机械制造技术基础

《机械制造技术基础》实验指导书

实验一 工艺装备认识与分析（机床、刀具认识）

(现场教学一)

一、目的与要求

1、了解金属切削机床型号的编制方法。

2、了解部分典型机床的工艺范围、总体部局、结构特点和主要技术性能。

3、了解各种常用的金属切削刀具。

4、了解机床专用夹具的用途、组成及一些典型零部件。

二、内容

1、金属切削机床的分类

机床主要是按加工性质和所使用的刀具进行分类，目前我国将机床分为12大类：

车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、切断机床及其他机床。

按照万能程度、机床又可分为：通用机床(万能机床)、专门化机床(专能机床)、专用机床。

按照加工精度不同，在同一种机床中分为普通精度、，精密和高精度三种精度等级。

机床按照自动化程度的不同，分为手动、机动、半自动和自动的机床。

按照机床重量的不同，分为仪表机床、中型机床(一般机床)大型机床和重型机床、超重型机床。

按照机床主要器件的数目，分为单轴、多轴、单刀，多刀机床等。

上述几种分类方法，是由于分类的目的和依据不同而提出来的。通常，机床是按照加工方式(如车、钻、铣、刨、磨等)及某些辅助特征来进行分类的。

2、常用金属切削刀具

(1)车刀

车刀是金属切削加工中应用最广泛的刀具，它可以用来加工外园、内孔、端面，螺纹，也可以用于切槽和切断等。

车刀按照用途不同可分为外园车刀、端面车刀、切断刀及螺纹车刀、成型车刀等。

车刀在结构上可分为整体车刀、焊接车刀、机夹重磨式和机夹可转位车刀。

成形车刀按结构和形状分有：平体成型车刀、棱体成形车刀、圆体成形车刀，按进刀方式可分为径向成形车刀和切向成形车刀。

(2)孔加工刀具

麻花钻、扩孔钻、铰刀、镗刀、中心钻、深孔钻等。

(3)铣刀

铣刀的种类很多，按用途分有，园柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀(槽铣刀、两面刃铣刀、三面刃铣刀和错齿三面刃铣刀)、锯片铣刀、立铣刀、角度铣刀、键槽铣刀、成形铣刀。

(4)拉刀 由于拉削加工方法应用广泛，拉刀的种类也很多。

按加工工件表面的不同，可分为内拉刀和外拉刀两类，内拉刀是用于加工工件内表面的。常见的有园孔拉刀，键槽拉刀、花键拉刀等。加工外表面的拉刀，则称为外拉刀、如平面拉刀，成形表面拉刀及齿轮拉刀等。

在分析拉刀时，注意拉刀的主要组成部分及切削部分的拉削方式(拉削图形)

a、分层拉削方式：成形式(同廓)和渐成式；

b、分块拉削方式：分组式、轮切式：

c、综合式拉削。并进一步比较拉刀上相应的齿形。

(5)齿轮刀具

成形法齿轮刀具：盘形齿轮铣刀、指形齿轮铣刀(模数铣刀）展成法齿轮刀具：齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀。

