机械制造基础实验指导

实验一材料的金相显微组织观察

1.1 实验目的

1、了解金相显微镜的结构及原理；

2、熟悉金相显微镜的使用与维护方法；

1.2 金相显微镜的原理、构造和操作方法

金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法之一，特别是在金属材料

研究领域占有很重要的地位。而金相显微镜是进行金相分析的主要工具，利用金

相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法，称为金相显微分

析。显微分析可以观察，研究材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物在组织

中的数量和分布情况等问题，及可以研究材料的组织结构与其化学成分之间的关

系，确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织，可以判别材料质量的优劣

等。

1、金相显微镜的工作原理

显微镜的简单基本原理如图1.1所示。它包括两个透镜：物镜和目镜。对着

被观测物体的透镜，成为物镜；对着人眼的透镜，成为目镜。被观测物体AB，

放在物镜前较焦点F1略远一点的地方。物镜使AB形成放大倒立的实像A1B1，目镜再把A1B1放大成倒立的虚像A’1B’1，它正在人眼明视距离处，即距人眼

图1.1 显微镜成像光学简图图1.2 物镜的孔径角

250mm处，人眼通过目镜看到的就是这个虚像A’1B’1。显微镜的主要性能有：

①显微镜的放大倍数：它等于物镜与目镜单独放大倍数的乘积，即物镜放

大倍数M

＝A1B1/AB；目镜放大倍数M目＝A’1B’1 /A1B1；显微镜的放大倍数M 物

＝A’1B’1 /AB＝M物×M目。

②显微镜的鉴别率：指显微镜能清晰地分辨试样上两点间的最小距离d的

能力，d值越小，鉴别率就越高。它是显微镜的一个重要性能，取决于物镜数值

孔径A和所用光线的波长λ，可用如下的式子表示：

d＝λ/2A

③物镜的数值孔径：它表示物镜的聚光能力，其大小为：

A＝n×sinα

式中：n——物镜与试样之间介质的折射率；

α——物镜孔径角的一半(见图1.2)。

n或α角越大，A越大。由于α角总是小于90°，当介质为空气时(n＝1)，A一定小于1；当介质为松柏油时(n＝1.5)，A值最高可达1.4。通常，物镜上都刻有A值，如0.25、0.65等。

2、4XB/4XI倒置式金相显微镜的光学原理

4XB/4XI系倒置式金相显微镜，由于试样观察表面与工作台表面重合，因此与试样高度无关，使操作比较方便。

该仪器的基本光学原理如图1.3所示，灯源1的灯光经聚光镜2与反光镜3成像在孔径光阑4上，接着由照明辅助透镜5、7，辅助物镜9成像在物镜10的后焦面附近，然后经物镜以近于平行的光束照明试样，视场光阑6位于照明辅助透镜7的焦面上，经辅助物镜9和物镜10成像在试样面11上。因此，仪器满足柯勒照明原理，照明均匀，且可减少有害的杂质光，提高成像衬度。

试样11经物镜10和辅助物镜9以平行光束射向半透反光镜8，然后，由辅助物镜12、棱镜13，双筒棱镜组14，成像在目镜15的前焦面上，最后以平行光束射向人眼供观察。

图1.3 倒置式金相显微镜的光源原理图

1、灯源

2、聚光镜

3、反光镜

4、孔径光阑

5、7、照明辅助透镜

6、视场光阑8、半透半光镜9、12、辅助透镜10、物镜11、试样13、棱镜14、双筒棱镜组15、目镜

3、4XB/4XI金相显微镜的结构

该仪器结构紧凑，外形美观大方，仪器底座支撑面积较大，弯臂坚固，使仪器的重心较低，安放平稳可靠。

①调焦装置

调焦机构采用钢球行星机构，粗、细微动同轴，粗调手轮15和微调手轮16共轴地安装在弯臂两侧。

转动粗调手轮时，物镜相对于工作台作上下迅速移动；

转动微调手轮时，由于滚动摩擦，钢球作行星运动，带动了粗动轴使物镜相对于工作台作上下微动；

②物镜及其他转换

该仪器的各种物镜分别标明放大倍数，并用颜色加以区别。在40X和100X 物镜内设有弹簧保护装置，能向后退缩，可使物镜与试样接触时两者都能得到保护。

物镜转换器上可安装三个物镜，在使用转换器由低倍物镜依次转换到高倍物镜时，视场中心像不会越出视野且轮廓像至少隐约可见，若使用微调手轮可迅速使像调焦清楚，同时利用载物台的滑动可使像回复到视场中央。

③单筒目镜、双筒目镜

该仪器的4XI型装单筒目镜，4XB型装双筒目镜，拆卸目镜时，只需将目镜管连接座下的固定滚花螺钉7旋松即可。

在作金相显微摄影时，显微镜应安装在摄影装置的底座上，并使单筒目镜管旋至水平位置，利用目镜管连接座侧面对准标记进行定位。

④载物台

载物台11为机械工作台，固定在弯臂上，并和光学系统轴线垂直，右下侧装有同轴手轮，采用齿轮齿条结构作横向纵向移动，调节横向、纵向手轮可使试样移动76×50cm。

3、金相显微镜的操作方法

①接通电源，旋转拔盘3开亮灯源，在孔径光阑4处观察灯丝成像情况，若灯丝左右位置有偏差，则旋松滚花螺钉1，转动照明灯座2，校正好灯丝左右位置偏差以后即可旋紧滚花螺钉；若灯丝前后位置不正确，则需在底座后盖板逆时针取下照明灯组，将灯泡上下移动，以改变灯丝的上下位置，使灯丝居中。

②将目镜12安装在转换器13上。

③将双筒目镜8镜管口中插入需要倍数的目镜。

④转动粗调手轮15及微调手轮16进行调焦，直到所观察到的像清楚为止。

⑤旋转视场光阑的滚花圈5，使光阑缩小直至视场中出现比目镜视场光阑略小的可变光阑像，转动滚花螺丝6使视场光阑居中，再放大可变视场光阑像，使目镜的视场光阑内切于可变视场的光阑像。

⑥在双筒目镜8中取出目镜9，可直接用肉眼观察到物镜的孔径光阑，旋转孔径光阑4的滚花圈，使光阑缩小，直至目视能观察到多边形的可变孔径光阑像，使可变孔径光阑像略小于物镜的孔径光阑，如图1.4。

a、为不正确的调节，可变孔径光阑太小，影响仪器的分辨能力；

b、为正确的调节，可变孔径光阑约为物镜孔径光阑直径的3/4左右。此时，成像的对比度较好且仪器的分辨能力可达到较高；

c、为不正确的调节，可变孔径光阑过大，使成像的对比度急剧下降，仪器的实际分辨能力也随之迅速降低。

a. 不正确b、正确c、不正确

图1.4 物镜孔径光阑与可变孔径光阑的关系

⑦将目镜9再插入双筒目镜管中即可进行正常的观察。

⑧对照明均匀性要求较高的场合，可在孔径光阑4处安置一块磨砂玻璃。

1.3 实验设备及材料

1、光学金相显微镜；

2、待观察金相组织的试样。

1.4 实验内容及步骤

1、实验前仔细阅读实验教材的有关内容；

2、认真听取实验指导老师讲解金相显微镜的构造，操作方法等，熟悉金相显微镜的构造及使用方法；

3、熟悉金相显微镜的放大倍数与数值孔径，鉴别能力之间的关系；

4、利用金相显微镜观察待测试样的显微组织特征。

1.5 实验报告的要求

1、实验报告应首先写明实验名称及实验目的；

2、简明扼要描述金相显微镜的工作原理和使用规程；

3、在直径为150mm的圆周内，画出被观测试样的显微组织图，并表明试样材料，组织类别和放大倍数等；

4、每个学生的观察试样不得低于2个，即最少要画出两个被观察试样的显微组织图。

实验二 材料洛氏硬度的实验测定

2.1 实验目的

1、了解洛氏硬度硬度测定的基本原理；

2、学会正确使用硬度计。

2.2 实验原理

硬度是材料抵抗另一较硬物体压入其表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。硬度的测定较其他力学性能指标相比，具有简单易行，无损工件等优点。

