实验一车刀几何角度测量
1了解车刀量角台的构造与工作原理。
2掌握车刀几何角度测量的基本方法。
3加深对车刀各几何角度、各参考平面及其相互关系的理解。
仪器:回转工作台式量角台
车刀: 1直头外圆车刀(λ0= 0) s
02直头外圆车刀(λ< 0) s
图1-1所示,回转工作台式量角台
主要由底盘1、平台3、立柱7、测量片
5、扇形盘6、10等组成。底盘1为圆盘
形,在零度线左右方向各有1000角度,
用于测量车刀的主偏角和副偏角,通过
底盘指针2读出角度值;平台3可绕底
0盘中心在零刻线左右100范围内转动; 图1-1 量角台的构造
定位块4可在平台上平行滑动,作为车刀的基准;测量片5,如图1-2所示,
有主平面(大平面)、底平面、侧平面三个成正交的平面组成,在测量过程中,根
据不同的情况可分别用以代表剖面、基面、切削平
0面等。大扇形刻度盘6上有正副45的刻度,用于测
量前角、后角、刃倾角,通过测量片5的指针指出
角度值;立柱7上制有螺纹,旋转升降螺母8就可以调整测量片相对车刀的位置。
1利用车刀量角台分别测量λ0 0= 0、λ< 0s s 的直头外圆车刀的几何角度:
要求学生测量κ、κ'、λ、γ、α 、α'等 图1-2 测量片 rrsooo
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共6个基本角度。
2记录测得的数据,并计算出刀尖角ε和楔角β。
1根据车刀辅助平面及几何参数的定义,首先确定辅助平面的位置,在按着几
何角度的定义测出几何角度。
2通过测量片的测量面与车刀刀刃、刀面的贴合(重合)使指针指出所测的各
几何角度。
1首先进行测量前的调整:调整量角台使平台、大扇形刻度盘和小扇形刻度盘
指针全部指零,使定位块侧面与测量片的大平面垂直,这样就可以认为:
(1) 主平面垂直于平台平面,且垂直于平台对称线。
(2) 底平面平行于平台平面。
(3) 侧平面垂直于平台平面,且平行于平面对称线。
2测量前的准备:把车刀侧面紧靠在定位块的侧面上,使车刀能和定位块一起
在平台平面上平行移动,并且可使车刀在定位块的侧面上滑动,这样就形成了一
个平面坐标,可以使车刀置于一个比较理想的位置。
3测量车刀的主(副)偏角
(1) 根据定义:主(副)刀刃在基面的与走刀方向夹角。
(2) 确定走刀方向:由于规定走刀方向与刀具轴线垂直,在量角台上即垂
直于零度线,故可以把主平面上平行于平台平面的直线作为走刀方向,其与主(副)
刀刃在基面的投影有一夹角,即为主(副)偏角。
(3) 测量方法:顺(逆)时针旋转平台,使主刀刃与主平面贴合。如图1-3
所示,即主(副)刀刃在基面的投影与走刀方向重合,平台在底盘上所旋转的角
度,即底盘指针在底盘刻度盘上所指的刻度值为主(副)偏角κ
(κ')的角度rr
值。
4测量车刀刃倾角(λ) s
(1)根据定义:主刀刃和基面的夹角。
(2)确定主切削平面:主切削平面是过主刀刃与主加工表面相切的平面,在
测量车刀的主偏角时,主刀刃与主平面重合,就使主平面可以近似地看作主切削
平面(只有当λ =0时,与主加工表面相切的平面才包含主刀刃),当测量片指针s
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指零时底平面可作为基面。这样就形成了在主切削平面内,基面与主刀刃的夹角,
即刃倾角。
(3)测量方法:旋转测量片,即旋转底平面(基面)使其与主刀刃重合。如
图1-4所示,测量片指针所指刻度值为刃倾角。
5测量车刀主剖面内的前角γ 和后角αoo
(1) 根据定义:主前角是指在主剖面内,前刀面与基面的夹角。主后角是
指在主剖面内后刀面与主切削平面的夹角。
(2) 确定主剖面:主剖面是过主刀刃一点,垂直于主刀刃在基面的投影。
(3) 在测量主偏角时,主刀刃在基面的投影与主平面重合(平行),如果使
主刀刃在基面的投影相对于主平面旋转900,则主刀刃在基面的投影与主平面垂直,
即可把主平面看作主剖面。当测量片指针指零时,底平面作为基面,侧平面作为
图1-3 测量车刀的主偏角图 1-4 测量车刀刃倾角
主切削平面,这样就形成了在主剖面内,基面与前刀面的夹角,即前角(γ);主o
切削平面与后刀面的夹角,即后角(α)。 o
(4) 测量方法:使底平面旋转与前刀面重合。如图1-5所示, 测量片指针
所指刻度值为前角;使侧平面(即主切削平面)旋转与后刀面重合。如图1-6所
示, 测量片指针所指刻度值为后角。
6副后角的测量与主后角的测量方法相近,所不同的是须把主平面作为副剖面。
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图1-5 测量车刀前角 图1-6 测量车刀后角
将测得的角度值记录并计算出楔角β和刀尖角ε,以及其他角度的计算值,or并进行比较、分析其误差原因,写在实验
报告
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中。
表1-1 车刀几何角度测量结果记录
00基本角度 λ = 0直头外圆车刀 λ < 0直头外圆车刀 备注 ss
主偏角κ r
刃倾角 λ s
前 角γ o
后 角α o
副偏角κ' r
副后角α' o
楔 角β o
刀尖角ε r
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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。
