刀具幾何角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)_圖文

1、刀具幾何角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)概述切削加工過程中, 刀具要從工件上切下金屬, 其切削部分必須具備一定的切削角度, 也 正是由于這些角度才決定了刀具切削部分上各刀面、 刀刃和刀尖的空間位置。 用于切削加工 的刀具雖然種類繁多, 具體結(jié)構(gòu)各異, 但其切削部分在幾何特征上卻具有共性。 外圓車刀的 切削部分可以看作是各類刀具切削部分的基本形態(tài), 故此在工程中, 是以外圓車刀為例, 給 出刀具切削部分的基本定義。而刀具幾何角度就是描繪切削部分幾何特征的參數(shù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn), 將使同學(xué)能增強(qiáng)對(duì)刀具切削部分幾何特征參數(shù)的感性認(rèn)識(shí), 理解切削加工中 的切削機(jī)理,掌握金屬切削理論基礎(chǔ)概念。實(shí)驗(yàn)要求1. 熟悉車刀切削

2、部分的構(gòu)成要素,掌握車刀靜態(tài)角度的參考平面、參考系及車刀靜態(tài)角度 的定義:2. 了解車刀量角臺(tái)的結(jié)構(gòu),學(xué)會(huì)使用量角臺(tái)測(cè)量車刀靜態(tài)角度;3. 繪制車刀靜態(tài)角度圖,并標(biāo)注出測(cè)量得到的各角度數(shù)值。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀的前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角。實(shí)驗(yàn)原理車刀的靜態(tài)角度可以用車刀量角臺(tái)進(jìn)行測(cè)量, 其測(cè)量的基本原理是:按照車刀靜態(tài)角度 的定義, 在刀刃選定點(diǎn)上, 用量角臺(tái)的指針平面(或側(cè)面或底面, 與構(gòu)成被測(cè)角度的面或線 緊密貼合(或相平行、或相垂直,把要測(cè)量的角度測(cè)量出來。實(shí)驗(yàn)方法1. 校準(zhǔn)車刀量角臺(tái)的原始位置用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀靜態(tài)角度之前,必須先把車刀量角臺(tái)的大指針、小指針和工作

3、臺(tái)指 針全部調(diào)整到零位, 然后把車刀按圖 1-2所示平放在工作臺(tái)上, 我們稱這種狀態(tài)下的車刀量角臺(tái) 位置為測(cè)量車刀靜態(tài)角度的原始位置。2. 主偏角 K r 的測(cè)量從圖 1-2所示的原始位置起, 按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái) (工作臺(tái)平面相當(dāng)于 P r , 讓主刀刃和 大指針前面 a 緊密貼合,如圖 1-3所示,則工作臺(tái)指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值,就是主偏角 k r 的數(shù)值。3. 刃傾角 s 的測(cè)量測(cè)完主偏角 k r 之后, 使大指針底面 c 和主刀刃緊密貼合 (大指針前面 a 相當(dāng)于 P s , 如圖 1-4所示, 則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值, 就是刃傾角 s 的數(shù)值。 指針在 0左邊為

4、 + s , 指針在 0右邊為4. 副偏角 k r 的測(cè)量參照測(cè)是主偏角 k r 的方法, 按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái), 使副刀刃和大指針前面 a 緊密貼合, 如圖 1-5所示,則工作臺(tái)指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值,就是副偏角 k r 的數(shù)值。5. 前面 0的測(cè)量前角 0的測(cè)量,必須在測(cè)量完主偏角 k r 的數(shù)值之后才能進(jìn)行。從圖 1-2所示的原始位置起,按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái),使工作臺(tái)指針指到底盤上 K r =90K r 的刻度數(shù)值處 (或者從圖 1-3所示測(cè)完主偏角 k r 的位置起,按逆時(shí)針方向使工作臺(tái)轉(zhuǎn) 動(dòng) 90 ,這時(shí),主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指針前面 a(相當(dāng)于 P 0 ,然后

5、讓大指針底 面 c 落在通過主刀刃上選定點(diǎn)的前刀面上 (緊密貼合 ,如圖 1-6所示,則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值,就是正交平面前角 0的數(shù)值。指針在 0右邊時(shí)為 + 0,指針在 0左邊時(shí) 6. 后角 0的測(cè)量在測(cè)完前角 0之后,向右平行移動(dòng)車刀 (這時(shí)定位塊可能要移到車刀的左邊,但仍要保證車 刀側(cè)面與定位塊側(cè)面靠緊 , 使大指針側(cè)面 b 和通過主刀刃上選定點(diǎn)的后刀面緊密貼合, 如圖 1-7所示,則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值,就是正交平面后面 0的數(shù)值。指針在 0的 數(shù)值。指針在 0左邊為 + 0,指針在 0右邊為 0。車刀量角臺(tái)結(jié)構(gòu)車刀量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖所示。圓形底盤 2的周邊