洛氏硬度试验是用特殊的压头(金刚石压头或钢球压头)在先后施加两个载荷(预载荷和总载荷)的作用下压入金属表面来进行的。总载荷P 为预载荷P 0和主载荷P 1之和，即：

P=P 0＋P 1

洛氏硬度值是施加总载荷P 并卸出主载P 1后，在预载荷P 0继续作用下，由主载荷P 1引起的残余压入深度e 来计算(见图2.1)。图中，h 0表示在预载荷P 0作用下，压头压入被测材料的深度；h 1表示施加总载荷P 并卸除主载荷P 1，但仍保留预载荷P 0时，压头压入被测材料的深度。

图2.1 洛氏硬度测量原理示意图

深度差e =h 1＋h 0，该值用来表示被测材料硬度的高低。在实际应用中，为了使硬材料测出的硬度值比软材料的硬度值高，并符合一般的习惯，将被测材料的硬度值用公式加以适当变换，即： HR=C

h h K )(01-- 式中 K —常数，其值采用金刚石压头时为0.2，采用钢球压头时为0.26；

C—常数，代表指示器读数盘每一刻度相当于压头压入被测材料的深度，其值为0.002mm；

HR—标注洛氏硬度的符号，当采用金刚石压头及150kg的总载荷时应标注HRC，当采用钢球压头及100kg的总载荷时，则应标注HRB。

HR值为一无名数，测量时可直接由硬度计表盘读出。表盘上有红、黑两种刻度，红线刻度的30和黑线刻度的0相重合，如图2.2所示。

图2.2 洛氏硬度计的刻度盘

为扩大洛氏硬度的测量范围，可采用不同压头和总载荷配成不同的洛氏硬度标度，每一种标度用同一个字母在洛氏硬度符号HR后加以注明，常用的有HRA、HRB和HRC三种。试验规范见表2.1。

表2.1 各种洛氏硬度值的符号、实验条件与应用

2.3 洛氏硬度计的使用

洛氏硬度计的构造与操作见图2.3，其机构示意见图2.4，操作方法如下：

1、按表2.1选择压头及载荷。

2、根据试样大小和形状选用载物台。

3、将试样上下两面磨平，然后置于载物台上。

4、加预载，按顺时针方向转动升降机构手轮，使试样与压头接触，并观察读书百分表上小针移动至小红点为止。

5、调整读数表盘，使百分表盘上的长针对准硬度值起点，如试验HRC、HRA 硬度时，把长针与表盘上黑字C对准。试验HRB时，使长针与表盘上红字B对准。

6、加主载荷，平稳地扳动加载手柄，手柄自动升高至停止位置(5~7s)，并停留10s。

7、卸主载荷，扳回加载手柄至原位置。

8、读硬度值，表上长针指示的数字为硬度的读数，HRC、HRA读黑数字，HRB读红数字。

图2.3 洛氏硬度计 2.4 洛氏硬度计机构示意

9、下降载物台，当试样完全离开压头后，方可取下试样。

10、用同样的方法在试样的不同位置测三个以上的数据，取其算术平均值为试样的硬度。

2.4 试验所用设备及材料

1、洛氏硬度计；

2、待测硬度试样若干。

2.5 实验注意事项

1、试样两端要平行，表面应平整，如有油污或氧化皮，可用砂子打磨，以避免影响测量结果的真实性；

2、圆柱形试样应放在“V”型槽的工作台上，以防试样滚动；

3、加载时应细心操作，以免损坏压头；

4、测完硬度值，卸除载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样；

5、应根据硬度实验机的使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围，将不能获得准确的硬度值。

2.6 实验报告要求

1、写明实验名称，所用设备及试样；

2、写明实验目的和洛氏硬度的试验原理；

3、写出实验结果，并分析之。

实验三钢的热处理工艺操作

3.1 实验目的

1、熟悉钢几种基本热处理(如退火、正火、淬火和回火等) 的操作方法；

2、了解含碳质量分数、加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对热处理后性能(硬度)的影响。

3、进一步熟悉硬度计的使用。

3.2 实验说明

钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，借以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种工艺操作。

实施热处理操作时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素，准确选择这三个工艺因素是热处理成功的基本保证。

1、加热温度选择

①退火加热温度：一般亚共析钢加热至Ac3＋(30~50)℃(完全退火)，共析钢和过共析钢加热至Ac1＋(10~20)℃(球化退火)，目的是得到球化体组织、降低硬度、改善高碳钢的切削性能，同时为最终热处理作好组织准备。

②正火加热温度：一般亚共析钢加热至Ac3＋(30~50)℃，过共析钢加热至Acm＋(30~50)℃，即加热到奥氏体单相区。退火和正火的加热温度范围选择见图3.1所示。

③淬火加热温度：一般亚共析钢加热至Ac3＋(30~50)℃，共析钢和过共析钢加热至Ac1＋(30~50)℃，如图3.2。

钢的成分、原始组织及加热速度等都影响临界点Ac1、Ac3及Ac m的位置。在各种热处理手册中，能查到相应钢的热处理温度。热处理时不能任意提高加热温度，因为加热温度过高时，晶粒容易长大、氧化、脱碳和变形等。

图3.1 退火与正火的加热温度范围图3.2 淬火的加热温度范围

④回火温度选择：钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织

和性能，常是根据硬度要求。按加热温度高低，回火可分为四类：

a、低温回火：在150~250℃的回火，所得组织为回火马氏体，硬度约为60HRC。其目的是降低淬火应力，减少钢的脆性、并保持钢的高硬度。低温回火常用于高碳钢的切削刀具、量具和滚动轴承件。

b、中温回火：加热温度350~500℃，所得组织为回火托氏体硬度约为40~48HRC。其目的是获得高的弹性极限，同时有高的韧性。主要用于含碳量在

0.5%~0.8%的弹簧钢热处理。

c、高温回火：加热温度在500~650℃，所得组织为回火索氏体，硬度为25~35HRC。其目的是获得既有一定强度、硬度，又有良好冲击韧性的综合力学性能。主要用于中碳结构钢。

d、高于650℃的回火所得组织为回火珠光体，主要用于改善高碳钢的切削性能。

2、保温时间确定

为了使工件的内外各部分温度均达到指定温度，并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，必须在淬火加热温度下保温一定的时间。通常将工件升温和保温所需时间算在一起，统称为加热时间。

加热时间必须考虑许多因素，如：工件的尺寸和形状，使用的加热设备及装炉量，装炉时炉子温度、钢的成分和原始组织，热处理的要求和目的等。

3、冷却方式和方法

热处理时的冷却方式要适当，才能获得所要求的组织和性能。退火一般采用随炉冷却；正火一般采用空冷，大件可采用吹风冷却。

淬火冷却方法非常重要，一方面冷却速度要大于临界冷却速度，以保证全部得到马氏体组织，另一方面冷却应尽量缓慢，以减少内应力，避免变形和开裂。为了解决上述矛盾，可以采用不同的冷却介质和方法，使淬火工件在奥氏体最不稳定的温度范围内(650~550℃)快冷，超过临界冷却速度，而在点Ms以下冷却较慢，理想的冷却速度如图3.3所示。

图3.3 淬火时的理想冷却曲线示意

常用的淬火方法有单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火等。常见冷却介质的冷却能力见表3.1。