(6)磨料和磨具

砂轮的特性主要由磨科、粒度、结合剂，硬度、组织及形状尺寸等因素决定。注意砂轮端面上的标志与砂轮形貌的对应。

了解各种金属切削刀具的同时，应能分清刀体材料和切削部分的材料。(高速钢、硬质合金、陶瓷材抖及立方氮化硼等)。

3、以CK6136车床为例，了解其工艺范围，布局与组成，传动原理。

以XK7732为例，了解数控机床依靠控制元件实现程序加工。

以CK6136为例，了解自动化加工设备中刀只的管理、刀具的识别选刀方式及换刀过程。 三、实验报告

1、记录本次实验所见的机床型号、工艺范围。

2、记录本次实验所见的各种刀具名称和用途。

3、记录本次实验所见的各种机床夹具典型部件。

实验二 车刀角度的测量

一、目的与要求

1、 熟悉车刀切削部分的组成，掌握确定刀具角度的参考平面、参考系及刀具的标注角度；

2、 了解万能量角器和车刀量角台的结构，学会使用万能量角器和车刀量角台测量车刀的标准角度；

3、 绘制车刀标准角度图，并标出测量得到的各标注角度数值。

二、实验设备、仪器和试件

车刀、万能量角器和车刀量角台

三、测量原理

车刀标注角度可以用角度样板、万能量角器、重力量角器以及各种车刀量角台等进行测量。其测量基本原理是：按照车刀标注角度的定义，在刀刃的选定点，用量角器的尺面或量角台的指针平面，与构成被测角度的面或线紧密贴合，把要测量的角度测量出来。

四、实验内容与方法

（一）量角器和量角台的结构

1、万能量角器 结构如图，直角尺8或直尺12根据需要，用定位螺钉5或11，卡块6或9、制动螺钉7或10装在尺座4上，松开制动螺钉7或10，直角尺8或直尺12调整到适当位置时，再用制动螺钉7或10将其锁紧。测量角度时，松开制动头3，尺体1连同连同基尺13可以沿尺座4上的半圆形滑轨转动，把基尺13与构成被测角度的面或 线紧密贴合(或相平行、或相垂直)，然后将制动头3锁紧，从游标尺2的刻座线上， 便可以读山所要测量的角度数值。

2、车刀量角台

车刀量角台是测量车刀标注角度的专用量角仪，它有很多种型式，其中即能测量车刀主剖面参考系的基本角度，又能测量车刀法剖面参考系的基本角度的一种车刀量角台，如图1-2所示。

圆形底盘2的周边，刻有从o o起向顺、逆时针两个方向各100 o的刻度，其上的工作台5可以绕小轴7转动，转动的角度，由固连于工作台5上的工作台指针6指示出来．工作台5上的定位块4和导条3固定在一起，能在工作台5的滑槽内平行滑动。

立柱20固定安装在底盘2上，它是一根矩形螺纹丝杠，旋转丝杠上的大螺帽19，可以使滑体13沿立柱(丝杠)20的键槽上、下滑动．滑体13上用小螺钉16固定装上一个小刻度盘15，在小刻度盘15的外面，用旋钮17将弯扳18的一端锁紧住滑体13上．当松开旋钮17时，弯板18以旋钮17为轴，可以向顺、逆时针两个方向转动，其转动的角度用固连于弯扳18上的小指针14在小刻度盘15上指示出来．

在弯扳18的另一端，用两个螺钉11固定装上一个扇形大刻度盘12，其上用特制的螺钉轴8装上一个大指针9．大指针9可以绕螺钉轴8向顺、逆时针两个方向转动，并在大刻度盘12上指示出转动的角度．两个销轴10可以限制大指针9的极限位置。

当工作台指针6、大指针9和小指针14都处在o·时，大指针9的前面a和侧面b垂直于工作台5的平面，而大指针g的底面c平行于工作台5的平面．测量车刀角度时，就是根据被测角度的需要，转动工作台5，同时调整放在工作台5上的车刀位置，再旋转大螺帽19，使滑体13带动大指针9上升或下降而处于适当的位置，然后用大指针9的前面a（或侧面b、或底面c），与构成被测角度的面或线紧密贴合，从大刻度盘12上读出大指针9指示的被测角度数值。

(二)测量车刀标注角度的方法

1、用万能量角器测量车刀标注角度

（1）主偏角Kr的测量

将万能量角器装成如图1-3所示的样子

贴合在直尺(或换成直角尺)的尺面上，让基尺和主刀刃在基面上的投影相平行游标尺零线所指示的角度数值，就是主偏角Kr的数值． (2)副偏角Kr的测量

测完主偏角Kr之后，保持车刀和直尺的相对位置，让基尺和副刀刃装表面上的投影相平行，则游标尺零线所指示的角度数值，就是副偏角kr的数值(见图1-4)．

(3)刃倾角s的测量

将万能量角器装成如图1-5所示的样子，把车刀底面紧密地贴合在直尺尺面上，调整车刀的位置，使基尺处桠切削平面(Ps)内，并和主刀刃紧密贴合；则游标尺零线所指示的角度数值，就是刃倾角s的数值。

