机械制造装备设计实验指导书样本.doc

机械制造装备设计试验指导书

课程编号：0580
课程名称：机械制造装备设计
英文名称：Mechical Equipment Design
试验指导书名称：一般车床几何精度检验试验指导书
一、课时学分
总课时：48 学分：3 试验课时：2 开课学期：5-6
二、试验目标
1、了解本试验中所检验车床精度相关项目标内容及其和加工精度关系。
2、了解车床精度检验方法及相关仪器使用。
3、掌握所测得试验数据处理方法和检验结果曲线绘制及分析。
三、试验基础原理
依据一般车床精度检验标准，本试验进行其中五项。
第一、二、三项是检验溜板移动时轨迹，因为床身导轨制造误差或因长久使用后磨损及变形，使得溜板移动轨迹不是一条直线，而是一条空间曲线，这一条空间曲线能够用这三项精度来表示：
第一项：溜板移动在垂直平面内不直度，检验方法，在溜板上靠近床身前导轨处放一个和床身导轨平行水平仪，移动溜板，每隔500mm（或小于500mm）统计一次水平仪读数，在溜板上全行程检验，见图一。

图一　第一项精度检验示意图
依据所测得各段水平仪读数，绘制溜板移动运动曲线，以运动曲线二端点联线作为基准线，由曲线上各点作基准线平行线，其中相距最近二根平行线之间纵座标距离即为其不直度误差。
溜板移动运动曲线作法以下：
以溜板行程为1500mm，溜板长度为500mm车床为例，水平仪纵向安放在溜板平面上，当溜板处于近主轴端极限位置时，统计一个水平仪读数，如+a（格）（“+”代表水平仪气泡移动方向和溜板移动方向相同，如相反，则为“－”）移动溜板，每隔500mm（或少于500mm）就统计一次读数，到移动行程为1500mm时得出三个读数，如为+b、-c、-d。以导轨长度（即溜板各段行程所在导轨位置）为横座标，水平仪读数为纵座标，依据水平仪读数依次画出各折线段，并使每一折线段起点和前一折线段终点相重合，即得出运动曲线。（见图二）联接曲线二端点OD，作为基准线，量出曲线上B点到OD线纵座标距离δ全为最远，即为溜板在全行程内不直度误差，假如要求1000mm行程内不直度误差，则把每个行程为1000mm之间二端点相连，作为该1000mm行程中基准线，找出这1000mm行程中不直度误差，然后取各个1000mm行程不直度误差中最大值，即为1000mm行程内不直度误差，图二中δm1>δm2，则δm1即为1000mm行程内不直度误差。

图二　溜板移动运动曲线
如曲线不在二端点联线同一侧时，则取其包容线间最大座标距离为不直度误差。
对溜板行程≤1000mm一般车床。
第一项精度允差为：
每1000mm行程上为0.02。全行程上为0.02（一般导轨只许凸）
第二项：溜板移动倾斜
检验方法：在溜板平面上放一个和床身导轨垂直水平仪。移动溜板，每隔500mm（或少于500mm）统计一次水平仪读数，在溜板全行程上进行检验，见图三。

图三　第二项精度检验示意图
水平仪在每1000mm行程和全行程上读数最大代数差，值即为本项检验误差。
第二项精度允差为：
每1000mm行程上为0.03/1000。全行程上为0.03/1000
第三项：溜板移动在水平面内不直度。
检验方法：在前后顶尖间，顶紧一根检验棒，是圆柱。将千分表固定在溜板上，千分表测头顶在检验棒侧母线上。调整尾座，使千分表在检验棒二端读数相等。移动溜板，分段统计千分表读数。在溜板全行程上进行检验，见图四。