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:硬质合金车刀若干把。
4试件:轴向带断屑槽的棒料。
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,如图2-1
所示。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
/ L c ch
式中ξ?? 变形系数;
L?? 切削长度(mm);L=πD/(n-b);对于本实验:槽数n=3;槽宽c c
b=2.5 ;
L?? 切屑长度(mm),把切屑收集起来,学生自己测量其长度。 ch
计算变形系数的方法用测量切削长度法。在车床上将试件装在三爪卡盘与尾
架顶尖之间,试件轴向开槽并镶嵌钢板,以达到断屑和保护刀尖的目的,如图2-2
所示。
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L
。 C
变形系数 ξ= L/ L =(πD/n - b)/ L c chC
1切削速度υ对切削变形的影响
在车床上固定试件,装夹好刀具。
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试件材料:20#钢,试件直径由现场定。
刀具材料:YT15硬质合金车刀
图2-1 切屑收缩图 2-2 车削切屑收缩
00000刀具参数:κ= 45;κ'= 8;λ= 0;γ= 10;α= 7;r = 0.1 r rs o o
mm 。
切削用量:, = 0.28 mm/r , a= 2 mm 。 p
改变切削速度;速度取值很关键,必须在实验前进行计算,从低速到高速,
可先取
υ =5;10;20;25;30;40;60;80;110 m/min;
n = ; ; ; ; ; ; ; ; r/min;
然后根据试棒直径计算出对应的机床转速。
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
在车床上固定试件,装夹好刀具。
试件材料:20#钢,试件直径由现场定。
刀具材料:YT15硬质合金车刀
刀具参数:κ
0000= 45;κ'= 8;λ= 0;α= 7;r = 0.1 mm 。 r rs o
切削用量:, = 0.28 mm/r , a= 2 mm υ = 60 m/min 。 p
000 改变车刀前角:γ= 0;15;30 。 o
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 , 对切削变形的影响
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在车床上固定试件,装夹好刀具。
试件材料:20#钢,试件直径由现场定。
刀具材料:YT15硬质合金车刀
00000刀具参数:κ= 45;κ'= 8;λ= 0;γ= 10;α= 7;r = 0.1 r rs o o mm 。
切削用量: a= 2 mm υ = 60 m/min 。 p
改变进给量:, = 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。
表2-1 切削速度对切削变形影响实验数据记录
试 件 切削用量 刀具几何参数 固
定材料 D b Lc ap κ, κ' γ α λ rroos条
件
顺序 切削速度 υ 切屑长度 Lch 变形系数 ξ
1
2 实 3 验 4
5 数
6
据 7
8
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。1 详细叙述实验过程。
2 有完整的实验记录。
3 绘出 ξ?? υ;ξ?? γ
;ξ?? , 曲线。 o
4 分析切削参数(υ、γ、,)对切削变形的影响规律。 o
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表2-2 刀具前角对切削变形影响实验数据记录
试 件 切削用量 刀具几何参数 固
定材料 D b Lc ap υ κ, κ' α λ rros条
件
顺序 刀具前角γ 切屑长度 Lch 变形系数 ξ o
实 1
2 验
3 数 4 据5
表2-3 进给量对切削变形影响实验数据记录
试 件 切削用量 刀具几何参数 固
定材料 D b Lc υ ap κ κ' γ α λ rroos条
件
顺序 进给量 , 切屑长度 Lch 变形系数 ξ 实 1
2 验
3 数 4 据5
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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。
1.铣床一台
2.铣床夹具一套
3.拆装、调整工具各一套
1.熟悉整个夹具的总体结构,找出夹具中的定位元件、夹紧元件、对刀元件、
夹具体及导向元件;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.把夹具装到铣床的工作台上,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,注意对刀时塞尺的的使用
1.工件在夹具中定位时,限制了几个自由度?
2.如果夹具中不设对刀块,应如何对刀?
3.如果夹具中不设置导向键,应如何调整夹具在机床上的位置?
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