表3.1 常见冷却介质的冷却能力

3.3 实验内容及方法指导

1、根据实验要求选择热处理工艺。

2、测定热处理后试样的硬度。

3、实验方法指导：

①将45钢试样和T12钢试样分组进行热处理，炉冷试样由实验室事先处理好；

②将同一加热温度的45钢和T12钢试样放入860℃和780℃炉子内加热，保温15~20min后，分别进行水冷、油冷和空冷操作。

③在每组将冷试样中各取3块45和T12钢试样分别放入200℃、400℃、600℃的炉内进行回火，回火保温时间约为30min。

④淬火时，试样要用钳子夹住，动作要快，并不断在水中搅拌，以免影响热处理质量。取放试样时要事先将炉子电源关闭。

⑤热处理的试样用砂纸磨去两端氧化皮，然后测量其硬度。

⑥每人自己设计表格，并记录实验所测的硬度数据，并加以分析。

3.4 实验报告要求

1、写出实验目的及实验原理。

2、列出各种热处理条件下的实验参数和实验数据。

3、分析含碳质量分数、淬火温度、淬火介质及回火温度对碳钢硬度的影响，画出其与硬度关系的示意曲线，并根据铁碳相图、C曲线和回火时的转变，说明硬度变化的原因。

机械制造基础实验指导

实验一材料的金相显微组织观察 1.1 实验目的 1、了解金相显微镜的结构及原理； 2、熟悉金相显微镜的使用与维护方法； 1.2 金相显微镜的原理、构造和操作方法 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法之一，特别是在金属材料 研究领域占有很重要的地位。而金相显微镜是进行金相分析的主要工具，利用金 相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法，称为金相显微分 析。显微分析可以观察，研究材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物在组织 中的数量和分布情况等问题，及可以研究材料的组织结构与其化学成分之间的关 系，确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织，可以判别材料质量的优劣 等。 1、金相显微镜的工作原理 显微镜的简单基本原理如图1.1所示。它包括两个透镜：物镜和目镜。对着 被观测物体的透镜，成为物镜；对着人眼的透镜，成为目镜。被观测物体AB， 放在物镜前较焦点F1略远一点的地方。物镜使AB形成放大倒立的实像A1B1，目镜再把A1B1放大成倒立的虚像A’1B’1，它正在人眼明视距离处，即距人眼 图1.1 显微镜成像光学简图图1.2 物镜的孔径角 250mm处，人眼通过目镜看到的就是这个虚像A’1B’1。显微镜的主要性能有： ①显微镜的放大倍数：它等于物镜与目镜单独放大倍数的乘积，即物镜放 大倍数M ＝A1B1/AB；目镜放大倍数M目＝A’1B’1 /A1B1；显微镜的放大倍数M 物 ＝A’1B’1 /AB＝M物×M目。 ②显微镜的鉴别率：指显微镜能清晰地分辨试样上两点间的最小距离d的 能力，d值越小，鉴别率就越高。它是显微镜的一个重要性能，取决于物镜数值 孔径A和所用光线的波长λ，可用如下的式子表示：

机械制造基础实验D打印

快速成形加工实验 班级：姓名:马骁哲学号： 一、实验目的 1、了解FDM 3D打印工艺的成形原理； 2、熟悉FDM 3D打印机的机械结构及操作方法； 3、学习3D打印软件的使用方法。 二、实验内容 1、选择适合打印的三维模型，利用FDM 3D打印机完成加工； 2、测量打印件的尺寸精度； 3、分析影响打印精度及打印效率的关键因素。 三、实验设备 1、HOFI-X1 FDM 3D打印机 2、去支撑用工具钳、工具 四、实验原理 FDM（Fused Deposition Modeling）中文全称为熔融沉积成型3D 打印技术，使用丝状材料(塑料、树脂、低熔点金属)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一

层截面。一层成形后，喷头上移一层高度，随后开始加工下一层，由此逐层堆积形成三维工件，打印原理如图1所示。 图1 FDM三维打印技术原理图 在打印过程中，线材通过打印喷头挤出的瞬间将会快速凝固，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，打印头的温度也不尽相同。为了防止打印零件出现翘曲变形等问题，一般还需在喷头温度升温后对打印平台进行预热处理，以此降低零件加工过程中的温度梯度。为便于零件加工完成后从打印平台上剥离，一般需在打印平台上预先置放隔层，喷头挤出的线材直接在隔层上成形。 FDM 3D打印技术的优点是材料利用率高、材料成本低、可选材料种类多、工艺简洁。缺点是精度较低、复杂构件不易制造、零件悬垂区域需加支撑、表面质量较差。该工艺适用于产品的概念建模及功能测试，适合中等复杂程度的中小原型，不适合制造大型零件。 五、实验步骤 1、熟悉打印控制软件的操作界面及主要功能模块； 2、熟悉HOFI-X1 FDM 3D打印机的主要结构及操作方法，通过USB数据线连接计算机和打印机，连接电源适配器给打印机供电，如图2所示： 图2 打印机线路连接 3、在控制软件中选择端口并连接打印机，将指导教师指定的标

机械制造基础习题答案

工程材料 一、判断题1．冲击韧性就是试样断口处单位面积所消耗的功。（√）2．一般来说，金属材料的强度越高，则其冲击韧性越低。（√） 3．一般来说，材料的硬度越高，耐磨性越好。（√） 4．HBW是洛氏硬度的硬度代号。（×） 5．金属材料的使用性能包括力学性能、铸造性能。（×） 6．硬度实验中，布氏硬度测量压痕的深度。（×） 7．硬度实验中，洛氏硬度测量试样表面压痕直径大小。（×） 8．断后伸长率和断面收缩率越大，表示材料的塑性越好。（√） 9．布氏硬度用于测量淬火后零件的硬度。（×） 10．洛氏硬度用于测量退火后零件的硬度。（×） 11．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。（√） 12．理想晶体的内部都或多或少地存在有各种晶体缺陷。（×） 13．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（×） 14．纯金属结晶时形核率随过冷度的增大而不断增加。（×） 15．金属型浇注比砂型浇注得到的铸件晶粒粗大。（×） 16．（×）。晶粒粗大铸成薄壁件与铸成厚壁件 17．厚大铸件的表面部分与中心部分晶粒粗大。（×） 18．α-Fe属于面心立方晶格晶格类型。（×） 19．金属Cu、Al都是面心立方晶格。（√） 20．金属实际结晶温度小于理论结晶温度。（√） 21．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为0.77%C的合金才能发生共析反应。（×） 22．一般来说，金属中的固溶体塑性较好，而金属间化合物的硬度较高。（√） 23．铁素体和奥氏体都是碳在α-Fe中的间隙固溶体。（×） 24．奥氏体是硬度较低、塑性较高的组织，适用于压力加工成形。（√） 25．渗碳体是硬而脆的相。（√） 26．铁和碳以化合物形式组成的组织称为莱氏体。（×） 27．铁素体是固溶体，有固溶强化现象，所以性能为硬而脆。（×）28．钢铆钉一般用高碳钢制作。（×） 29．金属在固态下由于温度的改变而发生晶格类型转变的现象，称为同素异构转变。（√） 30．纯铁在770℃时发生同素异构转变。（×） 31．表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织与性能。（×）． 32．共析钢加热奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。（×） 33．低碳钢或高碳钢件为便于进行机械加工，可预先进行球化退火。（×）

