【知识目标】

掌握车刀主要几何角度的定义。

【能力目标】

1.掌握使用车刀量角台测量车刀几何角度的方法。

2.能通过对车刀几何角度的测量,绘制车刀几何角度图。

6.5.1　实验设备

①车刀量角台。

②右偏刀和切槽刀。

6.5.2　实验内容

①用车刀量角台分别测量右偏刀和切槽刀的前角γo、后角αo、主偏角κr、副偏角κ′r、刃倾角λs。

②绘制车刀几何角度图。

6.5.3　实验原理

(1)车刀几何角度

车刀由刀柄和刀头组成。刀柄是车刀的夹持部分,刀头是切削部分。如图6.22 所示,刀头由前刀面Aγ、后刀面Aα、副后刀面A′α、主切削刃S、副切削刃S′及刀尖构成。

图6.22　车刀切削部分的构成

给出假定工作条件,就可建立刀具的正交平面静止参考系,如图6.23 所示。假定工作条件包含假定运动条件和假定安装条件。

1)假定运动条件

以切削刃选定点位于工件中心高时的主运动方向,作为假定主运动方向;以切削刃选定点的进给运动方向,作为假定进给运动方向,不考虑进给运动的大小。

2)假定安装条件

假定车刀安装绝对正确,即安装车刀时,刀尖与工件中心等高,车刀刀杆对称面垂直于工件轴线。

图6.23　正交平面静止参考坐标平面

正交平面静止参考系由相互垂直的pr,ps,po3 个坐标平面组成。具体定义如下:

①基面pr

通过切削刃选定点,垂直于假定主运动方向的平面,称为基面。对车刀,基面平行于车刀刀杆底面。

②切削平面ps

通过切削刃选定点,与主切削刃相切并垂直于基面的平面,称为切削平面。

③正交平面po

通过切削刃选定点,同时垂直于基面与切削平面的平面,称为正交平面。

从上面建立的正交平面静止参考系中,可标出主偏角κr、刃倾角λs、前角γo、后角αo,如图6.24 所示。

图6.24　正交平面静止参考系标注的角度

具体定义如下:

主偏角κr。基面中测量的主切削刃与假定进给运动方向之间的夹角,称为主偏角。

刃倾角λs。切削平面中测量的主切削刃与过刀尖所作基面之间的夹角,称为刃倾角。

前角γo。正交平面中测量的前刀面与基面之间的夹角,称为前角。

后角αo。正交平面中测量的后刀面与切削平面之间的夹角,称为后角。

同理,对副切削刃可建立起副基面、副切削平面 和副正交平面,从而定义出副偏角和副后角。(www.daowen.com)

(2)车刀量角台工作原理

车刀量角台是测量车刀几何角度的专用量角仪,如图6.25 所示。圆形底盘的周边刻有从0°起向顺、逆时针两个方向各100°的刻度,其上的工作台可绕小轴转动,转动的角度由工作台上的指针指示出来。工作台上的定位块和导条固定在一起,能在工作台上的滑槽内平行滑动。

立柱是一根矩形螺纹丝杠,固定安装在底盘上,旋转丝杠上的大螺母,可使滑体沿立柱的导向槽上下滑动。用小螺钉在滑体上固定了一个小刻度盘,在小刻度盘的外面,用旋钮将弯板的一端锁紧在滑体上。当松开旋钮时,弯板以旋钮为轴,可顺、逆时针方向转动,其转动的角度用弯板上的小指针在小刻度盘上指示出来。用两个螺钉把扇形大刻度盘固定在弯板的另一端,用特制的螺钉轴把大指针安装在大刻度盘上。大指针可绕螺钉轴顺、逆时针方向转动,并在大刻度盘上指示出转动的角度。两个销轴可限制大指针转动的极限位置。

当工作台指针、大指针和小指针都处在0°时,大指针的前面a 和侧面b 垂直于工作台的平面,而大指针的底面平行于工作台的平面。测量车刀几何角度时,根据被测角度转动工作台,同时调整放在工作台上的车刀位置,再旋转大螺母,使滑体带动大指针上升或下降到适当的位置,然后用大指针的前面a(或侧面b 或底面c)与构成被测角度的面或线紧密贴合,从大刻度盘上读出大指针指示的被测角度数值。

图6.25　车刀量角台

1—支角;2—底盘;3—导条;4—定位块;5—工作台;6—工作台指针;7—小轴;8—螺钉轴;9—大指针;10—销轴;11—螺钉;12—大刻度盘;13—滑体;14—小指针;15—小刻度盘;16—小螺钉;17—旋钮;18—弯板;19—大螺母;20—立柱

6.5.4　实验步骤

测量车刀几何角度时,车刀置于工作台台面上,侧面紧靠定位块。测量车刀几何角度的顺序依次是κr—λs—γo—αo—κ′r。

(1)校准车刀量角台的原始位置

用车刀量角台测量车刀几何角度之前,必须先把车刀量角台的大指针、小指针和工作台指针全部调整到零位,然后把车刀按如图6.26 所示平放在工作台上。这种状态下,车刀量角台位置为测量车刀几何角度的原始位置。

(2)测量主偏角κr

从如图6.26 所示的原始位置起,按顺时针方向转动工作台(工作台平面相当于基面),让主刀刃和大指针前面a 紧密贴合(见图6.27),则工作台指针在底盘上所指示的刻度值就是主偏角κr 的数值。

(3)测量刃倾角λs

使大指针底面c 和主刀刃紧密贴合(大指针前面a 相当于切削平面)(见图6.28),则大指针在大刻度盘上所指示的刻度值就是刃倾角λs 的数值。指针在0°线左边为正,右边为负。

(4)前角γo 的测量

前角γo 的测量必须在测量完主偏角κr 之后才能进行。

从测完主偏角κr 的位置起(见图6.27),将工作台逆时针转动90°,此时主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指针前面a(相当于主剖面),然后让大指针底面c 紧密贴合在前刀面上,并且通过主刀刃上的选定点(见图6.29),则大指针在大刻度盘上所示的刻度值就是主剖面前角γo 的数值。指针在0°线右边为正,左边为负。

图6.26　测量车刀标注角度的原始位置

图6.27　测量车刀主偏角

图6.28　测量车刀刃倾角

图6.29　测量车刀前角

(5)后角αo 的测量

在测完前角γo 之后,向右平行移动车刀(这时,定位块可能要移到车刀的左边,但仍要保证车刀侧面与定位块侧面紧靠),使大指针侧面b 和后刀面紧密贴合,并通过主刀刃上的选定点(见图6.30),则大指针在大刻度盘上所指示的刻度值就是主剖面后角αo 的数值。指针在0°线左为正,右为负。

(6)副偏角的测量

参照测量主偏角κr 的方法,逆时针转动工作台,使副刀刃和大指针前面a 紧密贴合(见图6.31),则工作台指针在底盘上所指示的刻度值就是副偏角的数值。

图6.30　测量车刀后角

图6.31　测量车刀副偏角

6.5.5　注意事项

①测量时,必须先明确主刀刃、副刀刃、前刀面、后刀面及进给方向。

②测量时,大指针前面a、侧面b 和底面c 须与被测部位紧密贴合。

③防止大指针与工作台或车刀发生碰撞,以免损坏设备,降低测量精度。

④测量角度值应精确到0.5°。

6.5.6　思考题

①车刀的进给运动及安装位置对车刀的工作角度有什么影响?

②车刀各角度的功用和选择原则是什么?