(4)前角o的测量

将万能量角器装成如图1-6所示的样子，把车刀底面紧密地贴合在直尺尺面上，调整车刀的位置，使基尺处在主剖面（Po)内，并通过主刀刃上的选定点和前刀面紧密贴合，则游标尺零线所指示的角度数值，就是主剖面前角o的数值。

(5)后角a。的测量

将万能量角器装成如图1-7所示的样子，把车刀底面紧密地贴合在直角尺(或换成直尺)的尺面上，调整车刀的位置，使基尺处在主剖面(P。)内，并通过主刀刃上的选定点，和后刀面紧密贴合，则游标尺零线所指示的角度，就是主剖面后角a。的数值。用万能量角器测量车刀标注角度，其角度数值的精确度可以达到分，但由于基尺，直角尺和直尺的尺面较窄，定位不准，再加上是用眼睛观察来判断尺面是否在基面、切削平面和主削面内，因此可能造成较大的测量误差。

2、用车刀量角台测量车刀标注角度

(1)校准车刀量角台的原始位置

用车刀量角台测量车刀标注角度之前，必须先把车刀量角台的大指针、小指针和工作台指针全部调整到零位，然后把车刀按图1-8所示平放在工作台上，我们称这种状态下的车刀量角台位置为测量车刀标注角度的原始位置。

(2)主偏角Kr的测量 从图1-8所示的原始位置起，按顺时针方向转动工作台（工作台平面相当于P。)，让主刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图1-9所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是主偏角kr的数值。

(3)刃倾角s的测量

测完主偏角Kr之后，使大指针底面c和主刀刃紧密贴合(大指针前面a相当于Ps，如图1-10所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是刃倾角s的数值．指针在0 o左边为+s，指针在0 o右边为s。

(4)副偏角kr的测量

参照测量主偏角Kr的方法，按逆时针方向转动工作台，使副刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图1—17所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，就是副偏角kr的数值。

(5)前角o的测量

前角o的测量，必须在测量完主偏角Kr的数值之后才能进行。从图1—8所示的原始位置起，按逆时针方向转动工作台，使工作台指针

指到底盘上r=900rk ，的刻度数值处(或者从图1—9所示测完主偏角Kr的位置起，按逆时针方向使工作台转动90o)，这时，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指针前面a(相当于Po)，然后让大指针底面c落在通过主刀刃上选定点的前刀面上(紧密贴合)，如图1—12所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是主剖面前角o的数值。指针在0o右边时为+o，指针在0o左边时为-o。 (6)后角a。的测量

在测完前角o之后，向右平行移动车刀(这时定位块可能要移到车刀的左边，但仍要保证车刀侧面与定位块侧面靠紧)，使大指针侧面b和通过主刀刃上选定点的后刀面紧密贴合，如图1-13所示，则大指针在大刻度盘上所指示的刻度数值，就是主剖面后角a。的数值。指针在0o左边为+ a。，指针在0o右边为-a。

(7)法剖面前角n利后角n的测量

测量车刀法剖面的前角n和后角n，必须在测量完主偏角Kr，刃倾角s之后才能进行。将滑体(连同小刻度盘和小指针)和弯板(连同大刻度盘和大指针)上升到适当位置，使弯板转动一个刃倾角s的数值，这个s数值由固连于弯板上的小指针在小刻度盘上指示出来(逆时针方向转动为s，顺时针方向转动为—s)，如图1—14所示，然后再按如前所述测量主剖面前角o和后角a。的方法(参照图1-12和图1-13)，便可测量出车刀法剖面前角n和后角n的数值。

五、实验报告内容

(一)实验用量仪和工具

(二)实验记录

主剖面参考系的基本角度(单位：度)

(三)绘制车刀标注角度图

(四)实验结果分析讨论

五、思考题

1、用车刀量角台测量车刀主剖面前角o和后角o时，为什么要让工