机械制造技术基础
实 验 报 告 书
班级
姓名
学号
机械工程系
实验一 车刀几何角度测量实验报告
一、课程名称：机械制造技术基础
二、实验名称：车刀几何角度测量实验
三、实验设备：车刀量角仪；车刀模型
四、实验目的：
了解车刀量角仪的结构、工作原理和使用方法；
掌握车刀主要几何参数的测量方法；
加深对有关基本概念的理解，并了解车刀几何角度在切削过程中的作用。
五、实验内容：
熟悉和调整车刀量角仪；
测量45°弯头外圆车刀、90°车刀、直头外圆车刀、螺纹车刀的六个主要几何角度。（任选二到三种车刀测量）
六、实验报告：
任选一种刀具，画图标注刀具正交面内的前角γ0、后角α0、副后角α0’ 、主偏角κr、副偏角κr′和刃倾角λ
车刀量角仪型号：
车刀几何角度实测记录
被测车刀
前角γo（°）
后角αo（°）
副后角αo’（°）
主偏角κr（°）
副偏角κr′（°）
刃倾角λs（°）
正交平面
法平面
正交平面
法平面
副正交平面
基面
基面
切削平面
七、思考题：
45°弯头外圆车刀车外圆和端面时，主、副切削刃分别在什么位置，画图示意（要求示意工件、刀具，指出进给运动方向、已加工表面、待加工表面、过渡表面）
为什么在车刀的工作图上不标注副前角?
车刀按结构分常见类型有哪些？各有何优缺点？
用车刀正交平面、法平面角度换算公式分析实验结果。
实验二 车床三箱结构认识实验报告
一、课程名称：机械制造技术基础
二、实验名称：车床三箱结构认识
三、实验设备： 车床
四、实验目的：
了解主轴箱、进给箱、溜板箱的内部结构，加深对实际车床的感性认识。
了解主轴箱、进给箱、溜板箱的传动路线和传动原理。
了解主轴箱、进给箱、溜板箱中各操纵机构的功能和操作方法。
了解各箱体内传动的相互关系。
五、实验内容：
打开主轴箱盖，观察双向多片式摩擦差离合器、制动器的结构形式和工作原理。
对照图纸，辨别每根传动轴的轴号，观察它们的传动顺序。
?观察变速机构的工作原理，了解滑动齿轮的作用和操纵机构的工作原理。
分别观察主轴高速正转、低速正转和反转时的传动路线，记录传动时经过的轴、齿轮。并分别计算总传动比。
打开挂轮盖，观察挂轮架传动、变速原理。了解挂轮架的构造、用途和调整方法。
打开变速箱盖，观察内部结构，了解传动路线，变速原理。
了解光杠、丝杠的运动传递原理，纵向进给和横向进给的工作原理。
了解车床的润滑、其它部分的结构等。
六、实验报告：
车床型号：
主轴箱传动纪录：
表2-1 主轴箱传动记录
输出
转速
主轴
转向
经过传动轴
经过传动齿轮
总传动比
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
写出一条你观察到的具体的主运动、进给运动传动链的传动路线表达式。
七、思考题
CA6140主要由哪些部件组成？各部件的功用各是什么？
变换车床主轴的正、反转向时，靠哪些零件或部件来实现？写出调整变换过程。
溜板箱的运动是靠那些零件由哪里传递来？
什么是互锁机构？为什么丝杠传动与纵向、横向机动进给不能同时接通？
在CA6140进给传动链中，能否用单向摩擦式离合器代替齿轮式离合器M3、M4、M5?为什么?
