实验一：车床静刚度测量.PDF

实验一：车床静刚度测量 一． 实验目的 1． 了解机床静刚度对加工精度的影响。 2 ．熟悉机床静刚度的测定方法。 3 ．巩固所学机床刚度的概念，画出机床静刚度曲线。 二． 实验原理及方法 机床静刚度 Ks 是机床在稳态下工作（无振动）的刚度，它衡量机床抵 抗静载变行的能力。 静刚度的概念，一般用下式表示： Ks=F/Y 式中：Ks静刚度（Kg/mm ） F切削力（Kg ） Y在 F 作用下刀刃与加工面之间的相对位移（mm ）。 但是从工艺观点来研究问题时，我们认为在切削分力 Fy 方向上的变行 要比其它切削分力作用方向上的变形大得多，所以 Fy 对加工精度的影响占 主要地位，故又可以用下式表示工艺系统刚度 Ks=Fy/Y 工艺系统在受力情况下的总位移量 Y 是各个组成环节的位移量迭加， 根据测量数据可得出： 刀架刚度 KsD=Fy/YD 主轴刚度 KsQ=Fy/2YQ 尾座刚度 KsH=Fy/2YH 在根据车床变行 Ys 为前后顶尖变行位移的平均值和刀架变形位移之和。 Ys=Fy/Ks=1/2 （Fy/2KsQ+Fy/2KsH ）+Fy/KsD 化简后 1/Ks=1/4 （1/KsQ+1/KsH）+1/KsD 这样车床静刚度 Ks 即可求出。 本实验采用三向刚度仪的静态测定法测定车床静刚度。车床静刚度测 1 定实验装置，如图 1 所示。 1 2 3 4 5 6 图 1 刚度测定加载装置 图中 1 、前顶尖；2 、测力环；3、加力螺钉；4 、弓行加载器；5、摸拟刀杆； 6、接长套筒 图中弓形加载架刚度足够大，其变形略去不计，通过加载器上的加力螺 钉 3 进行加力 Fy 。Fy 经钢球传至测力环 3，由测力环的千分表指示出所加 Fy 力的数值。床头、尾座、刀架部件均在 Fy 力作用下发生变性位移，三个 部位各安装一个千分表，测其变形位移 YSQ 、YSH 、YSD 。在根据公示计算出 床头、刀架、尾座各部件的刚度，然后计算出机床静刚度 Ks 。 实验时，加载螺钉孔间夹角 α=15 °，β角选为30 °。 根据公式：Fx=F • Sinα Fy=F • Cosα• sinβ Fz=F • Cosβ• cosβ 注意事项： 1． 实验前擦净弓形加载器支架中心孔，调好机床可动部件和紧固部件， 弓形加载支架与主轴的联接要牢固不得有松动。 2 ． 实验所用千分表，在使用前要检查灵敏度，安装时要调好零点（预压 1 圈）。 3 ． 每次加载或卸载后，不应立即读数，应停一会再读数。 三. 实验仪器及材料 1． 弓行加载支架（自制）。 2 ． 八角行测力环。 2 3 ． 摸拟刀杆（自制），安装在车床小刀架上。 4 ． 千分表磁力表座。千分表读数值（0 。001mm ）。 四. 实验步骤 1． 主轴和尾座各安装顶尖，将弓形加载架用接长套筒开口槽套与支架上 的定位杆上，将其固定，将尾座固定螺钉紧固好。 2 ． 分别安装三块表，调整好零位。 3 ． 用弓形加载支架上的加力螺钉上的钢球压紧测力环，事先有一个预紧 力。 五. 析整理实验数据 1、加、卸载记录