機械加工基礎實驗作業(yè)指導書一、實驗目的通過機械加工基礎實驗，掌握車削、銑削、鉗工等典型機械加工工藝的基本操作方法，理解切削加工的核心原理（切削力、切削熱、刀具磨損規(guī)律）；熟悉普通車床、銑床、鉆床等設備的操作規(guī)范與維護要點；培養(yǎng)工程實踐中的安全意識、質(zhì)量意識，提升問題分析與解決能力，為后續(xù)專業(yè)學習與工程實踐奠定實操基礎。二、實驗設備與材料1.加工設備金屬切削機床：普通臥式車床（如C6140型）、立式銑床（如X5032型）、臺式鉆床（如Z4120型）；鉗工設備：鉗工臺、臺虎鉗、砂輪機；測量設備：游標卡尺（精度0.02mm）、外徑千分尺（精度0.01mm）、百分表及表座、直角尺、塞尺。2.刀具與輔具車削刀具：90°外圓車刀、45°端面車刀、麻花鉆（Φ8mm、Φ10mm）、切斷刀；銑削刀具：圓柱立銑刀（Φ12mm）、鍵槽銑刀（Φ6mm）；鉗工工具：劃針、劃規(guī)、鋼直尺、手鋸、平銼（粗、細齒）、什錦銼。3.工件材料金屬材料：鋁合金棒料（Φ30mm×100mm）、45鋼塊料（100mm×50mm×20mm）、Q235鋼棒料（Φ25mm×80mm）；非金屬材料：有機玻璃棒（Φ20mm×80mm，可選，用于對比切削性能）。三、實驗內(nèi)容與操作步驟（一）實驗項目一：車床基本操作與軸類零件車削1.實驗準備熟悉車床操作面板：識別主軸啟停、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（手動/自動換擋）、進給手柄（縱向/橫向倍率）、冷卻泵開關等功能；檢查車床狀態(tài)：導軌潤滑是否充足，卡盤/尾座頂尖是否緊固，各手柄是否歸至“零位”。2.工件裝夾三爪自定心卡盤裝夾：清理卡盤爪與工件端面，將鋁合金棒料伸出卡盤約50mm，用卡盤扳手對角擰緊（防止工件偏心），低速空轉(zhuǎn)（n=100r/min）檢查裝夾穩(wěn)定性（無明顯跳動）。尾座輔助支撐：加工長軸時，安裝尾座頂尖（活頂尖/死頂尖），調(diào)整尾座位置使頂尖與工件中心孔貼合，鎖緊尾座。3.刀具安裝與對刀安裝90°外圓車刀：刀具底面緊貼刀架，刀尖高度與主軸中心等高（可通過尾座頂尖或試件端面比對），用扳手緊固刀架螺釘，檢查刀具懸伸量（≤2倍刀桿直徑，防止振動）。手動對刀：啟動主軸（n=300r/min），手搖縱向/橫向手柄，使刀尖輕觸工件外圓，記錄此時機床坐標系（或相對坐標系）的X、Z軸數(shù)值，作為對刀基準。4.車削加工外圓車削：設置切削參數(shù)（粗車：ap=2mm，f=0.2mm/r，v=100m/min；精車：ap=0.5mm，f=0.1mm/r，v=150m/min），沿Z軸（縱向）進給加工φ25mm外圓。每進刀一次后退回刀具，試切法測量尺寸（先切削1-2mm，退刀測量，計算余量后調(diào)整ap）。端面車削：刀具移至工件端面外，沿X軸（橫向）進給，車削端面至平整，用直角尺檢查端面與軸線的垂直度。臺階車削：調(diào)整橫向進給量，車削高度為5mm的臺階，保證臺階端面與軸線垂直，外圓尺寸（如φ20mm）符合要求。5.質(zhì)量檢測尺寸測量：用游標卡尺測外圓直徑（≥3個位置），千分尺測精車部位，記錄尺寸誤差（實際尺寸-公稱尺寸）；形狀誤差：用百分表檢測外圓圓柱度（工件轉(zhuǎn)動一周，百分表最大與最小讀數(shù)差為圓柱度誤差）。（二）實驗項目二：銑床平面銑削與槽加工1.設備調(diào)試啟動銑床，檢查主軸潤滑與冷卻系統(tǒng)，安裝圓柱立銑刀（Φ12mm），用扳手緊固刀柄螺母，低速空轉(zhuǎn)（n=500r/min）檢查刀具跳動（≤0.02mm）。安裝工件：45鋼塊料用平口鉗裝夾，找正工件（劃針或百分表使上平面與工作臺平行、側面與進給方向平行），夾緊力適中（避免變形）。2.對刀與參數(shù)設置Z軸對刀：手搖工作臺使刀具接近工件上表面，改用微調(diào)手柄，刀具輕觸工件時記錄Z軸坐標，設置銑削深度ap（粗銑ap=3mm，精銑ap=0.5mm）；進給參數(shù)：縱向進給速度vf=100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速n=800r/min（高速鋼刀具加工鋼件時v≤30m/min，硬質(zhì)合金刀具v≤100m/min）。3.平面銑削手動移動工作臺，使刀具位于工件待加工區(qū)上方，啟動主軸與冷卻泵，沿X軸進給銑削平面（銑削寬度ae=10mm）。