车刀几何角度测量实验

一、课程名称：机械制造工程学

二、实验名称：车刀几何角度测量实验

三、实验设备：CDJ-A车刀量角仪（详见仪器使用说明书）；车刀模型

四、实验目的：

1.  了解车刀量角仪的结构、工作原理和使用方法；

2.       掌握车刀主要几何参数的测量方法；

3.       加深对有关基本概念的理解，并了解车刀几何角度在切削过程中的作用。

五、实验内容：

1.       熟悉和调整车刀量角仪；

2.       测量45°弯头外圆车刀、90°直头外圆车刀、螺纹车刀的五个主要几何角度。

六、实验报告：

1.       任选一种刀具，画图标注刀具主剖面内的前角γ0、后角α0、主偏角κr、副偏角κr′和刃倾角λs。

2.       车刀几何角度实测记录

七、思考题：

1、车刀的前角γ0、后角α0、主偏角κr、副偏角κr′、刃倾角λs等几何角度的取值不同，对车削质量、刀具的耐用度有何影响？

2、对于同一把车刀，它的后刀面、主副切削刃、刀尖是否固定不变？举例说明。。

3、车刀按结构分常见类型有哪些？各有何优缺点？

附车刀量角仪使用说明书

一、车刀量角仪的结构及特性

本仪器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，其结构如图9-1所示。

图9-1

1、 盘形工作台

2、 矩形工作台

2a 矩形工作台指针

2c固紧螺钉

2b 滑动刀台

2d 被量刀具

3、 主量角器

3a 量刀板与指针

3b 升降螺母

4、 副量角器

4a 指针

4c 摇臂

4b 固紧手轮

5、 附件

5a 立柱

5c 手轮

5b 量角器支座

二、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9-2所示）

 

图9-2

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9-2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即为刃倾角。（如图9-3所示）

图9-3

4、测量前角：前角是在主剖面内测量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旋转使主切削刃与量刀板侧面紧贴，此时量刀板的正面即为主剖面，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9-4所示）

图9-4

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9-5所示）

图9-5

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，按刃倾角正负值逆（顺）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。

三、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。

3、本产品在没有使用时，请注意防尘、防潮保管。

第二篇：车刀角度测量实验报告基本格式

实验报告基本格式

（基本要求：1、根据学院的规定，实验报告必须用“长江大学工程技术学院实验报告”用纸；2、报告中有图的地方，要用尺规铅笔作图；3、实验报告书写要认真、规范，字迹工整，严禁潦草。不合要求者，需要重写，否则以零分计。）

实验名称：车刀几何角度测量

一、实验目的和要求

1、熟悉车刀切削部分的构成要素，掌握车刀静态角度的参考平面、参考系及车刀静态角度的定义：

2、了解车刀量角台的结构，学会使用量角台测量车刀静态角度；

3、通过车刀角度的具体测量，进一步掌握车刀角度的概念，为学习其他刀具打好基础。

4、绘制车刀静态角度图，并标注出测量得到的各角度数值。

二、实验器材

    1、刀具角度测量仪；

    2、刀具：90º外圆车刀、45º外圆车刀。

三、实验内容及数据

   

1、车刀的组成（画出示意图，此图或实验指导书中的车刀结构示意图任选其一，画此图时，除硬质合金部分需要画填充外，其余部分不画填充。）

车刀由刀头和刀体两部分组成。刀头用于切削，刀体用于安装。刀头一般由三面，两刃、一尖组成。

（1）前刀面    是切屑流经过的表面。

（2）主后刀面  是与工件切削表面相对的表面。

（3）副后刀面  是与工件已加工表面相对的表面。

（4）主切削刃  是前刀面与主后刀面的交线，担负主要的切削工作。

（5）副切削刃  是前刀面与副后刀面的交线，担负少量的切削工作，起一定的修光作用。

（6）刀尖    是主切削刃与副切削刃的相交部分，一般为一小段过渡圆弧。

2、车刀的主要角度及其作用

（1）前角γ0在主剖面中测量，是前刀面与基面之间的夹角。其作用是使刀刃锋利，便于切削。但前角不能太大，否则会削弱刀刃的强度，容易磨损甚至崩坏。加工塑性材料时，前角可选大些，如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10～20，加工脆性材料，车刀的前角γ0应比粗加工大，以利于刀刃锋利，工件的粗糙度小。

     （2）后角α0在主剖面中测量，是主后面与切削平面之间的夹角。其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦，一般取α0=6～12°，粗车时取小值，精车时取大值。

 （3）主偏角Kr在基面中测量，它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。其作用是：

      1）可改变主切削刃参加切削的长度，影响刀具寿命。

      2）影响径向切削力的大小。

小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度，因而散热较好，对延长刀具使用寿命有利。但在加工细长轴时，工件刚度不足，小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大，易产生弯曲和振动，因此，主偏角应选大些。车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种，其中45°多。

     （4）副偏角Kr’在基面中测量，是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。其主要作用是减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦，以改善已加工表面的精糙度。

在切削深度ap、进给量f、主偏角Kr相等的条件下，减小副偏角Kr’，可减小车削后的残留面积，从而减小表面粗糙度，一般选取Kr′=5～15°。

     （5）刃倾角入λs  在切削平面中测量，是主切削刃与基面的夹角。其作用主要是控制切屑的流动方向。主切削刃与基面平行，λs=0；当刀尖处于主切削刃的最低点，λs为负值，刀尖强度增大，切屑流向已加工表面，用于粗加工；当刀尖处于主切削刃的最高点，λs为正值，刀尖强度削弱，切屑流向待加工表面，用于精加工。车刀刃倾角λs，一般在-5-+5°之间选取。

     3、测量数据

    4、计算结果（绘出车刀的静态角度图。参照教材P15中的图2-16车刀的静态角度图，把γ0、α0、Kr、λs、Kr′、a0′、β0、εr表达清楚。只标注符号，不写测量数值。我们测量时90°外圆车刀用的是反撇刀，画图还是按正撇。计算公式教材中也有。）

    （1）90°外圆车刀

楔角β0=90°-（γ0+α0）

刀尖角εr=180°-（Kr + Kr′）

（2）45°外圆车刀

    楔角β0=90°-（γ0+α0）

    刀尖角εr=180°-（Kr + Kr′）