《机械制造基础》课

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1、《机械制造基础》课程实验指导书机电设备系设备教研室二00四年四月冃U吕为了更好地完成《机械制造基础》课程教学,培养提高学生理论联系实际和实践动手能力，根据《机械制造基础》课程教学大纲对实验教学耍求，编写本实验指导书。实验指导书包括实验指导和报告书两部分。其中指导书部分介绍了实验目的与要求、实验设备及仪器、实验原理、实验步骤等；报告书部分主要有实验数据记录、处理，分析及思考题等。本教材由吴少爽主编，由谢仁明主审。由于水平有限，吋间仓促,书中会有不少缺点和错误，恳请各位读者批评指正。编者2004.4实验一拉伸实验1实验二硬度实验11实验三冲击

2、实验17实验四铁碳合金平衡组织分析20实验五热处理实验24实验六碳钢热处理后的显微组织观察27实验七不同金属的焊接性能31实验八车刀几何角度测量34实验九专用夹具拆装及组合夹具组装实验38实验十数控线切割加工演示实验41附录金相显微镜的使用及金相试样的制备42实验一拉伸实验一.万能材料试验机介绍材料试验的目的，是模仿工程实际屮的零件、构件的真实情况，在实验室研究他们的性能。因此，需要将各种零件、构件以及不同的工作情况，在实验室作出再现。作为被测试对象的零件、构件称为试件，应按相似原理制成模型或试样，并模仿其具体工作条件，作出模拟实验，从而

3、测量试件的承载能力和变形等参数。提供模拟试验、给出稳定参数的设备，称为试验机。试验机甜种繁多。如果按照所模拟的工作环境来分，有高温、常温、低温、腐蚀等；如果按照所模拟的载荷情况来分，冇静载、动载、冲击、交变等；也可以按照试验机的功能来分，有拉伸、压缩、弯曲、硬度等。在常温、静载拉力试验机上，增设一些附具扩展功能，还能进行压缩、剪切、弯曲等试验。这种多功能的试验机称为万能材料试验机。图1—1所示的是材料力学中通常使用的试验机。图1-1万能材料试验机是由机架、加载系统、测力示值系统、载荷位移记录系统以及夹具、附具等五个基木部分所组成。其屮以加

4、载系统、测力示值系统和载荷位移记录系统反映了试验机的主要性能。以下分别阐述这些系统的工作原理和结构。（一）加载系统加载系统的功能是，提供适合于静载荷的力源。这力源必须是稳定的、可控的，而且重合于轴线的轴向力。实现这种力源的机构，一般的液压式和机械式两种。图1.2所示是液压式的加载机构。当高压汕泵向汕缸送汕时，逐渐顶起汕缸屮的活塞,联同传力架将工作台升起。如果试件装入下层空间的夹头小，就向其施加了拉力；若放入上层空间的垫块上，就向试件施加压力。机械式的加载机构，也是使工作台移动，强迫试件伸长或压缩而施加拉力或压力。所图1-2图1-3在不同的

5、，只是工作台由螺杆、螺母筒和蜗轮蜗杆等腰三角形机构所传动。（-）测力、示值系统测力、示值系统的功能，是要随时反映出作用于试件上载荷的数值。它是试验机的心脏部门。机械式和液压式材料试验机，一般都采用如图1.3所示的摆锤式测力、示值系统。二者的区别，仅在于传递拉力Ps的机构不同。机械式试验机，是由测力杠杆传递Ps力；而液压式的，是由测力油缸的活塞传递Ps力。因此，它们的测力、示值原理相同。1.摆锤式测力、示值系统的工作原理。如图1.3所示，试验机作用于试件上的载荷，就是作用在工作油缸上的压力Pw。由于工作油缸为测力油缸相连通，它们的油压强度相

6、等，于是测力油缸的活塞対连杆作用的拉力Ps与Pw成线性关系,乂Ps使摆杆联同法码扬起a摆角的同时，拨杆推动齿杆位移X,从而带动齿动使指针转动。因此，指针转动的角度“与试验机的作用力Pw也成线性关系。它们的关系式：PIV=芻•守cosa（）•屮（1.1）式屮，Q、1、d、h、Sw、Ss以及预置角a都是常量。由（1.1）式可得结论：（1）试验机的载荷Pw与指针的转角甲成线性关系，因此，测力度盘可以以圆等分刻度。（2）当W视为常量（指针指在同一角度吋），而Q视为变量，则Pw与Q成正比关系，因此，更换磁码重量Q可以得到不同的测力范围。国产试验机，

7、一般具有三档不同范围的测力度盘，相应地配有三个不同重量的祛码。实验时需要正确选择、配合使用。（3）当W视为常量，而L视为变量时，则Pw与L成正比关系。因此，更换摆杆L也可以得到不同的测力范伟I。2摆锤式测力、示值系统的线性范围。式（1.1）中的载荷Pw与指针转角W成线性关系，是在理想状态下成立的，式中没有考虑到摩擦力；支承、夹具、机架受力示的变形；加工装配屮几何尺寸的偏差，以及各零件之间的间隙等因素的影响，这些都会使Pw与wZl'可产牛非线性偏差。当摆杆扬起a角较人（相应指针的转角W也大）吋，由于摩擦力引起的非线性误差显著增加，指针临近度

8、盘的满度区域，示值的精度较差。又根据国家对试验机示值精度的规定：以每级测量范围10%开始，但不小于该机最大载荷的4%,i吴差应在±1%以内。可见指针在度盘开始的区域内，精度也较差。实验时，应正