1、机械制造工艺学实验指导书中南林业科技大学机电工程学院实验一 定位原理、定位元件及夹具组成观摩实践1实验目的(1)通过具体实物观摩实践，加深学生对定位原理的理解，直观地认识完全定位和不完全定位方式的实际应用。(2)了解常用夹具的构造和组成，增强对夹具构造的感性认识。(3)熟悉常用的定位方式和定位元件，加深对常用定位元件结构和功能的认识。(4)巩固课堂所学理论知识，培养学生分析问题、解决问题的能力。2实验所用设备或模型各种定位元件、各种典型夹具实物模型。3要求(1)学生在观摩实践之前，应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容，带着若干相关问题在实践中求答案。(2)学生在实践中要做好记录，要按实践内容
2、认真整理并写出实践报告。4观摩实践内容(1)分析两种以上不同夹具的定位原理，说明所限制的自由度，并以示意图表示出。(2)钻模结构主要由哪几部分组成?(3)了解铣床夹具结构主要由哪几部分组成?5.通过此次观摩实物夹具，要求学生围绕定位原理、定位元件结构、工件安装方式，常见夹具的结构方面的内容，每位学生致少发现、提出三个问题，并将问题写在实验报告上。实验二 支承与夹紧机构观摩实践1目的(1)熟悉常用可调支承、辅助支承和自位支承的结构特点，了解其在夹具中的应用，增强对此类支承的感性认识。(2)熟悉常用夹紧元件的几何构造及其功用。(3)了解夹紧力作用点的位置特点。(4)了解常用夹紧机构的原理和结构特点
3、，了解常用的夹紧方式。(5)加深对理论知识的理解，增强感性认识。(6)培养学生分析问题、解决问题的能力。(7)培养学生对夹具夹紧机构和非固定支承的结构设计能力。2实践所用的设备或模型各类支承件、夹紧机构以及各种典型夹具实物模型。3要求(1)学生在观摩实践之前，应复习或预习相关理论知识，带着若干相关问题在实践中求答案。(2)学生在实践中要认真做好记录，必要时要绘出草图，并写出详细的实践报告。4观摩实践内容(4)分析可调支承，自位支承和辅助支承三者在定位作用方面有何区别?(2)分析螺旋夹紧装置中，采用螺杆直接压紧工作与通过压块压紧工件有何不同点，并以示意图表示螺杆与压块的主要结构。（3）了解车床专
4、用夹具结构主要由哪几部分组成? 说明所限制的自由度，并以示意图表示出。实验三、四 加工误差的统计分析一、实验的任务、性质和目的1、任务：在调整好的无心磨床上连续加工一批同样尺寸的试件，测量其加工尺寸，对测得的数据进行不同的处理，以巩固机制工艺学课程中所学到的有关加工误差统计分析方法的基本理论知识，并用来分析此工序的加工精度。2、性质：综合性实验。3、目的：（1）掌握加工误差统计分析方法的基本原理和应用。（2）掌握样本数据的采集与处理方法，要求：能正确地采集样本数据，并能通过对样本数据的处理，正确绘制出加工误差的实验分布曲线和 图。（3）能对实验分布曲线和 图进行正确地分析，对加工误差的性质、工
5、序能力及工艺稳定性做出准确的鉴别。（4）培养对加工误差进行综合分析的能力。二、实验设备、仪器及试件设备：无心磨床量仪：025mm 数显千分尺一把试件：24( 0.01)32 的 45 钢（淬火）100 件三、实验原理在实际生产中，为保证加工精度，常常通过对生产现场中实际加工出的一批工件进行检测，运用数理统计的方法加以处理和分析，从中寻找误差产生的规律，找出提高加工精度的途径。这就是加工误差统计分析方法。加工误差分析的方法有两种形式，一种为分布图分析法，另一种为点图分析法。1分布图分析法分布图分析法是通过测量一批加工零件的尺寸，把所测到的尺寸范围分为若干个段。画出该批零件加工尺寸（或误差）的实验
6、分布图。其折线图就接近于理论分布曲线。在没有明显变值系统误差的情况下，即工件的误差是由很多相互独立的微小的随机误差综合作用的结果，则工件尺寸分布符合正态分布。利用分布曲线图可以比较方便地判断加工误差性质，确定工序能力，并估算合格品率，但利用分布图分析法控制加工精度，必须待一批工件全部加工完毕，测量了样本零件的尺寸后，才能绘制分布图，因此不能在加工过程中及时提供控制精度的信息，这在生产上将是很不方便的。2点图法在生产中常用的另一种误差分析方法是点图法或 图法。点图法是以顺序加工的零件序号为横坐标，零件的加工尺寸为纵坐标，把按加工顺序定期测量的工件尺寸画在点图上。点图可以反映加工尺寸和时间的关系，
