加工工艺学实验指导书

加工工艺学实验指导书

姓名

班级

学号

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实验须知

一、实验须知：

1、 本课程共有两次实验，同一实验选两个时间，分两组做，共选四个时间段。

2、 课已选好，一般不允许改时间，如特殊原因需提前来改，只对班不对个人。

3、 无故没做实验不予补做，特殊原因要有假条，补做时间，另行通知。

4、 课代表负责提前通知全班同学，以免忘做或漏做。

5、 一次实验不做，考试成绩扣10分，两次不做不允许考试。

6、 迟到5分钟以上者不允许做实验。

7、 认真阅读实验指导书，了解实验内容。上实验课时必须带实验指导书及实验报告。

二、上课地点：

加工工艺学第一次实验————工程训练中心303教室

加工工艺学第二次实验————工程训练中心303教室

爱护仪器设备 保持室内卫生

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目录

（一）第一次实验：测量技术基础实验、（2学时）

1、用万能测长仪测量小轴的外径

2、直线度误差的测量

3、位置误差的测量

4、用表面粗糙度测量仪测量表面粗糙度

5、螺纹的测量

（二）第二次实验：先进加工方法综合实验（2学时）

1、车刀角度的测量

2、电火花实验

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实验一 测量技术基础实验

（一） 用万能测长仪测量工件的外径

一、实验目的

1．加深对长度尺寸测量特点的了解。

2．了解万能测长仪的测量原理、结构及使用方法。

二、实验内容

用万能测长仪测量小轴的外径尺寸。

三、测量原理及仪器结构简介

1．测量原理

万能测长仪是按照阿贝原则设计制造的。被测工件是在标准件（玻璃尺）的延长线上，因此能保证仪器的高精度测量。

在万能测长仪上进行测量，是直接把测件与精密玻璃尺作比较，然后利用补偿式读数显微镜观察刻度尺，进行读数，如图1-1所示。

图 1-1 测量原理的示意图

2．结构简介

万能测长仪主要由基座、测座、尾座、万能工作台以及各种附件组成。如图1-2所示。

基座是底座6和万能工作台2所组成。在底座6的左面导轨上装着测座1，右面导轨上装着尾座4，万能工作台可作五种运动，旋转手轮9可使工作台上升或下降。为了保证万能工作 4 台在承受不同重量的试件时，仍能同样轻易地升降，在底座的右侧内装有一个平衡装置，它的操纵是通过手轮5来进行。

1 测座 2 万能工作台 3 手柄 4 尾座 5 平衡手轮 6 底座 7 倾斜手轮

8 微分筒 9 升降手轮 13 测量手轮 14 调节环 15 紧固螺钉

图1-2 万能测长仪结构图

1 目镜 2 圆分划板 3 固定分划板 4 物镜组 5 精密刻线尺 6 透镜7 光阑 8 光源

图1-3 读数显微镜的光学系统

测座由测杆、读数显微镜、照明装置等组成。测杆内装有一根刻线长度为100mm的基准刻线尺，这就确定了万能测长仪的绝对测量范围0～100mm。测杆右端安装测帽、测钩， 5 是测量中第一个固定测点。

