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机械制造工艺学实验指导书12页word

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目 录

实验1 Y3150E滚齿机调整实验 ……………………...…………………… 2 实验2 加工误差的统计分析………………………...………………………… 7 实验3 车床综合静刚度的测定 ………………………...……………………13

实验1 Y3150E滚齿机调整实验

1.实验目的

1.1分析滚齿机的运动及传动系统; 1.2熟悉滚齿机的结构和性能;

1.3通过加工直齿或斜齿圆柱齿轮,熟悉滚齿机的换置计算和调整方法 2.实验内容

2.1实验前的准备工作

2.1.1认真阅读本指导书,明确实验目的及内容; 2.1.2根据传动系统图画出传动原理图;

2.1.3根据传动系统图列出加工各种工件时的平衡方程式,求出调整公式; 2.1.4根据所给的数据进行必要的调整计算。 2.2实验工作

2.2.1对照机床的传动系统图,在机床上找出各传动链的传动路线,各组挂轮(交换齿轮) 的位置,熟悉机床结构。

2.2.2按步骤安装工件并找正(如果齿坯以内圆定心除外)。 2.2.3安装刀具并调整刀架角度。

2.2.4调整切削深度,开动机床,切削完毕,测量工件,确定质量是否合格并进行分析。

2.2.5拆卸挂轮,擦净机床。

3.Y3150E滚齿机的主要技术规格及用途

本机床主要用于切削直齿、斜齿圆柱齿轮以及用径向进给切削蜗轮;此外还可以用包络法加工花键轴、多面体、链轮等工件。进行上述各种工件的加工时要分别采用适当截面形状的滚刀。

主要技术指标

加工齿轮最大模数 工件为钢件时6mm;工件为铸件时8mm 加工齿轮最大直径 500mm 刀具最大直径 160mm

刀架最大回转角度 240°

刀具主轴转速共九级:(见表1) 垂直进给量共十二种:(见表2) 主电动机功率 4千瓦

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快速电动机功率 1.1千瓦

交换挂轮的齿轮齿数(分齿挂轮,进给挂轮及差动挂轮共用):

20(两件)23 24 25 26 30 32 33 34 35 36(两件) 37 40 41 43 45 46 47 48 50 52 53 55 57 58 59 60(两件) 61 62 65 67 70 71 73 75 79 80 85 89 90 92 95 97 98 100共46种(49件)模数m=2。 图2.1 Y3150E型滚齿机传动系统图

4.机床的调整计算(公式由学生求出,这里只作必要的说明)

4.1加工直齿圆柱齿轮

4.1.1主运动:根据刀具外径、刀具材料、合理的切削速度V,求得所需刀具转速:

式中 D——滚刀直径(mm);n——主轴转速(r/min);v——切削速度(m/min) 按滚刀主轴转速挂轮表选取A/B挂轮。

4.1.2分度运动;传动链联系滚刀和工件,差动机构(合成机构)为不用差动机构时的情况(用M1接合爪)调整计算公式为:

式中 e、f挂轮是一对“结构性挂轮”,根据被加工齿轮的齿数来选取:

e36?时,用于21?ZZ?142; f36e48?时,用于5?ZZ?20; f24e24?时,用于143?ZZ。 f484.1.3刀架垂直进给运动:根据加工粗糙度的要求,选取进给量S值,然后由垂直进给量挂轮表选取a1/b1挂轮。(参看表2、表3)

4.2加工斜齿圆柱齿轮 4.2.1主运动(同上)

4.2.1分齿运动:运动关系同上,但此时差动机构的结构为用差动机构时的情况(用M2接合爪)

4.3.3刀架的垂直进给运动(同上) 4.3.4差动运动

式中:β——工件螺旋斜角;mn——工件法向模数;k——滚刀头数。

注:由调整公式计算出的数值通过“挂轮选用表”或挂轮对数表查出具体齿数。 5.刀具、工件的安装

根据工件、刀具的螺旋角方向和度数调整刀架的安装角度,使滚刀螺旋线与工

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件齿向平行。

5.1加工圆柱直齿时刀架偏转角度(见图2.2)

图2.2 加工圆柱直齿时刀架偏转角度

5.2加工圆柱斜齿轮时刀架偏转角度及挂轮分配情况(见图2.3)

工件坯应牢固地装

图2.3 加工圆柱斜齿时刀架偏转角度及挂轮分配 夹在工作台上,不用心轴

定位时需用千分表调正

齿坯外圆,使工件与工作台同心。 6.调整切削深度

根据工作的模数、材料强度,以及所要求加工精度来确定走刀次数和切削深度。 用滚刀切削不超过7级精度的圆柱齿轮时,对模数mn≤2mm的齿轮用一次走刀切出;对模数mn>2mm以上时用二次或三次以上走刀。

思 考 题

1.加工圆柱斜齿齿轮,在调整机床时,是根据工件的端面模数选择滚刀,还是根据工件的法向模数选择滚刀?为什么?

