机械制造技术实验指导书

1机电学院机制专业机械制造技术实验指导书郭永环编江苏师范大学机电工程学院2目录实验一机床夹具的结构设计………………………………………………1实验二加工误差的统计分析………………………………………………73实验一机床夹具的结构设计实验一、实验目的1．观察机床夹具，了解机床夹具的组成、各种定位方法和定位元件、夹紧方法和夹紧元件。2．掌握夹具设计原理和设计特点，绘制有关的夹具简图。二、实验设备和工具1．机床专用夹具2．拆装和调整工具三、实验内容1．对机床夹具进行拆装，了解机床夹具的定位原理和加紧方案，掌握夹具的组成结构。2．绘制机床夹具的装配草图。四、实验原理1．根据六点定位原理，零件加工表面，确定零件在加工过程中应该限制的自由度数目，采用不同的定位元件实现零件的定位要求。根据零件的定位方案，选择合理的零件夹紧方法，选用适合的夹紧元件，确定夹紧力的大小。通过连接元件与夹具体将夹具定位组成部分装配到一起，实现定位与夹紧功能。五、实验步骤1.观察机床夹具，分析该机床夹具的组成及各主要部分的作用；2.对机床夹具进行拆装，了解机床夹具所在机床规格、性能以及与夹具联结处的结构和有关联系尺寸；3.绘制机床夹具的装配草图。在经过分析、论证夹具结构之后，即可按草图所形成的总图正式绘制成夹具总图。要求图面大小、比例、视图布置、各类线条粗细等均要严格符合机械制图国家标准的要求。夹具总图中除应将结构表示清楚外，还应反映以下几方面的内容：1）标注有关尺寸、公差及配合，包括：（1）夹具外形轮廓尺寸；4（2）重要部位的配合尺寸与配合性质；（3）重要元件装配的位置尺寸及公差；（4）其它装配尺寸或安装尺寸。2）制定夹具的技术条件夹具的技术条件按夹具的类型和工作方式的不同，其基本内容或主要技术条件可归纳为：（1）位元件之间或定位元件对夹具体底面之间的相互位置要求；（2）定位元件与连接元件（或找正基面）间的相互位置要求；（3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的相互位置要求；（4）定位元件与向导元件间的相互位置要求。以上四项技术条件是保证工件加工质量所必须的，而且也是夹具装配、验收和定期维修的依据。3）夹具零件的编号及编制零件明细表夹具总装图上零件的编号和明细表的填写可按机械制图的有关规定进行。5机床夹具的机构设计实验报告班级____________姓名____________学号____________同组实验人姓名________________实验日期___________一、实验记录根据测量尺寸绘制夹具装配图6二、实验分析1.分析夹具所限制零件的自由度2.分析零件的加紧方案三、思考题1.夹具的组成及其作用？2.理解六点定位原理及其应用？3.比较定位元件和夹紧元件的区别？成绩评定_____________指导教师___________7实验二加工误差的统计分析实验一、实验目的1．了解机械加工过程中工件的尺寸分布状态和变化规律，学习和掌握加工误差的统计分析方法。2．了解实现零件关键尺寸工序质量控制所需的一种常用硬件设备，认识工序质量控制软件的几项基本功能—直方图、控制图、工序能力系数Cp值的意义。3.了解轴承测量仪的结构和功能，掌握其操作方法。4.初步学习工序质量控制软件的运用，对产品加工过程的质量变化情况进行初步分析，并尝试提出一些改进措施。二、实验设备和工具1．轴承测量仪、计算机。2．φ30mm轴试样。三、实验内容1．按试样序号顺序测量试样。2．对检测数据进行处理，分析加工误差的类型与产生的原因。四、实验原理1．分布图法在研究加工误差问题时，常常应用数理统计学中的一些“理论分布曲线”来近似代替实际分布曲线，其中应用最广的是正态分布曲线，它是在自然界和生产中经常遇到的分布规律。概率论证明：在调整好的机床上加工，引起误差的因素中没有特别显著的因素，当加工情况正常时，在相同工艺条件下加工出来的一批零件，实际尺寸分布总是在一定范围内变化，可以看作是正态分布。