实验一 车刀几何角度测量实验
一、实验目的
1.了解车刀量角仪的结构、工作原理和使用方法；
2.掌握车刀主要几何参数的测量方法；
3.加深对有关基本概念的理解，并了解车刀几何角度在切削过程中的作用。
二、实验设备
车刀量角仪；车刀模型
三、实验装置和实验原理
（一）车刀量角仪的结构及特性
本仪器用于测量各种车刀的正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面、背平面参考系的几何角度。其结构如图1-1所示。
34c4a4b455b5c5a3b3a
3
4
4a
4b
4
5
5b
5c
5
3b
3a
2d
2
2a
12c2b图1-1
1
2c
2b
盘形工作台
矩形工作台
2a 矩形工作台指针
2c固紧螺钉
2b 滑动刀台
2d 被量刀具
主量角器
3a 量刀板与指针
3b 升降螺母
副量角器
4a 指针
4c 摇臂
4b 固紧手轮
附件
5a 立柱
5c 手轮
5b 量角器支座
（二）使用方法（以直头外圆车刀为例）
1、测量主偏角：主偏角是在基面上测量的主切削刃S与车刀进给方向之间的夹角。测量时，车刀放在滑动刀台2b上，用刀台的侧面和底面定位。此时刀台底面表示基面，刀台侧面表示车刀轴线，量刀板正面表示车刀进给方向。以逆时针方向旋转矩形工作台，同时推动车刀沿刀台侧面（紧贴）前进，使主切削刃与量刀板正面密合。此时矩形工作台指针2a指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角。（如图1-2所示）
图1-2
2、测量副偏角：副偏角是在基面上副切削刃与车刀进给方向之间的夹角。测量时逆时针方向旋转矩形工作台，同时推进车刀使副切削刃与量刀板正面贴紧读出的刻度值即为副偏角。（如图1-2所示）
3、测量刃倾角：刃倾角是在切削平面上测量的主切削刃与基面间的夹角。量出主偏角后，矩形工作台位置不变，旋松定位手轮5c，逆时针方向旋转升降螺母3b，微升量角器，并微推进车刀，使量刀板底面对准并紧贴在主切削刃上，量刀板指针在量角器刻度上读数即为刃倾角。（如图1-3所示）
4、测量前角：前角是在主剖面内测量前刀面与基面之间的夹角。测量时，在滑移刀台上定好位的车刀随矩形工作台逆时针方向旋转旋转主偏角的余角，使主切削刃与量刀板侧面紧贴，此时量刀板的正面即为正交平面，量刀板底面与前刀面贴紧时所转过的度数即为前角角度值。（如图1-4所示）
5、测量后角：后角也是在正交面内测量的后刀面与切削平面之间的夹角，车刀的定位与测前角相同，只是使量刀板的侧面与车刀的后刀面贴紧，此时量刀板所转的角度即为后角角度值。（如图1-5所示）
6、测量法平面参考系车刀几何角度：测量法平面参考系车刀几何角度时，主偏角、刃倾角、副偏角均与测正交平面面车刀角度的原理与方法相同。只是在测量法前角与法后角时，应旋松固紧手轮4b，旋转摇臂4c，按刃倾角正负值逆（顺）时针方向旋转刃倾角值后，用固紧手轮固紧即可按法前角和法后角定义分别测出。
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（三）注意事项
1.在测量前必须对0 对心：即车刀量角仪上三个刻度都对0时；旋转升降螺母使量刀板指针下降，其量刀板指针与矩形工作台垂直对心。
2.为了减少间隙，测量准确，在副件上有一个锁紧手轮5c，调节手轮即可。
3.本产品在没有使用时，请注意防尘、防潮保管。
四、实验内容：
1.熟悉和调整车刀量角仪；
2.测量45°弯头外圆车刀、90°车刀、直头外圆车刀、螺纹车刀的六个主要几何角度。（任选二到三种车刀测量）
五、附录：
正交平面、法平面系前、后角换算公式
实验二 车床三箱结构认识
一、实验目的
1.了解主轴箱、进给箱、溜板箱的内部结构，加深对实际车床的感性认识。
2.了解主轴箱、进给箱、溜板箱的传动路线和传动原理。
3.了解主轴箱、进给箱、溜板箱中各操纵机构的功能和操作方法。
4.了解各箱体内传动的相互关系。
二、实验设备
实验设备为普通卧式车床。
三、实验原理
（一）主轴箱