7、可以看出尺寸变化的趋势，找出产生误差的原因。图称为平均尺寸极差质量控制图。一般是在生产过程开始前，先加工一批试件（本实验中即用本批加工的零件作为试件） ，根据加工所得的尺寸，求出平均值 和极差 R 而绘制成的。x点图：中线 kix1上控制线 RAs2下控制线 xR 点图：中线 ki1上控制线 Rs = D1 下控制线 Rx = D2 是将一批工件依照加工顺序按 n 个分为一组第 i 组的平均值，共分成 kix组；是第 i 组的极差；iR式中 A2、D 1、D 2 的数值根据数理统计原理而定出（见表 1）。表 1每组件数 n A2 D1 D24 0.73 2.28 05 0.58 2.11 0将
8、生产中定期抽样的尺寸结果，点在 图上，从点子在图中的位置便可看出 和 R 的波动，它反映了工件平均值的变化趋势和随机误差的分散程度。x图上的控制界限线，就是用来判断工艺是否稳定的界限。因此 图是用来判断工艺过程的稳定性的。四、实验步骤1 按无心磨床的操作方法，加工一批零件（本实验为 100 件） 。加工完的零件，擦洗干净，按加工顺序放置好。2 按加工顺序测量工件的加工尺寸，记录测量结果。3 绘制直方图和分布曲线1）找出这批工件加工尺寸数据的最大值 xmax 和最小值 xmin，按下式计算出极差 R。Rx max 一 xmin2）确定分组数 K（K 一般根据样本容量来选择，建议可选在 811 之
9、间） 。3）按下式计算组距 d。4）确定组界（测量单位：微米） 。5）做频数分布表。6）计算 和 。x7）画直方图以样本数据值为横坐标，标出各组组界；以各组频率密度为纵坐标，画出直方图。8）画分布曲线若工艺过程稳定，则误差分布曲线接近正态分布曲线；若工艺过程不稳定，则应根据实际情况确定其分布曲线。画出分布曲线，注意使分布曲线与直方图协调一致。9）画公差带在横轴下方画出公差带，以便与分布曲线相比较。4 绘制 图1）确定样组容量，对样本进行分组样组容量 m 通常取 4 或 5 件。按样组容量和加工时间顺序，将样本划分成若干个样组。2）计算各样组的平均值和极差对于第 i 个样组，其平均值和极差计算公
10、式为：mjiix1式中 第 i 个样组的平均值；第 i 个样组的标准差；第 i 个样组第 j 个零件的测量值；第 i 个样组数据的最大值；第 i 个样组数据的最小值3）计算 图控制限（计算公式见实验原理）4）绘制 图以样组序号为横坐标，分别以各样组的平均值 和极差 R 为纵坐标，画出 图，并在图上标出中心线和上、下控制限。5 按下式计算工序能力系数 Cp6 判别工艺过程稳定性可按下表所列标准进行判别。注意，同时满足表中左列 3 个条件，工艺过程稳定；表中右列条件之一不满足，即表示工艺过程不稳定。表 27 加工误差综合分析通过对分布图和 图的分析，可以初步判断误差的性质。进而结合具体加工条件，分
11、析影响加工误差的的各种因素，必要时，可对工艺系统的误差环节进行测量和实验。五、实验数据序号 记录数据 序号 记录数据 序号 记录数据 序号 记录数据1 26 51 762 27 52 773 28 53 784 29 54 795 30 55 806 31 56 817 32 57 828 33 58 839 34 59 8410 35 60 8511 36 61 8612 37 62 8713 38 63 8814 39 64 8915 40 65 9016 41 66 9117 42 67 9218 43 68 9319 44 69 9420 45 70 9521 46 71 9622 47 72 9723 48 73 9824 49 74 9925 50 75 100组号 组界中心值xi频数mi频率fi xi- x（xi- ）2 （xi- ）x2mi123456789101112131415161718, 2minaxinxi nmxii2)(表 1-4 实际分布曲线图（直方图）表 1-5 -R 控制图数据x样组号 平均值 x极差 R 样组号 平均值 极差 R 样组号 平均值 x极差 R1 10 192 11 203 12 214 13 225 14 236 15 247 16 258 179 18x 组序R-R 控制图x六、误差分析及实验小结