6、,刻有從 0起向順、逆時(shí)針兩個(gè)方向 各 100的刻度。其上的工作臺(tái) 5可以繞小軸 7轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,由固連于工作臺(tái) 5上的 工作臺(tái), 指針 6指示出來。 工作臺(tái) 5上的定位塊 4和導(dǎo)條 3因定在一起, 能在工作臺(tái) 5的滑 槽內(nèi)平行滑動(dòng)。立柱 10固定安裝在底盤 2上,它是一根矩形螺紋絲杠,旋轉(zhuǎn)絲桿上的大螺帽 19,可以 使滑體 13沿立柱(絲杠20的鍵槽上、下滑動(dòng)?；w 13上用小螺釘 16固定裝上一個(gè)小刻度 盤 15,在小刻度盤 15的外面,用旋鈕 17將彎板 18的一端鎖緊在滑體 13上。當(dāng)松開旋鈕 17時(shí),彎板 18以旋鈕 17為軸,可以向順、逆時(shí)針兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度用固連于

7、彎板 18上的小指針 14在小刻度盤 15上指示出來。在彎板 18的另一端,用兩個(gè)螺釘 11固 定裝上一個(gè)扇形大刻度盤 12, 其上 4用特制的螺釘軸 8裝上一個(gè)大指針 9。 大指針 9可以繞 螺釘軸 8向順、逆時(shí)針兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),并在大刻度盤 12上指示出轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。兩個(gè)銷軸 10可以限制大指針 9的極限位置。當(dāng)工作臺(tái)指針 6、 大指針 9和小指針 14都處在 0時(shí), 大指針 9的前面 a 和側(cè)面 b 垂直 于工作臺(tái) 5的平面, 而大指針 9的底面 c 平行于工作臺(tái) 5的平面。 測(cè)量車刀角度時(shí), 就是根 據(jù)被測(cè)角度的需要,轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái) 5, 同時(shí)調(diào)整放在工作臺(tái) 5上的車刀位置,再旋轉(zhuǎn)大螺帽 19

8、,使滑體 13帶動(dòng)大指針 9上升或下降而處于適當(dāng)?shù)奈恢?然向用大指針 9的前面 a (或 側(cè)面 b 、或底面 c ,與構(gòu)成被測(cè)角度的面或線緊密貼合,從大刻度盤 12 上讀出大指針 9指 示的被測(cè)角度數(shù)值。 實(shí)驗(yàn)參考外圓車刀的構(gòu)造 普通外圓車刀的構(gòu)造如圖 2所示。其組成包括刀體部分和切削部分。 刀體是車刀在機(jī)床上定位和夾持的部分。切削部分的構(gòu)造要素如下:(1 前刀面 Ay 刀具上切屑流經(jīng)的表面。(2 后刀面 Aa 刀具上與工件過渡表面相對(duì)的表面。(3 副后刀面 Aa 刀具上與工件已加工表面相對(duì)的表面。(4主切削刃 前刀面與主后刀面相交而得到的刃邊 (或棱邊 ,用于切出工件的過渡表面,切削過程中擔(dān)

9、任 主要作用。圖 2 車刀的組成部分 (5 副切削刃 前刀面與副后刀面相交而得到的刃邊,它配合主切削刃完成金屬切除工作,負(fù)責(zé)最終形成工件加工表面。(6刀尖 主切削刃與副切削刃相連接處的一小段 切削刃。理想刀尖是個(gè)點(diǎn)、但實(shí)際刀尖為圓弧或倒角。 (7 刀楔 位于前刀面與主后刀面之間的切削部分,它與主切削刃組成了刀具中最主要的切削部分。刀具標(biāo)注角度的參考系 刀具要從工件上切下金屬,其切削部分必須具備一定的切削 角度, 也正是由于這些角度才決定了刀具切削部分上各刀面、 刀刃和刀尖的空間位置。 通過 一組角度值來確定刀具切削部分各個(gè)表面的空間位置, 可以使刀具的幾何形狀得以確定。 這 些角度值和其他的必