切削变形实验报告01

荆楚理工学院机械工程学院实验报告 姓名学号专业成绩 课程名：机械制造基础日期指导教师 实验题目：切削变形 一、【目的要求】 1 观察切削变形的过程，以及所出现的现象。 2 掌握测量切削变形和计算变形系数的基本方法。 3 研究切削速度、刀具前角和走刀量等因素对切削变形的影响规律。 二、【实验仪器与试剂】 1 设备： CA6140 普通车床 2 工具：游标卡尺、钢板尺、细铜丝等。 3 刀具：YT15硬质合金车刀若干把。 4 试件：30# 钢，轴向带断屑槽的棒料，直径30mm。 三、【实验原理】 在金属切削过程中，由于产生塑性变形，使切屑的外形尺寸发生变化，即与切削层尺寸比较，切屑的长度偏短，厚度增加，这种现象称为切屑收缩。一般情况下，切屑收缩的大小能反映切削变形的程度，衡量切屑收缩的大小可用变形系数表示。即ξ＝L c / L ch 式中ξ──变形系数； L c ──切削长度（ｍｍ）；L c ＝πD/( ｎ-b) ； 对于本实验：槽数ｎ＝ 3 ；槽宽b ＝ 2.5 ；L ch ──切屑长度（ｍｍ）， ⑴计算变形系数的方法用测量切削长度法。 ⑵把实验得到的切屑，冷却后，选出标准切屑，用铜丝沿切屑外部缠绕后拉直，然后用钢板尺测出其长度L ,为提高实验精度，可测 3 ～5 段切屑的长度求出平均值Lc 。 变形系数ξ＝L c / L ch =（πD/n - b ）/ L ch 图 2-1 切屑收缩图

四、【实验方法和步骤】 1、切削速度υ对切削变形的影响 刀具参数：κr＝45°；κr ＇＝8°；λs＝0°；γo ＝10°；αo ＝7°；r ＝0.1 mm 切削用量：f＝0.39 mm /r , ap＝40mm。 图 2-2 车削切屑收缩 改变切削速度，从低速到高速，可先取 υc＝5；10；20；25；30；40；60；80；110 m /min ； ｎ＝53；106；212；265；318；424；636；848；1166r/min ； 用每一种转速切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。测量并将结果填入表2-1 中。 2、刀具前角对切削变形的影响 刀具参数：κr ＝45°；κr ＇＝8°；λs ＝0°；αo ＝7°；r ＝0.1 mm 。切削用量：f＝0.39 mm /r , ap ＝40 mm υc＝60 m /min 。 改变车刀前角：γo ＝0°；15°；30°。 用不同前角的车刀分别切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。测量并将结果填入表2-2 中。 3、进给量f 对切削变形的影响 刀具参数：κr＝45°；κr＇＝8°；λs＝0°；γo＝10°；αo＝7°；r＝0.1 mm 。切削用量：ap ＝40 mm υc＝60 m /min 。 改变进给量：f＝0.2 ；0.36 ；0.51 ；0.66 （mm/r ）。 用不同的进给量分别切削一段试棒，停车收集切屑并观察切削颜色（注意安全，防止烫伤）。测量并将结果填入表2-3 中。 五、【实验现象、结果记录及整理】 1将切屑长度测量后取平均值，记录在表2-1 、2-2 、2-3 中，计算变形系数。 表 2-1 切削速度对切削变形影响实验数据记录

重庆大学机械制造基础实验资料

目录 ●课题研究的背景及意义 (3) ●课题研究现状分析 (3) ●课题研究方案介绍 (4) ●实验结果 (15) ●数据处理 (14) ●实验总结 (16)

课题的研究背景及意义 背景： 高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。在常规切削加工中备受困扰的一系列问题，通过高速切削加工的应用得到了解决。近年来，由于变频控制的广泛应用，使得以高速电主轴为主导的高速切削技术迅速成为科学研究的焦点，从而进一步推动了高速加工技术的发展。 高速加工保证了加工精度，同时又提高了加工速度，因此，许多高级的制造业对此都很急需。目前，高速加工已具备广阔的发展前景，以及一定的发展条件。比如，航空航天业以及模具加工制造业就是高速加工的两个重要应用领域。航空制造业虽然在20年前就进行铝件的高速加工，但一直未得到重视，随着科技的发展，产品的多样化小批量切削加工大量增加，保证高效率切削加工的同时达到高精度是高速加工的重要发展倾向。世界各大机床制造国如美国、德国、日本等对此进行了大量研究，并不断的推出高技术的高精度高速加工机床。近年来，国内高速电主轴研究已有较快发展，但与国外发达国家相比，还存在较大差距，因此，进一步研究高性能的主轴产品具有重大意义，本课题便是在此背景下进行的。 意义： 随着高速加工的迅速发展，对数控机床电主轴的要求也越来越高，从电主轴的结构特点分析，电动机的定子直接安装电主轴内，这对电动机的散热极其不利，热量积聚所引起的主轴热变形将严重降低机床的加工精度，所以，温升是衡量主轴高速性能的一个重要指标，过高的温度会影响主轴的旋转精度。严重时会使轴承烧伤，所以主轴的热性能是制约其提高转速的重要因素之一。 课题研究现状分析 国际上Bernd Manns和Jay.f.tu建立了一个高速电主轴的热模型，此模型从功率分配角度来研究主轴的热源和散热，从而对主轴的传热机制进行理论计算和实际测验。Chi-Wei.Lin等研究了在高速运转状态下主轴轴承所产生的离心力和陀螺力矩对轴承温升的影响，并因此建立高速电主轴轴承的热-机-动力学模型，定量描述了热变形引起的轴承预紧力对轴承整体刚度和整个主轴动态性能的影响。以及高速旋转离心力和陀螺力矩的影响和主轴单元动态性能对切削区的影响。Creighton等描述了一种可以因热导致的加工误差的主轴的热位移补偿方法，该方法本质上是简单的，且容易应用在使用较少投资的工业环境里。 国内的相关研究也有一定进展，蒋兴奇等考虑轴承载荷和变形的非线性特性以及热摩擦影响下，建立了主轴热变形和固有频率的计算模型。何晓亮等将高速电主轴的轴承、轴承座和主轴作为一个整体，运用节点网络法建立

机械制造基础试题及标准答案要点

《机械制造基础》试题及答案 一、单选题（共 30道试题,共 90 分。) １. 钻孔有两种基本方式，其一是钻头不转,工件转,这种加工方式容易产生（ B ）误差。 A. 轴线歪斜Ｂ. 锥度 C. 轴线歪斜和锥度Ｄ. 轴线歪斜和腰鼓形 ２．（Ｃ )时，前角应选大些。 Ａ．加工脆性材料 B. 工件材料硬度高; C．加工塑性材料Ｄ.脆性或塑性材料 3. 主要影响切屑流出方向的刀具角度为 ( Ｃ) A.前角Ｂ. 后角 C. 刃倾角 D. 主偏角 4. 减小主偏角，( Ａ )。 A. 使刀具寿命得到提高 B. 使刀具寿命降低Ｃ.利于避免工件产生变形和振动Ｄ. 对切削加工没影响 5．下列刀具材料中，适宜制作形状复杂机动刀具的材料是（ B ） A．合金工具钢Ｂ. 高速钢 C. 硬质合金钢Ｄ. 人造聚晶金刚石 6. 成批加工车床导轨面时，宜采用的半精加工方法是( Ａ) A. 精刨Ｂ.精铣 C. 精磨 D. 精拉 7.（ B )时，选用软的砂轮。 A. 磨削软材料Ｂ.磨削硬材料 C.磨削断续表面 D.精磨 ８. 机床主轴齿轮( Ｂ )要求高些。 A. 传递运动的准确性 B. 传动的平稳性 C. 载荷分布的均匀性Ｄ.侧隙 9. 精加工时,应选用（ C）进行冷却。 A. 水溶液Ｂ. 乳化液Ｃ.切削油Ｄ. 温度较高的水溶液 １0. 加工φ100的孔,常采用的加工方法是（ C ) A.钻孔Ｂ. 扩孔 C.镗孔 D. 铰孔 11．在切削平面内测量的角度有( D ） A.前角 B. 后角C．主偏角 D．刃倾角 12.车床刀架的横向运动方向与车床回转轴线不垂直,车出的工件将呈现出 （ D )。 A.腰鼓形和锥度。 B．腰鼓形Ｃ. 锥度Ｄ. 端面中凸形 １3. 数控机床主要适用的场合是（ B ） A. 定型产品的大批量生产Ｂ．多品种小批量生产Ｃ. 中等精度的定型产品 D. 修配加工 14.主运动是由工件执行的机床有( A ) A．车床 B. 镗床 C. 磨床 D. 牛头刨床

