变形⽰意图。
图2-1⾦属内部变形⽰意图图2-2快速落⼑装置图2-2是车床上⽤⼿锤敲打后，使⼑具停⽌切割的快速落⼑装置。车⼑2是利⽤螺栓2
与剪切销3固定在⼑夹4的槽中，切削时，⽤锤敲打车⼑，使销⼦剪断，车⼑绕螺栓转动，快速脱离试件。 2、测量切削变形量
切屑变形程度还可⽤变形系数h Λ（切屑厚度压缩⽐）来度量。在切削层⾦属形成切屑时，其切屑厚度ch h 通常要⼤于切削厚度D h ,⽽切屑长度ch l 却⼩于切削长度c l ，如图2-3所⽰。由于切削宽度与切屑宽度差异很⼩，根据体积不变的原则，变形系数h Λ可由下式计算:
ch
c
D ch h l l h h ==
Λ
图2-3 变形系数的计算
变形系数h Λ是⼤于1的数，它可直观的反映切屑的变形程度，且容易测量。h Λ值越⼤，表⽰切出的切屑越厚越短，变形越⼤。计算变形系数Λh 值的⽅法有，测量切屑长度法与称切屑重叠法。
四、实验⽅法和步骤；
l 、研究前⾓对切屑变形系数的影响，先把材料装上虎钳，量出材料长度c l ，并将刨⼑和机床调整妥善（调整滑枕⾏程长度为150毫⽶；⼯作台进给量为0.33毫⽶／⾏程量；滑
枕⾏程速度10.5⽶／分；刨⼑⾓度： o γ =10°， o a =13°，o
a '= 8°，r κ =75°，r κ' =15°，s λ =0°，p a =2毫⽶），然后开动机床，将被切下的整段切屑⽤线条量出其长度ch l 屑填⼊实验报告，并按公式ch
c
h l l =

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