实验室名称：制造技术基础实验室

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一．实验室简介

该实验室主要仪器设备有CA6140车床主轴箱10套，车刀几何角度测量工具、加工误差测量工具若干，金属切削机床陈列柜10套，钻、铣、车等机床夹具若干套，以及机械加工所需的各类刀具、工具、测量仪器等。

主要培养学生以下能力：

1.初步具备选择机械加工方法与机床、刀具、夹具的能力；

2.掌握机床夹具设计的基本原理和方法，具备设计机床夹具的基本能力；

3.具备制订机械加工工艺规程和分析解决机械制造问题的基本能力；

4.初步具备对制造系统、制造模式选择和决策的能力。

二．实验室设备介绍

主要设备为长沙佳讯教学设备有限公司生产的车刀量角仪15套、CA6140主轴箱模型10套、金属切削和制造技术陈列柜20个、各式机床夹具若干套。

一)车刀量角仪

车刀量角仪用于测量各种车刀的主剖面系、法剖面系和纵剖面系ISO制的几何角度。是金属工艺学及切削原理课程教学与实验的必备仪器之一，也是学生金工实习中磨刀必备的仪器。其结构如彩图1所示：

使用方法（以45°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。以顺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2所示）

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盘形工作台，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既为刃倾角。（如图3所示）

4.测量前角：前角是在主剖面内测量两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盘形工作台逆时针方向选择主偏角值Kr，此时量刀板在前刀面上的投影即表示主剖面的方向，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4所示）

5.测量后角：后角也是在主剖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5所示）

6.测量法剖面系车刀几何角度：测量法剖面系车刀几何角度时，主偏角、刃倾角、副偏角均与测主剖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，按刃倾角正负值顺（逆）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。

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。

二）  CA6140主轴箱模型

CA6140车床的主轴箱是一个比较复杂的部件（图6），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7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。

注意事项：

1、拆装机床时注意安全，以免身体受伤；

2、搬运零件时轻拿轻放，以免零件受损；

3、不要让任何物品掉进箱体内；

4、操作时，不可强硬操作。

三）金属切削和制造技术陈列柜

金属切削和制造技术陈列柜（包括各种车削加工、钻削及镗削加工、刨削加工、插削与拉削加工、铣削加工、磨削加工与齿轮加工等）如图8所示：

1、 切削运动

主运动是指切削加工中形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动，进给运动是指在切削中，使工件的多余材料不断被切除的工作运动。

应了解车削、铣削、刨削、磨削、钻削等切削运动的主运动和进给运动。

2、 金属切削过程

金属切削变形过程是指刀具从工件表面切除多余金属，形成切屑和已加工表面的过程。

工件材料的塑性不同，切削条件不同，就会形成不同类型的切屑。从变形的观点出发，主要有带状切屑、节状切屑、单元切屑和崩碎切屑四种类型。切削过程中，在高温和高压的条件下，刀具的前刀面、后刀面不断地与切屑、工件接触摩擦，刀具发生磨损现象，主要形态有：前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损。

3、 车削刀具

工具车刀的结构形式，可以分为整体式车刀、焊接式车刀、机夹重磨式车刀和可转位式车刀。焊接式车刀因其结构简单、紧凑、刚性好，经济性和灵活性较好等优点，目前应用较为广泛。

车刀按加工表面类型可分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀等形式。

4、 钻削刀具

孔的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔、磨孔等。钻削刀具主要有扁钻、麻花钻、中心钻、深孔钻等。了解枪钻和内排屑深孔钻的钻削和排屑原理。

5、 扩锪铰镗刀

了解认识扩孔钻、锪钻、铰刀、镗刀等孔加工刀具的结构形式和切削部分的构造。浮动镗刀具有加工质量高、生产效率高、制造成本高、不能校正原有孔的轴线歪斜等工艺特点。

6、 刨拉削刀具

了解刨刀、拉刀的类型，了解刨削和拉削的加工范围。

7、 铣削刀具

铣刀按用途可分为圆柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀和成形

铣刀等。同时应了解铣刀的安装方式。

8、 齿轮与螺纹加工刀具

齿轮加工刀具按加工原理可分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。

成形齿轮刀具是指刀具齿形或齿形的端面投影与被加工直齿齿轮端剖面内的槽形相同，常用的成形齿轮刀具主要有盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀。展成齿轮刀具是指刀具齿形与工件齿形不同，切齿时刀具和工件有啮合运动，被切齿轮齿形是由刀具齿形运动轨迹包络而成，主要有插齿刀和滚齿刀等。

螺纹刀具有螺纹车刀、螺纹梳刀、丝锥、圆板牙等类型。

9、 磨削与砂轮

磨削是最常用的精加工方法，可磨削平面、外圆面和内圆面等。砂轮是主要的磨削刀具，主要有平形、筒形、双斜边式、杯形、碗形、碟形和双边凹式等形式。

10、 其他刀具

孔加工复合刀具是由两把或两把以上同类或不同类的孔加工刀具组合而成的刀具，可以明显提高孔加工的效率。目前数控机床用刀具的主流是可转位式的机夹刀具，具有无焊接裂纹、使用寿命较长、刀柄可重复利用等优点。

四） 机床夹具

实验室分别有可调式凸轮夹紧装置、立式分度铣夹具、斜契联动夹紧铣床夹具、外齿轮插齿夹具、万能夹具结构夹具体10套，以及立式镗床夹具、曲轴颈车床夹具、偏心夹紧铣床夹具、立式分度铣夹具等11套，共计夹具体61套。部分夹具体如图9所示：

学生可通过铣、钻、车等机床夹具的拆装或分析，获得夹具的设计原理、所采用的定位原理和定位方式、夹紧力作用点及方向等知识的学习。

三．本实验室可开设实验

1.实验一  车刀几何角度测量

2.实验二  车床主轴箱结构剖析

3.实验三  加工误差统计分析

4.实验四  金属切削机床及切削原理

5.实验五  机床夹具设计及精度检测