机械制造技术(下)..docVIP

第一章 概述 机械制造工业是国民经济中起重要作用的基础工业，随着现代科学技术的飞速发展，特别是微电子技术、计算机技术、信息技术与传统机械制造技术的结合，使机械制造工业发生了很大变化，数控机床、加工中心、柔性制造技术等先进的加工技术，增强了企业的生产能力和市场适应性，机械制造业呈现出激烈竞争的高速发展态势。 针对机械制造课程新开设的实验课程也正是基于这种背景而设计的。该系列实验课程涉及机械制造技术中有关机械加工工艺方面的内容，通过实验使学生加深对该部分理论知识的认识，同时又使学生掌握了一些实际的技能。本实验系列所开设的三个实验抓住了机械加工工艺中的主轴回转精度的测量及机械振动的性能等要点，通过一定的实验仪器和手段，使学生在实验中找到理论和实践的结合点，对提高学生的综合素质具有积极的作用。 第二章 实验要求及注意事项 1．实验前按要求认真进行预习。 2．准时到达实验室，除与实验有关的书籍文具外，其它物品不得带入室内。 3．保持室内整洁、肃静，禁止随地吐痰，不准喧哗及打闹。 4．爱护仪器，仔细阅读实验指导书，只有在完全弄清楚仪器各部分功用及操作方法后，方可动手操作仪器。 5．不动与本实验无关的仪器。 6．认真填写实验报告，要求整洁、准确，独立完成。 7．实验完毕，擦好仪器，摆好椅凳，搞好卫生，方可离开。 8．有事要请假，无故不作实验者，以不及格论。 9．凡不遵守本规定，经指出不听者，指导教师有权停止其实验。损坏仪器或设备者按学院有关规定处理。 第三章 实验项目 实验一 机床主轴回转精度的测量实验 一、实验目的： 1．加深对主轴回转精度概念的理解。 2．了解两类主轴回转精度的测量原理及方法。 二、实验属性： 本实验为验证性实验 三、实验仪器设备及器材 1．C620车床及偏心调整盘。 2．DWy—2型振动位移测量仪二台。 3．YB43020B示波器 四、实验要求： 1．实验前预习实验指导书，熟悉实验仪器设备，制订实验方案。 2．实验中应认真观察实验中的数据变化，仔细操作设备。 3．对实验中的数据变化进行初步分析，严格按仪器设备操作规程操作。 4．按实验报告的统一格式要求完成实验报告。 五、实验原理： 机床主轴回转精度是指机床主轴的实际回转情况与理想回转情况相符合的程度。它是机床主要精度指标之一，可以用主轴回转误差运动的范围（即轴心线径向跳动量，轴向窜动量及角度偏摆量）作为衡量指标。 测量主轴回转精度的方法有多种，目前生产中主要采用图1所示的表测法，这种方法简单易行，但存在以下两个主要缺点。 1．不反映主轴在工作转速下的回转精度。 2．不能把主轴回转轴心线的径向跳动和心轴的形状误差及心轴几何轴线相对于回转轴心线的偏心相区别，故需要进行改进。 机床主轴按工作性质可分为工件主轴和刀具主轴两类，前者如车床、磨床主轴、后者如钻床、镗床主轴，对于工件主轴而言。工件随主轴一同旋转，刀具固定，由图1-2可知。回转轴心线在刀尖处加工表面切线方面的跳动分为δ2，对工件加工半径的影响小。 图1-1 表测法示意图 图1-2 回转轴心径向跳动对加工精度的影响 只有法线方向上的跳动分量δ y对加工半径的影响甚大，故方向y称为加工误差感敏方向，在该方向测取为轴心线跳动分量可以正确地评价主轴回转精度对加工误差的影响。因工件主轴的误差敏感方向是固定不变的，故测量方向可以固定，而刀具主轴的误差敏感方向随主转一同旋转，故必须从两个方向测取轴心线的实际跳动量，以此来衡量刀具主轴的回转精度。 工件主轴的测量方法如图1-3所示。在主轴上固定一个偏心调整盘，用来调整标准测钢球，使它对主轴轴心产生一个偏心量e≤0.01mm，在误差敏感方向y上，正对钢球安装一个电容传感器，组成一个电容为C=cS/2mδ的电容器。 式中D电容量=（法拉） S传感器极概面积=（π2） δ传感器极板与钢球表面的间隙（μm） 由于测量钢球的形状误差和表面粗糙度较小，如果忽略不计，则主轴回转时，具间隙δ的变化量为：△δ=eSinωt+δ y e 钢球相对于回转中心的偏心量 ω 主轴回转角速度，ω=2x m/60（1/秒） n 主轴转速 δy 轴心的水平跳动分量 ε 极间媒质的介电常数（法拉/cm） 对于空气介质（法拉/cm） 图1-3 工件主轴测量框图 当间隙变化时，电容C随之改变，由于△δ相对于原始间隙δ极小，可以认为△C或△δ成正比，即电容传感器输出一个与间隙变化量△δ成正比的电容变化量△C。 外接振荡器是一个L—C高频振荡器，它将传感器输入的电容变化量△C，转化为振荡频率变化量△f，输出一个频率为fo±△f的调制信号，该信号经测量仪解调为一个△δ有关的交变电