《机械制造基础》课程实验项目 1 三菱M70数控车编程及仿真

《机械制造基础》课程实验项目 1 三菱M70数控车编程及仿真 一、实验目的 通过数控仿真软件，进行数控车的编程及仿真操作实验，加深学生对三菱M70数控车系统的理解，掌握数控车的基本编程及操作技能。 二、实验内容 (1)数控仿真系统操作。 (2)简单插补指令G00，G01，G02，G03编程操作 (3)内外圆单一固定循环指令G90编程操作 (4)内外圆复合固定循环指令G71，G72，G73，G70编程操作。 (5)三菱M70数控车加工仿真。 三、实验原理 根据给出的零件图及毛坯尺寸（直径45mm），选择适合的刀具，采用适宜的数控指令进行数控车编程，并在数控仿真系统中完成加工操作。 四、零件图 五、实验报告 1、简述加工思路及程序清单 加工思路： 任务引入:毛坯直径为45mm，长度为75mm。要求分析加工工艺和加工工线，编写加工程序，并完成仿真操作。 任务实施： （1）任务一：零件图分析 ①确定工艺基准。按基准重合原则，将工件坐标系原点定在零件右端面与回转轴线的焦点上。 ②尺寸分析。轴类零件的加工，首先应保证尺寸精度和表面粗糙度，对各表面的位置也有一定的要求，由于零件未标注 公差要求，则根据回转体类零件的特点，径向尺寸公差要求高于轴向尺寸公差要求；其次保证零件总长度尺寸。（2）任务二：加工工艺过程 ①装夹方式的选择。零件的毛坯为Ф45mm捧料，采用卡盘进行装夹 ②刀具的选择及切削用量的确定。根据零件图的加工要求使用了1号外圆车刀 （3）任务三：编写数控程序 （4）任务四：输入程序信息，实行模拟 程序清单： O0001； M03 S600; T0101;

G00 X46.0 Z1.0; G71 U1.5 R1.0; G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 P0.2; N10 G00 X27.0 S1200; G01 Z0 F0.1; X30.0 Z-1.5; Z-20.0; X34.0; X38.0 Z-35.0; Z-43.0; G02 X42.0 Z-45.0 R2.0; N20 G01 X46.0; G70 P10 Q20; G00 X100.0 Z100.0; M05; M30; 2、简述数控车仿真加工操作步骤 打开软件按急停1号刀具转到加工位45，工件 长度为选择二维视图REF X”按钮，再按“+”按钮；点击“Z”按钮，再按“+”按钮 （选择“X”按钮和“Z”按钮的顺序可以互相换换，按“+JOG（手动）点 击屏幕选择键“MST输入“600点击“INPUT运用“X”按钮和“Z” SETUP T-ofs”按钮点击屏幕上的“length date按灰色向右方向键选中对应的Z Z=Input”键按灰色向左方向键 到X Z”向不动，沿着“X按“主轴停止”按钮测量特征线，鼠标光标选外 =Input”键在屏幕上打出X轴上 +Input EDIT”按钮按屏幕上的 “EDIT Open(new)INPUT点击 “INPUT点击“MONITOR SEARCH INPUT”键选择 加工完成，结束

机械制造基础试题及答案

机械制造基础 一、判断题 1、钢的正火的硬度、强度比退火低。（3） 4、通过热处理可以有效地提高灰铸铁的力学性能。（3） 5、焊件开坡口的目的在于保证焊透，增加接头强度。（√） 6、基本尺寸就是要求加工时要达到的尺寸。（3） 7、采用包容要求时，若零件加工后的实际尺寸在最大、最小尺寸之间，同时形状误差等于尺寸公差，则该零件一 定合格。（√） 8、图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是该表面完工后的要求。（√） 9、切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。（√） 10、刀具耐用度为刀具两次刃磨之间的切削时间。（√） 11、切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈四种作用。（√） 12、在车削加工中，车刀的纵向或横向移动，属于进给运动。（√） 13、根据工件的加工要求，不需要限制工件的全部自由度，这种定位称为不完全定位。（√） 14、固定支承在装配后，需要将其工作表面一次磨平。（√） 15、冲击韧性值随温度的降低而减小。（√） 16、正火的冷却速度比退火稍慢一些。（3） 17、碳钢的含碳量一般不超过1. 3%。（√） 18、一般情况下，焊件厚度小于4mm 时，焊条直径等于焊件厚度。（√） 19、从制造角度讲，基孔制的特点就是先加工孔，基轴制的特点就是先加工轴。（3） 20、为了实现互换性，零件的公差规定越小越好。（3） 21、Ra 值越大，零件表面越粗糙。（√） 22、切削用量主要是指切削速度和进给量。（3） 23、提高表面质量的主要措施是增大刀具的前角与后角。（3） 24、就四种切屑基本形态相比较，形成带状切屑时切削过程最平稳。（√） 25、用分布于铣刀圆柱面上的刀齿进行的铣削称为周铣。（√） 26、过定位在机械加工中是不允许的。（3） 27、通过热处理可以有效地提高灰铸铁的力学性能。（3） 28、焊件开坡口的目的在于保证焊透，增加接头强度。（√） 29、基本尺寸就是要求加工时要达到的尺寸。（3） 30、采用包容要求时，若零件加工后的实际尺寸在最大、最小尺寸之间，同时形状误差等于尺寸公差，则该零件一 定合格。（√） 31、图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是该表面完工后的要求。（√） 32、切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。（√） 33、刀具耐用度为刀具两次刃磨之间的切削时间。（√） 34、切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈四种作用。（√） 35、在车削加工中，车刀的纵向或横向移动，属于进给运动。（√） 36、根据工件的加工要求，不需要限制工件的全部自由度，这种定位称为不完全定位。（√） 37、固定支承在装配后，需要将其工作表面一次磨平。（√）

机械制造基础重点及课后答案

工程材料基础 第七章金属材料主要性能 7-6名词解释 晶格：表示原子排列规则的空间格子 晶胞：组成晶格的最基本几何单位 晶格常数：晶胞中各棱边长度（埃） 晶粒：由一个晶核长成的小颗粒晶体 晶界：晶粒与晶粒之间的界面 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之间的温度差，过冷现象：金属实际结晶温度一般低于他的理论结晶温度 重结晶：把金属从一种固体晶态转变为另一种固体晶态的过程 合金：以一种金属元素为基础，加入其他金属或非金属元素，经融合而形成具有金属特性的物质 组元：组成合金的元素 相：凡化学成分和晶格结构相同，并与其它界面分开的均匀组织 固溶体：溶质原子溶入溶剂，晶格类型保持溶剂类型 金属化合物：合金各组元之间发生化学作用形成的具有金属特征的新物质 7-18铁碳图的应用 1在铸造中应用 （1）确定钢和铸铁浇铸温度 （2）判断其流动性好坏和收缩大小 2 在锻造中应用 确保钢在奥氏体区适当温度范围内变形 3 在热处理工艺依据 7-30随着碳质量分数的增加，碳钢力学性能的变化？ 钢的特性主要取决于碳与铁含量的比重。一般来说，碳含量越少，钢越柔韧，低于一定比例就变成生铁了，含量越高，同时柔韧度也随之降低，变得越来越脆。其塑性降低，锻造性变差。7-34牌号表示 Q235AF 屈服强度数值为235Mpa的A级沸腾钢 20：含碳量为0.2%的优质碳素结构钢 45：含碳量为0.45%的优质碳素结构钢 Q345：屈服强度为345Mpa的低合金高强度结构钢 40cr：平均碳的质量分数为0.4%，铬的平均质量分数小于1.5%的合金结构钢 10si2MnA：平均碳质量分数为0.1%，硅质量分数为2%，锰的质量分数小于1.5%的高级优质合金结构钢 T10A：含碳量为1.0%的高级优质碳合金工具钢 9SiCr：含碳量为0.9%硅，铬质量分数小于1.5%的合金工具钢 W18Cr4V：含碳量大于1.0%,钨质量分数为18%,铬质量分数为4%，矾质量分数小于1.5%的合金工具钢 12Cr18Ni9:含碳量为0.12%，铬质量分数为18%，镍质量分数为9%的不锈钢 重点： 过冷度越大，晶粒越细 从内部看，结晶就是液体到固体的过程 冲击韧性：金属抵抗冲击载荷的能力 常见晶格：体心立方，面心立方，密排立方 力学性能：强度，硬度，塑性和韧性 工艺性能：锻造，铸造，焊接和热处理，切削加工性能 晶粒粗细与冷却速度和孕育与否有关 耐磨=硬度 结晶过程=形核+长大 液态金属结晶时，冷却速度越快，过冷度越大晶粒越多 比较晶体和非晶体 ①均是固态结构