CA6140车床的主轴箱是一个比较复杂的部件。工件的旋转运动和车刀的纵横向运动都是通过主轴箱传递。了解车床的传动原理首先应从了解主轴箱的传动原理开始。图2-1是主轴箱的传动系统图。实验时可将实物与图纸进行对照，加深对主轴箱内部结构的了解。
图2-1 主轴传动系统图
1.卸荷式带轮
主轴箱的动力是从主电机经过皮带轮和三角带传给轴Ⅰ并输进主轴箱，为防止轴Ⅰ在三角带的张力作用下产生弯曲变形，设计时将皮带轮先通过花键套、滚动轴承和法兰盘安装在箱体上。从而使张力由床身承受，扭矩由花键套传给轴Ⅰ。轴Ⅰ不再因皮带的张力而产生弯曲变形，故轴Ⅰ上的零件的工作条件得到改善。
2.双向多片式摩擦离合器
如图2-2所示，双向多片式摩擦离合器安装在轴Ⅰ上。摩擦离合器由内摩擦片2 、外摩擦片3 、止推片4 、压块7 及空套齿轮1和8组成。左离合器传动主轴正转，正转主要用于切削，传递的力矩较大，所以片数较多（外摩擦片8片，内摩擦片9片）。右离合器传动主轴反转，主要用于退刀，片数较少（外摩擦片4片，内摩擦片5片）。
内摩擦片2安装在轴Ⅰ的花键上，与轴Ⅰ一起旋转。外摩擦片3的外圆上有四个相当于键的凸起装在齿轮1的缺口槽中，外片空套在轴Ⅰ上。当杆9通过销5向左推动压块7时，内片2和外片3相互压紧，于是轴Ⅰ的运动便通过内外片之间的摩擦力传给齿轮1 ，使主轴正向转动。同理，当压块7向右压时，可使右离合器的内外摩擦片压紧，使主轴反向转动。当压块7处于中间位置时，左、右离合器都处于脱开状态，这时轴Ⅰ虽然转动，但离合器不传递运动，主轴处于停止状态。
图2-2 双向摩擦离合器、制动器及其操作机构
3.变速操纵机构
主轴箱中共有7个滑动齿轮，其中五个用于改变主轴的转速，另有两个分别用于车削左右螺纹及正常螺距、扩大螺距的变换。在主轴箱中共有三套操纵机构操纵这些滑动齿轮。它们分别是:
(1) 轴Ⅱ和轴 Ⅲ 上的滑动齿轮的操纵机构（如图2-3所示）。
(2) 轴Ⅳ和轴 Ⅵ 上的滑动齿轮的操纵机构（如图2-4所示）。
(3) 轴Ⅸ和轴 Ⅹ 上的滑动齿轮的操纵机构。
4.主轴箱中各传动链的润滑
主轴箱和进给箱的润滑是有专门的润滑系统供油的。装在左床腿上的润滑油泵是由电机经三角带传动的，油泵转动后，就使装载左床腿内的润滑油经粗滤油器及油泵，由油管流到细滤油器中，然后再由油管流到分油器内，于是润滑油便通过分油器的油孔和各分支油管对传动件和操纵机构进行润滑。
图2-3 轴Ⅱ和轴Ⅲ上滑动齿轮的操作机构
图2-4 轴Ⅳ和轴Ⅵ上滑动齿轮的操作机构
（二）进给箱
进给箱是调节车刀进给速度的专门部件。主轴转速确定之后，当需要与主轴转速相适配的进给速度时，通过调整进给箱里的变速机构来实现。图2-5是进给箱的装配图。进给箱里有三套操纵机构，它们分别是：基本组的操纵机构（图2-6）、增倍组的操纵机构、螺纹种类变换及丝杠、光杠传动的操纵机构。这些机构的操纵手柄都设在进给箱的正面。图2-7为进给箱传动操作机构图。
图2-5 CA6140型普通车床进给箱
图2-6 基本组操作机构立体图
（三）溜板箱
溜板箱的作用是将丝杠或光杠的旋转运动转换为刀具的纵向或横向直线运动。溜板箱内有纵向或横向机动进给操纵机构及道刀架快速移动机构、换向机构、丝杠开合螺母机构、过载保护机构等。可分别观察认识，如图2-8、2-9所示。
图2-7 进给箱传动操作机构图
四、实验步骤
1.打开主轴箱盖，观察双向多片式摩擦差离合器、制动器的结构形式和工作原理。
2.对照图纸，辨别每根传动轴的轴号，观察它们的传动顺序。
3.观察变速机构的工作原理，了解滑动齿轮的作用和操纵机构的工作原理。
4.分别观察主轴高速正转、低速正转和反转时的传动路线，记录传动时经过的轴、齿轮。并分别计算总传动比。
5.打开进给箱盖，观察内部结构，了解传动路线，变速原理。
6.打开溜板箱盖，观察内部结构，了解光杠、丝杠的运动传递原理，纵向进给和横向进给的工作原理。
7.打开挂轮盖，观察挂轮架传动、变速原理。了解挂轮架的构造、用途和调整方法。
8.了解车床的润滑、其它部分的结构等。
五、实验注意事项
1.实验前先切断总电源，并挂“不得送电”的警示标志。
2.拆装机床时注意安全，以免身体受伤。
3.搬运零件时轻拿轻放，以免零件受损。
4.不要让任何物品掉进箱体内。
5.观察床头箱时不要用脚踩导轨等精密部件。