尾座4内装有尾管、尾管头部有测头，测头上可以装置测帽、测钩，是测量中第二个固定测点。

读数显微镜的光学系统如图1-3所示。

光线由灯泡8发出，经过绿色滤色

片7和聚光镜6 以绿色光照明了基准刻

线尺5。基准刻线尺具有分度值为1mm

的刻线100格，其刻线被物镜4成象于

螺旋分划板2上，螺旋分划板上刻有10

圈阿基米德螺旋线，见图1-3，螺距

为0.1mm，它的中央一圈圆周上均匀地

刻上的100条刻线。圆周刻线的分度值

为1μm，当螺旋分划板转一圈，螺旋线

上的每一个点沿径向移动0.1mm，为了

便于读数，螺旋线制成双线的。与螺旋 图1-4 读数显的示值

分划板靠得很近的是固定玻璃平尺3，

其上有10个刻度间隔，分度值为0.1mm。

当测量工件时，必须转动读数显

微镜旁的手轮13，使细长的毫米刻线

对称地位于双线之中方可读数。图1-4

是读数显微镜中的示值，此时的读数

值为79.4685，最后一位数为估读。

四、测量步骤

（1） 将被测工件小轴、测量附件

（顶针架、平面测帽），清洗干净备用。

（2） 参看图1-5，将平面测帽分别

装于第一与第二个固定测点。

（3）接通电源，转动测微目镜的视度调节环14，以调整视度。

（4）将两测帽慢慢接触，转动目镜右边的手轮13，使细长刻线位于双线之

中，记录下此时的读数值d起 。

（5）按图1-5，将项针架与被测工件

小轴装卡好。转动微分筒8，按照实验

报告图纸上所标注的位置，首先将两个

测帽对准I-I的位置。 4.尾座 8.微分筒 9.升降手轮

（6）左右搬动手柄3，观察毫米刻线 10.紧固手柄 15.紧固螺钉

（即目镜中的长刻线）的变动，找出最小

折返点（刻线总在左端某一点往回返，此 图1-5 小轴外径的测量

点即为最小折返点），用手柄3把细长刻线放在最小折返点上，即小轴与测帽相切。

（7）慢慢旋转手轮9，观察毫米刻线的变动，找出最大折返点（刻线总在右端的某一 6 点往回返此点为最大折返点）用手轮9把刻线放在最大折返点上，即小轴的最大径与测帽相切，再用手柄10固紧。

（8）旋转目镜右边的测量手轮13，使细长刻线位于双线之中并记录下此时间的读数值d。

（9）读数值与起始值之差即为被测件的实际外径尺寸d实

d实=d - d起。

（10）按照实验报告图纸上所标注的，依次测出Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ，Ⅳ-Ⅳ的d实.

（11）选取并记录四个截面中最大的实际外径与最小的实际外径。

（12）将最大实际外径与dmax相比较，将最小的实际外径与dmin相比较，进行合格性判断。

（二） 直线度误差的测量 7

一、实验目的

1．掌握直线度误差的测量及数据处理方法。

2．加深对最小条件的理解与应用。

二、实验内容

用框式水平仪测量车床导轨的直线度误差。

三、测量原理及仪器简介

1．测量原理

对于车床导轨这样窄而长的平面，为了控制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。常用的量具有框式水平仪、自准直仪等。使用这些量具的共同特点是测定微小角度的变化。由于被测表面存在着直线度误差，量具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变化。如果节距一经确定，这个变化的微小倾角与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。通过对每个测点的测量，得出变化的角度，用作图方法，即可求出被测表面的直线度误差值。

2．结构简介

图2-1 读数为0的位置

a 读数值为+2（格） b 读数值为-1（格）

图 2-2

框式水平仪的结构很简单，主要由主测水准与调整水准组成。主测水准的结构如图2-1所示由一玻璃管制成，内有一气泡，在玻璃壁上有刻度，其刻度值为0.02mm/M。在实验中，我们只要记录气泡移动的格数即可。测量中气泡左移为正，如图2-2a所示。气泡右移为负，如图2-2b所示。

用框式水平仪测直线度误差是采用跨桥法测量，如图2-3所示。将框式水平仪放置于桥板之上。此时的分度值△h2=0.002mm如图2-4所示；

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图 2-3

图 2-4

h2 002.002.01000100112mmhLL mm

式中： L2——桥板长度。

L1——使框式水平仪移动一格的长度。

△h1——框式水平仪的刻度值。

四、测量步骤

1．按图2-1所示，将桥板放置在车床导轨的0段位上，桥板的两个小轴要对准0段位的前后刻线。框式水平仪放置在桥板之上。

2．调整车床导轨上的螺钉，使框式水平仪的气泡两端左右对称，处于图2-1的位置上。

3．用手扶住框式水平仪，与桥板一起移动到第1段。桥板的两个小轴依然要对准第1段的前后刻线。记录此时读数值（格）。

4．依次测量至最后一段。

5．求出各段的累积值。由于读数值是单独每一段前后两点的高低差，而整条直线的直线度误差就必须用首尾相接的方法将整条直线的累积值求出。取原点的累积值h0=0，其余各点的累积值hn等于：

hn=an+(hn—1)

式中： hn——第n点的累积值（格）

an——第n点的读数值（格） 9 hn-1——第n-1点的累积值（格）

举例如下：

测段序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

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读数值（格） 0 -2 -1 +1 +2 +2 +1 -1 0 -3 -2 0 -1

累积值（格） 0 -2 -3 -2 0 +2 +3 +2 +2 -1 -3 -3 -4

6．作图。X轴是测段序号，Y轴是累积值。Y轴的刻度要依据实测的累积值均匀的分布在Y轴上。

在坐标上根据累积值依次找到各点位置，用折线连接。

图2-5

7．作两条平行直线包容折线，其中一条直线必须与折线的两个最高（最低）点接触，在两点之间，应有一个最低（最高）点与另一条直线接触，这两条平行直线之间的区域才是最小区域。

8．在Y轴上直接量取所包容的格数。如图2-5所示

f（格）=6.4（格）

9．将误差（格）值乘以分度值，换算成线性误差值。

f=6.4×0.002mm=0.0128mm

10．将误差值与公差值相比较，作合格性判断。