机床夹具拆装与调整实验报告

荆楚理工学院机械工程学院实验报告31 姓名_________ 学号__________ 专业_________ 成绩_______ 课程名：机械制造基础日期 _指导教师赵瑾________ 实验题目：_______________ 机床夹具拆装与调整_____________________ 一、【目的要求】 1. 掌握夹具的组成、结构及各部分的作用 2. 理解夹具各部分连接方法，了解夹具的装配过程 3. 掌握夹具与机床连接、定位方法，了解加工前的对刀方法。 二、【实验仪器与试剂】 1. 铳床一台 2. 铳床夹具一套 3. 拆装、调整工具各一套 三、【实验原理】

四、【实验方法和步骤】 1. 熟悉整个夹具的总体结构，熟悉各元件之间的连接及定位关系。 2. 使用工具，按顺序把夹具各连接元件元件拆开，注意各元件之间的连接状况，并把拆掉的各元件摆放整齐。 3. 利用工具，按正确的顺序在把各元件装配好，了解装配方法，并调整好各工作表面之间的位置。 4. 把夹具装到铳床的工作台上，注意夹具在机床上的定位，调整好夹具相对机床的位置，然后将夹具夹紧。 5?将工件安装到夹具中，注意工件在夹具中的定位、夹紧。 6.利用对刀塞尺，调整好刀具的位置，注意对刀时塞尺的使用。

五、【实验现象、结果记录及整理】 1、找出夹具中的定位元件、夹紧元件。 ①定位元件：定位支承板3，V形块5。 ②夹紧元件：偏心轮及活动V形块。 2、找出夹具中的对刀元件、夹具体及导向元件。 ①对刀元件：对刀块6

②夹具体：零件1

v1.0可编辑可修改 六、【分析讨论与思考题解答】 1、加工中为满足工件的加工精度，试进行定位分析。 建立坐标系如图。 铳轴端槽：长V形块5,限制工件X,X,Y,Y4个自由度 支承板3，限制工件Z 1个自由度，共限制工件 因在工件上只加工一个槽，Z可不限制。 2、夹具是如何与机床相连的 夹具是通过定向键2与铳床连接在一起的。 Y 5个自由 度。

机械制造基础试题及答案

机械制造基础试题及答案 《机械制造基础》试题及答案 一、单选题（共30道试题，共90分。 1.钻孔有两种基本方式，其一是钻头不转，工件转，这种加工方式容易产生（B ）误差。 A.轴线歪斜 B.锥度 C.轴线歪斜和锥度 D.轴线歪斜和腰鼓形 2.（C ）时，前角应选大些。 A.加工脆性材料 B.工件材料硬度高； C.加工塑性材料 D.脆性或塑性材料 3.主要影响切屑流出方向的刀具角度为（C ） A.前角 B.后角 C.刃倾角 D.主偏角 4.减小主偏角，（A ）。 A.使刀具寿命得到提高 B.使刀具寿命降低 C.利于避免工件产生变形和振动 D.对切削加工没影响 5.下列刀具材料中，适宜制作形状复杂机动刀具的材料是

（B） A.合金工具钢 B.高速钢 C.硬质合金钢 D.人造聚晶金刚石 6.成批加工车床导轨面时，宜采用的半精加工方法是（A） A.精刨 B.精铣 C.精磨 D.精拉 7.（B ）时，选用软的砂轮。 A.磨削软材料 B.磨削硬材料 C.磨削断续表面 D.精磨 8.机床主轴齿轮（B ）要求高些。 A.传递运动的准确性 B.传动的平稳性 C.载荷分布的 均匀性D.侧隙 9.精加工时，应选用（ C ）进行冷却。 A.水溶液 B.乳化液 C.切削油 D.温度较高的水溶液 10.加工? 100勺孔，常采用的加工方法是（C ） A.钻孔 B.扩孔 C.镗孔 D.铰孔 11.在切削平面内测量的角度有（D ） A.前角 B.后角 C.主偏角 D.刃倾角 12.车床刀架的横向运动方向与车床回转轴线不垂直，车出的工件将呈现出（D ）。 A.腰鼓形和锥度。 B.腰鼓形 C.锥度 D.端面中凸形 13.数控机床主要适用的场合是（B ） A.定型产品的大批量生产 B.多品种小批量生产 C.中等精度的定型产品 D.修配加工 14.主运动是由工件执行的机床有（ A ）

机械制造基础实验指导书

机械制造基础 实验指导书 编写：XXX 学号： 班级： 姓名： 安徽建筑工业学院机电系机械实验室 2007年9月

目录 实验一刀具几何角度测量 (2) 实验二 CA6140车床结构拆装 (6) 实验三滚齿机调整 (12) 实验四机床夹具拆装实验 (13) 实验五切屑变形 (15)

实验一刀具几何角度测量 实验学时: 2 实验类型:验证性 实验要求:必开 一、实验目的 1、掌握测量车刀几何角度的方法； 2、进一步加深理解各几何角度的定义及其空间位置； 3、验证主剖面座标参考系与各座标参考系之间角度的换算关系； 4、了解万能量角台的结构并掌握其使用方法； 二、实验仪器 万能量角台、外圆车刀（带钢印号） 三、实验内容 1、熟悉外圆车刀切削部分的构造要素； 2、测量外圆车刀的主偏角、副偏角、刃倾角、前角及后角； 3、测量外圆车刀的法向前角、法向后角（根据教学要求选做） 四、实验原理 在切削过程中，车刀切削部分的各刀面和切削刃（刀刃）线在空间占有一定的位置，这些与假设的切削平面、基面、正交平面构成了几何角度，根据这一设想设计刀具万能量角台，就可以测出车刀的各主要几何角度值。 五、万能量角台的构造 如图1所示的万能量角台不仅能测量主剖面参考系的基本角度，而且也能很容易地测量法剖面参考系的各个角度。它主要由底座、立柱、测量台、定位块、大小刻度盘、大小指度片、螺母等组成。其中底座和立柱是支承整个结构的主体。刀具放在测量台上，靠紧定位块，可随测量台一起顺时或逆时针方向旋转，并能在测量台上沿定位块前后移动和随定位块左右移动。旋转大螺母可使滑体上下移动，从而使两刻度盘及指度片达到需要的高度，使用时，可通过旋转测量台的大指度片，使大指度片的前面或底面或侧面与刀具被测要素紧密贴合，即可从底座或刻度盘上读出被测角度数值。 六、测量方法（实验步骤） 1、原始位置调整 如图2将量角台的大小指度片及测量台指度片全部调到零位，并把刀具放在测量台上，使车刀贴紧定位块、刀尖贴紧大指度片的大面。此时，大指度片的底面与基面平行，刀杆的轴线与大指度片的大面垂直。