2.在Y3150E型滚齿机上决定加工精度的是哪个传动链?而该传动链中又以那些传动件为关键件?

实验2 加工误差的统计分析

1.实验目的与要求

1.1 通过本实验使学生掌握加工误差统计分析的基本原理和方法;运用此方法综合分析零件加工尺寸的变化规律。

1.2 学习设计实验线路,正确选择与使用有关测量装置,测量工具和仪器。 1.3 正确地进行采样和运算,并绘制点图,实验分布曲线图。 1.4 绘制x?R质量控制图。

1.5 确定本工序的工序能力系数Cp,(也称精度系数),并分析本工序加工的稳定性。 2.基本原理

2.1 加工误差及其变化规律

由各种工艺因素所产生的加工误差可分为两大类,即系统性误差和随机性误差。 系统性误差主要有因调整因素引起的常值系统误差Δ常和因刀具磨损、工艺系统热变形等引起的有规律变化趋势的变值系统性误差Δ变。

随机性误差Δ随是由于尺寸的分散造成的,亦称瞬时尺寸分散。整批零件尺寸的分散还应包含有规律变化着的系统性误差。

在加工过程中,随机性误差和系统性误差是同时存在,而且混在一起的。因此,生产实际中,常用统计分析法来研究加工精度问题。 2.2 分布曲线法

2.2.1 理论分布曲线

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大量的实验、统计分析表明:当一批工件总数足够多时,加工中的误差是由相互独立的随机因素引起的,而且这些误差因素中又都没有任何优势的倾向,则其分布是服从正态分布的。也就是说,随机误差分布曲线,是正态分布曲线,它是描述正态分布密度函数的图形。理论正态分布曲线是连续的、对称的曲线。如图3.1所示,它的方程式如下:

式中,y——分布的概率密度;x——自变数,它属于某一组随机变数的集合X;

?——随机变数总体的均值(分散中心): 图3.1 正态分布曲线

1??N?xi?1Ni N为样本总数

σ——均方差:

生产实际中,加工误差统计分析时,可得??x,x为工件尺寸分布平均值;N为工件的数量;xi为工件尺寸。

如果改变参数??x(?保持不变),则曲线沿x轴平移而不改变其形状,这说明?是表征分布曲线位置的参数。如果x保持不变,x的变化主要是常值系统性误差引起的。

当?值减少时,则曲线形状陡峭;当?值增大时,曲线形状平坦,?是由随机性误差决定的,随机性误差越大则?越大,可见?是表征分布曲线形状的参数,亦即它刻划了随机变量x取值的分散程度,亦即随机性误差对加工过程的影响。 理论分布曲线常用于需要深入研究某个工序的加工精度问题。为减少统计工作量,一般加工精度分析常采用实验分布曲线。 2.2.2 实验分布曲线

实验分布曲线是根据一批零件的加工尺寸绘制出来的。通常,随机抽取的工件数量应在50件以上,越多越能反映出它的分布规律,一般最多不超过200件。作图时,令横坐标表示加工尺寸分组间隔,纵坐标表示对应某加工尺寸间隔内尺寸出现的频率,也可用某加工尺寸间隔内尺寸出现的次数,即频数表示。

分组数和组距 h?xmax?xmin,分组数K=7~12

K式中,h——组距;K——分组数,与样本数有关;xmax、xmin——测量数据的最大值、最小值。

实验分布曲线图又称频率直方图,它与理论分布曲线不同之点在于:它不是光滑曲线而是折线。理论的正态分布曲线有两个特征参数?和?,根据实验数据所计算出来的x和?只是它们的近似值,称为正态分布的统计特征量。

分布曲线分析法可以用于: ⑴判别加工误差的性质

如果实际分布与正态分布基本相符,则加工过程中没有变值系统性误差或影响很小,进而可根据x是否与公差带中心重合来判断是否存在常值系统性误差,不重合就

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目 录 实验1 Y3150E滚齿机调整实验 ……………………...…………………… 2 实验2 加工误差的统计分析………………………...………………………… 7 实验3 车床综合静刚度的测定 ………………………...……………………13 实验1 Y3150E滚齿机调整实验 1.实验目的 1.1分析滚齿机的运动及传动系统; 1.2熟悉滚齿机的结构和性能; 1.3通过加工直齿或斜齿圆柱齿轮,熟悉滚齿机的换置计算和调整方法 2.实验内容 2.1实验前的准备工作 2.1.1认真阅读本指导书,明确实验目的及内容; 2.1.2根据传动系统图画出传动原理图; 2.1.3根据传动系统图列出加工各种工件时的平衡方程式,求出调整公式; 2.1.4根据所给的数据进行必要的调整

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