10、要的參數(shù)就是刀具的幾何參數(shù)。 刀具幾何參數(shù)的確定需要以一定的參考 坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)面為標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)標(biāo) GB /T12204 90規(guī)定了刀具的參考坐標(biāo)系和參考坐標(biāo) 面以及幾何參數(shù)的定義,現(xiàn)分別介紹如下:(1 刀具的參考坐標(biāo)面 刀具的參考坐標(biāo)系是由一組參考坐標(biāo)面和測(cè)量面組成的, 其中基 面和切削平面是最基本的參考坐標(biāo)面。1 基面 P r 通過切削刃上的選定點(diǎn),垂直于該點(diǎn)合成切削運(yùn)動(dòng)方向的一個(gè)平面被稱 作基面。這里所說的合成切削運(yùn)動(dòng)方向指的是主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)矢量合成后的合成矢量方 向。刀具在制造、刃磨及測(cè)量時(shí),經(jīng)常是取基面作為刀具的安裝平面或刀具的定位平面。2 切削平面 P s 通過切削刃上的選定點(diǎn),與

11、切削刃相切并垂直于基面的平面為切削 平面,切削平面包含切削刃在選定點(diǎn)的切線和合成切削運(yùn)動(dòng)方向。 上述定義中, 基面和切削平面位置的確定是以刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的。 在 某種條件下, 刀具切削刃上的不同點(diǎn)其合成切削運(yùn)動(dòng)方向會(huì)有所不同, 因此, 確定選定點(diǎn)是 確定參考坐標(biāo)面的前提條件。 (2 刀具的工作參考系 用于確定刀具幾何 角度的參考系有兩大類。 1在切削加工時(shí),用于確定刀具幾何參數(shù)的參 考系被稱作刀具工作參考系,該參考系考慮了刀具 切削運(yùn)動(dòng)和刀具實(shí)際安裝情況對(duì)刀具幾何角度的影 響。 2 刀具的靜止參考系 確定刀具設(shè)計(jì)、制造、 刃磨和測(cè)量時(shí)的參考系被稱作刀具靜止參考系。它 是刀具工作

12、圖上標(biāo)注刀具幾何參數(shù)的基準(zhǔn),因此也 可稱為標(biāo)注參考系。 靜止參考系有兩個(gè)前提條件 (或稱為假定條件 ,一是不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的大小, 只考慮其方向。 這時(shí)合成切削運(yùn)動(dòng)方向就是主運(yùn)動(dòng)方向, 二是 圖 3正交平面參考系刀具的安裝定位基準(zhǔn)與主運(yùn)動(dòng)方向平行或垂直. 刀柄的軸線與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向平行或垂直。 在 這兩個(gè)前提條件下, 基面就是與主運(yùn)動(dòng)方向垂直的平面, 對(duì)車刀來講, 基面與刀柄的底面平 行。切削平面與切削刃相切,與主運(yùn)動(dòng)方向相平行。(3 正交平面 P o 和正交平面參考系 正交平面是通過切削刃上選定點(diǎn)與基面和切削 平面都垂直的平面。由基面 P r 、切削平面 P s 和正交平面 P o 組成的直角坐

13、標(biāo)系稱為正交平面 參考系,如圖 5-4所示。刀具的標(biāo)注角度是指在刀具設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、刃磨時(shí)所必需的角度。這些角度是在 刀具工作圖上確定刀具結(jié)構(gòu)所需標(biāo)出的角度。正交平面參考系內(nèi)的刀具標(biāo)注角度,如圖 5-5所示;(1外圓車刀在正交平面參考系的正交平面上測(cè)得的基本角度:1 前角 在過切削刃上選定點(diǎn)的正交平面內(nèi)前刀面與基面之間的夾角。2 后角 在過切削刃上選定點(diǎn)的正交平面內(nèi),后刀面與切削平面之間的夾角。 在正交平面內(nèi),前角和后角分別決定了前刀面和后刀面的位置。前刀面和后刀面之間 所夾的角度稱為楔角 o ,它可以由前角和后角派生而來。(2 外圓車刀在正交平面參考系的基面內(nèi)測(cè)得的基本角度1 主偏角 在過主切削刃上選定點(diǎn)的基面內(nèi),主切削刃和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。2 副偏角 在過副切削刃上選定點(diǎn)的基面內(nèi),副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。3 刃傾角 s 在過切削刃上選定點(diǎn)的切削平面內(nèi),主切削刃與基面的夾角稱作刃傾角。刃傾角與主偏角共同確定了主切