图四　第三项精度检验示意图
依据各段行程所测得千分表读数，绘制运动曲线，即可找出每1000mm行程和全行程上不直度误差。
第三项精度允差为：
每1000mm行程上为0.015。全行程上为0.015
第五项：主轴锥孔中心线径向跳动。
本项精度是指主轴锥孔中心线在空载时缓慢旋转一周过程中最大径向跳动量，这项误差关键来自主轴零件制造误差，主轴轴承误差，装配棒和检验棒本身制造误差（关键是检验棒被测部分和其锥体中心线不一样轴度）等综合原因。
通常主轴锥孔中心和主轴旋转中心线不仅不一样轴而且不平行，所以为了限制这两个方面误差，在精度标准上要求必需在二个轴向位置上测定，一个位置是靠近主轴端部a点，另一位置是距离a点300mm处b点。
检验方法：在主轴锥孔中紧密地插入一根检验棒，将千分表固定在机床上，使千分表测头顶在检验棒表面上，旋转主轴，分别在a、b二点检验径向跳动，见图五。

图五　第五项精度检验示意图
为了排除检验棒本身误差，在检完一次后，拨出检验棒，旋转180°后再插入主轴锥孔，然后根据上述方法再检验一次，取每处二次千分表读数代数平均值，即为其径向跳动数值。
第五项精度允差为：
a处　0.01　　　b处　0.02
第六项：溜板移动对主轴中心线不平行度。
溜板移动轨迹是一条空间曲线，它和主轴中心线不平行度要在垂直面和水平面二个方一直表示，所以精度标准上要求要在垂直方向a和水平方向b分别进行测定。
检验方法：在主轴锥孔中紧密地插入一根检验棒，将千分表固定在溜板上，使千分表测头顶在检验棒表面上，移动溜板，分别在上母线a（即垂直方向）和侧母线b（即水平方向）上检验，见图六，检验长度为300mm。

图六　第六项精度检验示意图
为了排除主轴锥孔和检验棒本身径向跳动误差，在检验一次后，将主轴连检验棒一起旋转180°，然后根据上述方法再检验一次，取每个方向二次千分表读数代数平均值，即为本项检验误差。
第六项精度允差：
a方向：　0.03（只许向上偏）　　b方向：　0.015（只许向前偏）
四、试验基础要求
1.每次试验前，学生要进行预习试验汇报中要求试验内容，由指导老师讲授相关试验原理、试验方法、试验时要注意事项等；
2.试验时，学生之间要相互配合，根据试验指导书要求完成要求试验内容。
3. 测量主轴锥孔中心线经向跳动时，在第一次测量后，为了消除圆柱长试样棒影响，应将样棒旋转180度后在测量一次。

五、考评和汇报
试验结束，学生要独立处理在试验时统计相关试验数据，由指导老师签字确定后完成试验汇报。
1、原始数据统计表；
2、数据处理计算（绘制所测精度曲线、注出所测机床误差值）。
3、结论及原因；

六、关键仪器设备
1、试验机床：CA6140一般车床
2、测量仪器：框式水平仪，千分表，磁力表座，锥尾检验棒，圆柱长检验棒。
本试验所用框式水平仪刻度值为0.025/1000，它表示水平仪放在一米长平尺上，平尺一端垫起0.025mm时，水平仪玻璃管中气泡恰好移动一格，试验水平仪放在溜板上，溜板长度为L，如用刻度直为0.025/1000水平仪，则气泡移动一格，表示溜板二端高度相差H，图七所表示，

图七　水平仪测量高度差原理图
H值计算式以下：
　(mm)
假如气泡移动n格，则溜板二端高差δ=n·H，水平仪读数符号，习惯上要求为气泡移动方向和水平仪移动方向相同时，读数为正值，相反时为负值。

七、试验项目和内容提要
序
号
实 验
名 称
内 容
提 要
每组
人数
试验
课时
试验
要求
试验
类别
试验地点
01
清理及准备工作
（1）揩清机床导轨，并加润滑油，揩清溜板、安放水平仪平面及水平仪接触面;（2）揩清主轴锥孔及检验棒;（3）水平仪安放必需平稳、不可摇动;（4）安装主轴检验棒时，应对准锥孔中心，用力插入，使之接合牢靠.
15
2

试验室
02
测量及统计
能够不按次序分别检验上述五项精度，按上节所述检验方法进行测量及统计数据。
15
2

03
整理试验汇报，填写表格，绘制曲线，分析问题。
测量主轴锥孔中心线经向跳动时，在第一次测量后，为了消除圆柱长试样棒影响，应将样棒旋转180度后在测量一次。
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2

八、适用专业
机械制造