机械制造基础习题答案

工程材料 一、判断题 1．冲击韧性就是试样断口处单位面积所消耗的功。（√） 2．一般来说，金属材料的强度越高，则其冲击韧性越低。（√）3．一般来说，材料的硬度越高，耐磨性越好。（√） 4．HBW是洛氏硬度的硬度代号。（×） 5．金属材料的使用性能包括力学性能、铸造性能。（×） 6．硬度试验中，布氏硬度测量压痕的深度。（×） 7．硬度试验中，洛氏硬度测量试样表面压痕直径大小。（×） 8．断后伸长率和断面收缩率越大，表示材料的塑性越好。（√）9．布氏硬度用于测量淬火后零件的硬度。（×） 10．洛氏硬度用于测量退火后零件的硬度。（×） 11．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。（√） 12．理想晶体的内部都或多或少地存在有各种晶体缺陷。（×）13．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（×） 14．纯金属结晶时形核率随过冷度的增大而不断增加。（×） 15．金属型浇注比砂型浇注得到的铸件晶粒粗大。（×） 16．铸成薄壁件与铸成厚壁件晶粒粗大。（×）

17．厚大铸件的表面部分与中心部分晶粒粗大。（×） 18．α-Fe属于面心立方晶格晶格类型。（×） 19．金属Cu、Al都是面心立方晶格。（√） 20．金属实际结晶温度小于理论结晶温度。（√） 21．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为0.77%C的合金才能发生共析反应。（×） 22．一般来说，金属中的固溶体塑性较好，而金属间化合物的硬度较高。 （√） 23．铁素体和奥氏体都是碳在α-Fe中的间隙固溶体。（×） 24．奥氏体是硬度较低、塑性较高的组织，适用于压力加工成形。（√） 25．渗碳体是硬而脆的相。（√） 26．铁和碳以化合物形式组成的组织称为莱氏体。（×） 27．铁素体是固溶体，有固溶强化现象，所以性能为硬而脆。（×） 28．钢铆钉一般用高碳钢制作。（×） 29．金属在固态下由于温度的改变而发生晶格类型转变的现象，称为同素异构转变。（√） 30．纯铁在770℃时发生同素异构转变。（×） 31．表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织与性能。 （×） 32．共析钢加热奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。 （×）

机械制造基础实验报告完整版

班级：姓名：学号： 实验一跳动公差测量实验 一、实验目的 1、掌握百分表的安装及使用方法 2、理解掌握跳动公差的概念 3、掌握径向圆跳动、端面圆跳动的测量 二、实验内容 1、百分表的安装 2、利用百分表测量跳动公差 三、实验设备 百分表（架）、滑座、底座、测量轴 四、实验原理 将测量轴（端面）放在滑座上，在被测零件回转一周过程中百分表读数最大值与最小值之间的差值，即为单个测量平面上的径向（端面）圆跳动误差。 五、实验步骤 1. 将百分表（架）、滑座、底座组装成测量仪，并将测量轴装在滑座的两个顶尖上，用 微调螺丝定位 2 . 在被测零件回转一周过程中百分表读数最大差值，即为单个测量平面上的径向跳动 误差。 3、沿轴向选择3个测量平面进行测量，并将测量数据填入表中。表中各点的最大差值 即为该零件的径向跳动误差。 4. 整理数据，整理实验器材，完成实验。

班级： 姓名： 学号： 实验二 水平仪实验 一、实验目的 1．了解框式水平仪的工作原理 2．掌握框式水平仪的使用方法 3．掌握利用框式水平仪测水平 二、实验内容 利用框式水平仪测量某个表面是否水平 三、实验原理 工作原理：当水平发生倾斜时，水准泡的气泡就向水平仪升高的一端移动。由于水准泡 的内壁曲率半径不同，因此产生了不同的分度值。 四、实验设备 框式水平仪 五、使用方法： 测量时使水平仪工作面紧贴在被测表面，待气泡完全静止后方可进行读数。 水平仪的分度值是以一米为基长的倾斜值 ，如需测量长度为L 的实际倾斜则可通过下式进行计算： 实际倾斜值=分度值*L*偏差格数 例如：分度值为0.02mm/m ，L=200m, 偏差格为2格。 实际倾斜值为： mm 008.022******** .0=?? 水平仪零位校对，调整方法： 将水平仪放在基础稳固，大致水平的平板（或机床导轨）上，待气泡稳定后，在一端如左端读数，且定为零。再将水平仪调转180度，仍放在平板原来的位置上，待气泡稳定后，仍在原来一端（左端）读数A 格（以前次零读数为起点），则水平仪零位误差为二分之A 格。如果零位误差超过许可范围，则需调整水平仪零位调整机构（调整螺钉或螺母，使零位误差减小至许可值以内。对于非规定调整的螺钉，螺母不得随意拧动。调整前水平仪工作面与平板必须揭擦试干净。调整后螺钉或螺母等件必须固紧） 六、思考题： 1．如何判断水平仪是否有误差？若有误差如何调整？ 答：将水平仪放在被测平面，记录下水泡的所在刻度（如，右偏n 格），然后原地旋转180°，要是刻度与原来的位置一样（右偏n 格），则水平仪没有误差，否则有。 2．用有误差的水平仪如何判断一个表面是否水平？ 答：将水平仪放在被测平面，记录下水泡的所在刻度，如右偏n 格，然后原地旋转180°，要是刻度与原来的位置相反（左偏）且也偏n 格，则平面水平，否则不平。

机械制造基础实验d打印修订稿

机械制造基础实验3D 打印 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

快速成形加工实验 班级：姓名:马骁哲学号： 一、实验目的 1、了解FDM 3D打印工艺的成形原理； 2、熟悉FDM 3D打印机的机械结构及操作方法； 3、学习3D打印软件的使用方法。 二、实验内容 1、选择适合打印的三维模型，利用FDM 3D打印机完成加工； 2、测量打印件的尺寸精度； 3、分析影响打印精度及打印效率的关键因素。 三、实验设备 1、HOFI-X1 FDM 3D打印机 2、去支撑用工具钳、工具 四、实验原理 FDM（Fused Deposition Modeling）中文全称为熔融沉积成型3D打印技术，使用丝状材料(塑料、树脂、低熔点金属)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面。

一层成形后，喷头上移一层高度，随后开始加工下一层，由此逐层堆积形成三维工件，打印原理如图1所示。 图1 FDM三维打印技术原理图 在打印过程中，线材通过打印喷头挤出的瞬间将会快速凝固，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，打印头的温度也不尽相同。为了防止打印零件出现翘曲变形等问题，一般还需在喷头温度升温后对打印平台进行预热处理，以此降低零件加工过程中的温度梯度。为便于零件加工完成后从打印平台上剥离，一般需在打印平台上预先置放隔层，喷头挤出的线材直接在隔层上成形。 FDM 3D打印技术的优点是材料利用率高、材料成本低、可选材料种类多、工艺简洁。缺点是精度较低、复杂构件不易制造、零件悬垂区域需加支撑、表面质量较差。该工艺适用于产品的概念建模及功能测试，适合中等复杂程度的中小原型，不适合制造大型零件。 五、实验步骤 1、熟悉打印控制软件的操作界面及主要功能模块； 2、熟悉HOFI-X1 FDM 3D打印机的主要结构及操作方法，通过USB 数据线连接计算机和打印机，连接电源适配器给打印机供电，如图2所示： 图2 打印机线路连接 3、在控制软件中选择端口并连接打印机，将指导教师指定的标准零件模型、以及任选的个性化模型导入控制软件；