完成一層后，Z軸下降ap，重復銑削至工件厚度（如從20mm銑至18mm）。精銑時，減小ap與進給量，提高表面粗糙度（Ra≤3.2μm）。4.槽加工（鍵槽/矩形槽）更換鍵槽銑刀（Φ6mm），對刀后設置銑削深度ap=5mm，進給速度vf=50mm/min，主軸轉(zhuǎn)速n=1200r/min；沿X軸進給銑削槽長（如30mm），用塞尺檢查槽寬/深度，游標卡尺測槽的位置尺寸。（三）實驗項目三：鉗工基礎操作（劃線、鋸削、銼削）1.劃線工件表面清理：砂紙去除45鋼塊料氧化皮，涂藍油（或粉筆灰）便于劃線；基準選擇：以工件上平面、左側面為基準（已加工面），用鋼直尺、劃針、直角尺劃出加工線（如鋸削線：長50mm，銼削面：10mm×20mm），劃規(guī)劃出圓?。ㄈ鏡10mm），檢查劃線尺寸精度（±0.1mm）。2.鋸削安裝鋸條：齒尖向前，松緊適度（手撥鋸條有輕微彈性）；鋸削操作：工件夾緊在臺虎鉗上，鋸條與工件垂直，起鋸角15°-30°，輕壓力、往復速度20-40次/分鐘。鋸縫深度接近工件厚度時，減小壓力防變形/斷鋸。3.銼削選擇銼刀：粗銼（去余量）、細銼（精修）；銼削姿勢：身體與臺虎鉗成45°，右手握柄、左手壓前端，水平推力均勻，速度40-60次/分鐘；表面修整：細銼修平鋸削面，直角尺檢查平面度（間隙≤0.05mm），砂紙（240#）拋光至Ra≤3.2μm。四、實驗安全與操作規(guī)范1.安全防護著裝要求：穿工作服、戴防護眼鏡，長發(fā)束起，禁止穿涼鞋/短褲；設備操作：啟動前檢查周圍人員，嚴禁戴手套操作旋轉(zhuǎn)設備（如車床卡盤、銑床主軸），加工時不得觸摸工件/刀具（防燙傷、劃傷）；應急處理：工件飛出、刀具斷裂時，立即按急停按鈕，報告指導教師，不得擅自處理。2.設備維護加工前：檢查機床潤滑（車床導軌、銑床絲桿加注潤滑油），清理鐵屑/雜物；加工中：及時用毛刷清理鐵屑（禁止用手/嘴吹），切削液不足時補充，避免刀具干切；加工后：關閉電源，清理設備與工作臺，刀具、量具歸位，填寫設備使用記錄。3.操作禁忌禁止超性能使用：車床加工長軸（超過卡盤1.5倍直徑）需尾座支撐，嚴禁低剛度刀具加工大切削量；量具使用：量具輕拿輕放，工件停轉(zhuǎn)后測量，不得在工件發(fā)熱時測量（防熱脹冷縮）；文明操作：工具、工件擺放有序，保持實驗室整潔，不得亂涂亂畫。五、實驗數(shù)據(jù)記錄與分析1.數(shù)據(jù)記錄設計表格記錄加工參數(shù)與結果（示例：車削實驗數(shù)據(jù)）：工件材料刀具類型切削參數(shù)（ap/mm,f/mm/r,v/m/min）加工前尺寸（mm）加工后尺寸（mm）尺寸誤差（mm）表面粗糙度（Ra/μm）--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------鋁合金90°外圓車刀粗車：2,0.2,100；精車：0.5,0.1,150φ30φ25-3.22.誤差分析尺寸誤差：刀具磨損（刃口變鈍→切削力增大→工件讓刀）、裝夾誤差（卡盤夾緊力不均→變形）、測量誤差（量具精度、方法）；形狀誤差：車床導軌直線度、主軸跳動→圓柱度誤差；銑床工作臺平面度、工件裝夾變形→平面度誤差；表面質(zhì)量：切削參數(shù)（v過低→積屑瘤，v過高→刀具磨損）、刀具刃口質(zhì)量（崩刃、磨損）、冷卻潤滑（切削液不足→刀具粘結）→表面粗糙度變差。3.改進建議調(diào)整切削參數(shù)：提高v、減小f→改善表面質(zhì)量；優(yōu)化裝夾方式：增加支撐、使用軟爪→減小裝夾變形；更換刀具：硬質(zhì)合金刀具替代高速鋼→提高效率。六、實驗報告要求1.報告結構實驗目的：簡述實驗目標；設備與材料：列出使用的機床、刀具、量具、工件；內(nèi)容與步驟：圖文結合（手繪/CAD圖紙）描述加工過程，重點說明對刀、裝夾、參數(shù)設置；數(shù)據(jù)與結果：整理表格，繪制誤差分析圖表（如尺寸誤差曲線）；分析與討論：結合理論（如切削三要素對質(zhì)量的影響），分析誤差原因，提出改進方案；結論與體會：總結收獲，反思不足，對實驗教學的建議（如設備更新、指導優(yōu)化）。2.格式要求圖表清晰：圖紙標注尺寸/公差，表格有標題/單位，圖表編號（如圖1車床對刀示意圖）；語言規(guī)范：使用工程術語，分析深入（結合《機械制造工藝學》理論）；字數(shù)要求：正文≥1500字，分析討論部分體現(xiàn)知識應用。附錄（可選