也就是说，若引起系统性误差的因素不变，引起随机性误差的多种因素的作用都微小且在数量级上大致相等，则加工所得的尺寸将按正态分布曲线分布。分布曲线是加工精度的客观标志，可用来判断一种工艺能否保证加工精度，并能看出影响精度的主要原因。分布图与工艺能力分析相8结合，是分析加工误差十分有用的工具。在实验过程中，根据加工情况所做实验分布曲线符合正态分布，则说明工艺过程是稳定的。若出现明显差异，说明工艺过程不稳定，工艺系统中存在系统误差因素。因此，根据分布曲线可以很方便的推测、判断工序的加工情况。2．点图法点图法是按一批零件的加工顺序作出的尺寸变化图。从图上可以看出整个加工过程中误差变化的全貌，实质上就是按零件的加工顺序分解了正态分布曲线，通过点图很容易综合出一批零件的分布曲线图。点图可用来观察加工过程中，变值系统性误差和随机性误差的大小及变化规律，判断工艺过程的稳定性，并在加工过程中提供控制加工精度的资料，统计零件在加工过程中尺寸的变化趋势，决定机床重新调整的时间。五、实验步骤1.打开电脑，调整好轴承测量仪。将数字千分表装在测微台的正确位置上并固定，确定系统的硬件系统连接正确，接通计算机，确认系统的软件和硬件能够进行有效通信，即系统能够采集零件的数据信息。2.为了测量出准确的零件尺寸值，必须在测量之前，使用标定件（基准零件）对测量系统进行标定。标定过程的具体操作为：将标定尺寸输入计算机相应的栏目内，然后把标定件放在测量位置，等读数稳定后按下数字千分表表面上的“清零”按钮，使数字千分表清零。当换上待测的其它零件时，数字千分表上的读数将是该零件相对于标定零件的偏差值，计算机会自动将该偏差值与标定件的精确值相加，这样就得到了该被测量零件的实际值。3.输入被测量的基本信息并进行相应分析。其步骤如下：（1）双击桌面上的（工序质量管理）图标，进入主界面；9（2）设置串口号：在本系统中，默认值为com1；（3）参数设置：即对本次操作的标准件尺寸以及参考尺寸的设置；参考尺寸是系统用来判断在测量夹具（千分表机座）上是否有被测工件的一个参数。其取值方法为：将任一个被测工件置于测量夹具上，待读数稳定后，按清零按钮；再取走工件，得到一读数D0,参考尺寸值即为D0/2。标准件尺寸是系统用作标定的参数。所谓标定就是将一尺寸精确的标准件作为参考零点，当检测其它工件时，千分表的读数为被测尺寸与标准件尺寸之间的偏差。被测工件的实际尺寸是标准件尺寸与千分表读数之和。（4）设置工位信息，本例中设φ30即上下偏差为30μm，其它自行定义。（5）添加成功后，返回主界面，点击主界面上的[开始接收]按钮，系统开始收集由千分表传送来的数据。（6）将工件置于被测位置，等数据传送至计算机后，再取零件。（7）传输完成后（本例共100个），点击[停止接收]按钮终止接收数据。（8）此时，数据显示区内显示所传输的数据，点击控制图，直方图可以显示所绘制的图形；点击能力分析时，可观测到Cp值以及各项指数参数，点击[评定按钮]可对本班次零件给出评语；（9）若需要打印本次数据，则可点击[打印报表]按钮进行打印；（10）完成本次实验后，不需要保存的话，可点击[清空数据]（注意清空数据时请仔细看清选项，是否是需要删除的选项）进行删除所选项的操作；（11）完成后，需要退出系统，点击界面上的[退出]即可。10加工误差的统计分析实验报告班级____________姓名____________学号____________同组实验人姓名________________实验日期___________一、实验记录实验数据统计二、实验分析1.绘制分布曲线图，横坐标为试件的尺寸，纵坐标为频率。112.绘制该批试件的点图，横坐标为试件序号，纵坐标为试件尺寸。3.绘制该批试件的X-R图，横坐标为试件组号，纵坐标为试件尺寸。4.计算工序能力系数12三、思考题1.本工序实际分布曲线是否服从正态分布规律？2.根据工序精度系数，本工序属于几级精度工艺能力？3.本工序的工艺过程是否稳定？如不稳定，试分析原因？成绩评定_____________指导教师___________