《机械制造基础》试题库参考答案

《机械制造基础》试题库参考答案 一、填空： 1、机械产品的基本生产过程一般可以分为三个生产阶段：毛坯 制造阶段、加工制造阶段和装配调试阶段。 2、工步是指工序中加工表面、加工工具和切削用量（不包括背 吃刀量）都不变的情况下所连续完成的那一部分工艺过程。 3、常用的工艺规程主要有机械加工工艺过程卡片和机械加工工 序卡片两种基本形式。 4、机械加工过程中常见的毛坯种类有铸件、锻件、型材、焊接 件。 5、6140卧式车床床身上最大工件回转直径为400，主轴转速为 正转24级，反转12级。 6、齿轮加工的加工方法有成形法和展成法两类。 7、数控机床主要由数控装置、伺服系统、机床本体和辅助装置 组成。 8、切削用量是指切削过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总 称。 9、砂轮的五个特性指磨料、粒度、结合剂、硬度及组织。 二、判断题：（正确的在括号内打“√”；错误的打“×”） 1、划分工序的主要依据是刀具是否变动和工作是否连续。（×） 2、制订工艺规程的基本要求是尽量提高生产率和降低成本。（×） 3、粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。（√） 4、机械加工过程中划分加工阶段，有利于保证加工质量、有利于合理使用设备。（√） 5、车削中的主运动是车刀沿着工件旋转轴线方向的直线运动。（×） 6、三爪自定心卡盘不但校正和安装工件简单迅速，而且对工件的夹紧力比四爪单动卡盘要大。 （×） 7、滚齿机传动系统的主运动是滚刀的旋转运动，插齿机传动系统的主运动是插齿刀的上下往复直线运动。

（√） 8、积屑瘤是在切削过程中，由于切屑和前面剧烈的摩擦、黏结而形成的。（√） 9、从耐热性方面分析，高速钢的耐热性比硬质合金强。 （×） 10、从强度与韧性方面分析，硬质合金比高速钢要好。 （×） 11、车刀前角增大，刃口锋利，切削力减小，但刃口的强度降低，散热面积减小，切削温度升高，刀具耐用度降低。 （√） 12、车刀主偏角的大小影响刀具耐用度、背向力与进给力的大小。（√） 13、铰刀的刚度和导向性比扩孔钻要差，一般用于加工中小直径孔的半精加工与精加工。 （×） 14、车削加工中，用四爪夹盘安装工件一定要找正，而用三爪自定心夹盘安装工件则不需要找正。 （×） 15、车削螺纹时，一般都要经过几次往复车削才能完成，在第二次车削时，刀尖偏离前一次车出的螺旋槽，从而把螺旋槽车乱，称为乱扣。（√） 16、综合比较圆周铣与端铣的优缺点，由于圆周铣具有较多的优点，在铣床上应用较广。 （×） 17、常见的直角沟槽有通槽、半通槽和封闭槽三种形式，一般都能采用三面刃铣刀进行铣削。 （×） 18、砂轮的硬度是指在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。（√） 19、无心外圆磨削时，工件没有定位基准面。 （×） 三、选择题：（将正确的答案号填在横线上） 1、企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划，称为生产纲

机械制造基础习题及参考答案

《机械制造基础》复习题 一、填空题 1、强度是金属材料在力的作用下抵抗和断裂的能力。 2、依据凝固区的宽窄，铸件的凝固方式分为、和。 3、按照产生原因，铸件内应力可分 为：和。 4、自由锻的工序可分为：、和 三大类。 5、拉深中常见的废品有：和。 6、焊接热影响区可分为：、、 和。 7、普通手工电弧焊的焊条由和两部分组 成。 8、刀具的磨损过程可分 为、、三个阶段。 9、对于钢铁零件，外圆面切削加工的主要方法 是：和。 10、影响铸铁石墨化的主要因 素和。 11、工程上常用硬度指标有_________ 和 __________ 两种。 12、合金的收缩经历_________ 、_________ 和 ________三个阶段。 13、造型方法可分为造型和造型两大类。 14、影响铸铁石墨化的主要因素是和。 15、金属的可锻性取决于和。 16、模锻中，模膛根据功用的不同，分为和__________。 17、冲压生产的基本工序有___________ 和 __________两大类。 18、焊接电弧包括________、_________ 和__________三个区域。 19、埋弧自动焊中，和的作用相当于电焊条的焊芯和药 皮。 二、判断对错

1、影响合金流动性最显著的因素是化学成分。（） 2、铸件凝固过程中，糊状凝固的合金缩孔倾向大，缩松倾向小。（） 3、铸件内应力产生的主要原因是收缩受阻。（） 4、铸造模样表面上设计起模斜度是为了便于模样在砂型中固定（） 5、铸件分型面应该尽可能的多。（） 6、设计落料模时，应先按照落料件确定凸模刃口尺寸。（） 7、塑性金属变形后的纤维组织可以采用热处理的办法消除。（） 8、锻造为了提高金属的锻造性能，锻件的锻造温度越高越好。（） 9、设计模锻模膛时，只有终锻模膛有飞边槽。（） 10、随钢中含碳量增加，其可焊性变差。（） 11、焊接热影响区组织、性能在焊接前后没有变化。（） 12、弯曲时应尽可能使弯曲线与板料纤维垂直。（） 13、为了提高焊接质量，应尽量采用异种材料进行焊接。（） 14、只有在切削塑性金属材料时，才会产生积屑瘤。（） 15、顺铣时，会造成工件在进给方向的窜动。（） 16、磨削可以用来加工钢铁以及铝、铜等有色金属。（） 17、粗加工时，刀具后角应取较小值。（） 18、金属材料的加工性能与工艺方法有关。（） 19、冲裁变形时板料首先进行弹性变形。（） 20、锻造加工只是适合塑性金属材料加工。（） 21、碳钢通常在油中淬火，而合金钢在水中淬火。（） 22、合金结晶温度范围越小，合金的流动性越好。（） 23、灰铸铁一般都要安置冒口和冷铁，使之实现同时凝固。（） 24、冷却速度越快越易得到灰口铸铁。（） 25、浇注时铸件的重要平面应朝下。（） 26、砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。（） 27、铸件壁厚小于“最小壁厚”，容易产生浇不足、冷隔现象。（） 28、设计制造零件时，应使零件的最大正应力方向与纤维方向垂直。（） 29、常言道“趁热打铁”，就是说铸铁是可以锻打的。（） 30、只要在压力加工过程中对工件加热，就属于热变形。（） 31、落料和冲孔是使坯料沿封闭轮廓分离的工序。（） 32、拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越小。（） 33、直流正接就是工件接电源正极，焊条接负极。（）

机械制造基础实验3D打印

机械制造基础实验3D 打印

快速成形加工实验 班级：9131011404 姓名:马骁哲学号：913000710022 一、实验目的 1、了解FDM 3D打印工艺的成形原理； 2、熟悉FDM 3D打印机的机械结构及操作方法； 3、学习3D打印软件的使用方法。 二、实验内容 1、选择适合打印的三维模型，利用FDM 3D打印机完成加工； 2、测量打印件的尺寸精度； 3、分析影响打印精度及打印效率的关键因素。 三、实验设备 1、HOFI-X1 FDM 3D打印机 2、去支撑用工具钳、工具 四、实验原理 FDM（Fused Deposition Modeling）中文全称为熔融沉积成型3D打印技术，使用丝状材料(塑料、树脂、低熔点金属)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成

工件的一层截面。一层成形后，喷头上移一层高度，随后开始加工下一层，由此逐层堆积形成三维工件，打印原理如图1所示。 图1 FDM三维打印技术原理图 在打印过程中，线材通过打印喷头挤出的瞬间将会快速凝固，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，打印头的温度也不尽相同。为了防止打印零件出现翘曲变形等问题，一般还需在喷头温度升温后对打印平台进行预热处理，以此降低零件加工过程中的温度梯度。为便于零件加工完成后从打印平台上剥离，一般需在打印平台上预先置放隔层，喷头挤出的线材直接在隔层上成形。 FDM 3D打印技术的优点是材料利用率高、材料成本低、可选材料种类多、工艺简洁。缺点是精度较低、复杂构件不易制造、零件悬垂区域需加支撑、表面质量较差。该工艺适用于产品的概念建模及功能测试，适合中等复杂程度的中小原型，不适合制造大型零件。 五、实验步骤 1、熟悉打印控制软件的操作界面及主要功能模块；