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机床静刚度测定实验指导书.doc

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机床静刚度测定实验指导书.doc
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1机床静刚度实验一、实验目的:通过实验,使学生进一步了解由机床(包括夹具)一工件一刀具所组成的工艺系统是一弹性系统,在此系统中因切削力、零件自重及惯性力等的作用,工艺系统各组成环节会产生弹性变形及系统中各元件之间若有接触间隙,在外力的作用下会产生位移,并且熟悉机床静刚度的测量方法和计算方法,从而更深的理解机械制造工艺中的工艺设备及其对零件加工质量的影响,提高学生分析和处理问题的能力。二、实验装置机床一台 静刚度测定装置一套图 1 机床静刚度测定装置图三、实验方法与步骤1、 如上图所示,在机床的两顶尖间装夹一根刚度很大的光轴 1 (光轴受力后变形可忽略不计)。2、 将加力器 5 固定在刀架上,在加力器与光轴间装一测力环 4。3、 在测力环内孔中固定安装一个千分表,当对如图 1 所示安装的测力环施加外力时,其中的千分表指针就会变动,其变动量与外载荷之间对应关系可在材料试验机上预先测出,千分表 2、3、6 的指针也会因与之接触部位的位移而变动。4、实验时用扳手扭转带有方头的螺杆 7,以施加外载荷(Fy) 。然后读出靠近在车头,尾座和刀架安放的千分表(2) 、 (3) 、 (6)的读数,并记录下来填入表 1 中。刀 架2表 1 外加载荷与千分表读数记录尾座套筒伸出 5mm 尾座套筒伸出 105mm千分表读数(μm) 千分表读数(μm车头 刀架 尾座 车头 刀架 尾座测力环受载荷( N)加载减载加载减载加载减载测力环受载荷N加载减载加载减载加载减载0 0 0 0 0 0 01002003004005006007008009001000根据以上数据,计算出床头、刀架和尾座的受力 F 头 、F 刀 和 F 尾 。为了说明尾座套筒伸出长度对刚度的影响,实验时可将套筒分别伸出 5mm 和105mm。并分别测出千分表读数和计算出刚度的数值,填入表 2 中。表 2 机床静刚度计算1000Nj 机 j 头 j 尾 j 刀5mm105mm四、静刚度的计算为了计算方便,实验时可将测力环抵在刚性轴的中点处。故机床、床头、刀架它们之间的刚度关系可以用下式表示:式中: ; ;)j1(4j1尾头刀机 头头头 YFj刀刀刀j尾尾尾 YFj测 力 环 载 荷静 刚 度尾 座 套 筒 伸 出3机床静刚度测定实验报告专业 班级 姓名 成绩 实验日期 一、实验原理二、实验设备三、实验步骤4四、实验记录1、 测力环变形与加力关系测力环所受载荷(N)千分表读数(μm) 测力环所受载荷(N)千分表读数(μm)2、外加载荷与千分表读数尾座套筒伸出 5mm 尾座套筒伸出 105mm千分表读数(μm) 千分表读数(μm)床头 刀架 尾座 床头 刀架 尾座测力环受载荷(N)加载 卸载 加载 卸载 加载 卸载 加载 卸载 加载 卸载 加载 卸载0 0 0 0 0 0 010020030040050060070080090010005五、机床静刚度计算800(N)测力环载荷静刚度尾座套筒伸出量j 机 j 头 j 尾 j 刀架5mm105mm六、画出尾座套筒分别伸出 5mm 和 105mm 时尾座的刚度曲线图, (其中横座标为尾座位移量 Y 尾 ,纵座标为尾座所受切削分力 F 尾 。 )七、根据实验数据及所作刚度曲线对实验结果进行分析1. 加载和减载曲线不重合的影响因素。2. 提高刚度的途径。3. 实验体会。6
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