金属切削原理及工具实验指导书

金属切削原理及工具
实验指导书
湖南工业大学机械工程学院
实验一 车刀几何角度的测量
一、实验目的及要求:
1. 研究车刀(直头外园车刀、弯头车刀和切断刀等)的构造。

2. 根据刀具几何角度的定义，使用车刀量角仪，按主剖现参考系和法剖面参考系测量车刀的0γ、0α、s λ、r k 、
n γ、n α等角。

3. 根据测量结果绘制车刀的角度标注图及其与工件的相关位置。

二、实验所用的设备及工具
1. 车刀量角仪。

2. 直头外园车刀、弯头车刀、切断刀、900外园车刀、螺纹车刀。

三、仪器的构造与说明：
车刀量角仪的构造如图所示
车刀的几何角度是在车刀的各辅助平面内测量的,而车刀上除法剖面以外的所有剖面均垂直于车刀的基面，因此，以工作台上平面作为车刀的基面，以大指针的量刀板平面代表各剖面，当工作台转到不同位置时，即能测出车刀各剖面内角度(包括切削平面内角度)。

测量基面内角度时，大指针量刀板代表走刀方向。

将副量角器上的小指针指着测出的刃倾角入S s 的值，这时大指针量刀板所在的平面即为车刀的法剖面，因此能测出车刀法剖面内角度。

四、车刀几何角度的测量方法和步骤
将车刀置于如图所示的矩形工作台面上，侧面紧靠定位块，测量车刀主、副切削刀上角度的顺序依次是:
r k →s λ→0γ→0α→→'
r k →'
s λ →'
0γ→'
0α
l 、主偏角r k 的测量
大小指针对零，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，使主切副刃与量刀板正面密合，这时量刀板面为切削平面，则矩形工作台指针2a 指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角r k 。

2、刃倾角s λ的测量
进车刀，使量刀板底面紧贴主切削刃，则大指针所指的角度即为s λ值(左正、右负)。

3、前角0γ的测量
将矩形工作台逆时针方向转 90，这时量刀板平面为主剖面，调整主量角器的高度及车刀的位置，使量刀板底边紧靠前刀面，则大指针所指的角度即为0γ值(右正，左负)。

4、后角0α的测量
车刀的定位与测量前角相同，只是使量刀板的侧面与车刀的后刀面贴紧，则大指针所指的角度即为0α值。

5、副偏角'
r k 的测量
大、小指针对零，逆时针方向旋转矩形工作台使副切削刃紧靠量刀板平面，即可在盘形工作台上的刻度值上读出'
r k 。

6、副前角'
0γ与副后角'
0α的测量
将矩形工作台顺时针方向旋转 90，测量方法与主前角和主后角相同。

实验一车刀几何角度测量实验报告
班级姓名学号
一、测量数据
二、根据测量结果绘制车刀的角度标注图及其与工件的相关位置（90度外圆车刀、端面车刀、切刀）
实验二 切削用量对工件表面粗糙度的影响
一、实验目的
了解切削用量（v, f , a p ）对工件表面粗糙度的不同影响程度，加深理解精加工时，切削用量的选择原则，掌握一些提高工件表面粗糙度的方法。

二、使用设备及工件材料
1． 车床C6132，粗糙度样块； 2． 工件材料：45# 钢。

三、实验原理和方法
本实验采用不同的切削用量对工件进行加工而获得不同的粗糙度，然后对照粗糙度标准样块，用肉眼判断进行比较或用光切法显微镜进行测量。

工件粗糙度按轮廓的平均算术偏差R a 、、不平度十点平均高度R z 两参数之一来评定。

影响工件表面粗糙度的因素很多，在车削加工中，主要有刀具几何角度、切削用量、被加工材料性能、刀具磨损、工艺系统刚性与抗振性等。

本实验主要观察切削用量对工件表面粗糙度的影响。

1． 走刀量f 的影响
从几何学得 'max r
r
ctgK
ctgK
R +=
根据R a 定义 a R =
f
cde
abc 面积面积+
由于面积=abc 面积82221max max R f R f cde =⋅⋅= 故
)
(448
8'max max max r
r
a ctgK
ctgK
f
R f
R f fR R +=
=+=
式中： '
,r r K K 分别为刀具的主偏角和副偏角，f 为走刀量
从式中可知，对于一定的刀具，R a 与f 的大小直接有关，减少走刀量f ，可减低表面粗糙度。

但上述公式也有一定的局限性，当f 太小时（f<0.15mm/转），减少f ，不再使R a 明显减少，这时表面粗糙度基本上决定于被加工表面的塑性变形程度和工艺系统刚度等。

2． 切削速度V
避开该速度区域。

较高的切削速度，既可使生产率提高，又可以得到较高的表面质量，因此，不断地创造条件提高切削速度是提高工艺水平的一个重要方向。

3．切削深度a p
切削深度的选择与加工余量有关，一般来说，切削深度对加工表面粗糙度的影响是不明显的，在实际工作中可以忽略。

但a p小到刀小于刃区圆弧半径r n时，正常切削就不能维持，常挤压滑过加工表面而切不下切屑，从而使粗糙度增大。

四、实验步骤
1.介绍有关加工参数
加工材料：
加工刀具：
刀具几何角度：K r= （主偏角），K r’= （付偏角），γ0= （前角），α0= （主后角），'
α= （付
0后角）
λ= （刃倾角）
s
硬质合金刀片牌号：YT15：
2.实验改变进给量f对表面粗糙度的影响：
参数：S= 转/分a p= mm D= mm 根据公式V=ΠDS/1000计算出V= m/分表1：观测走刀量f对表面粗糙度的影响
3.实验改变切削速度V对表面粗糙度的影响：
参数：a p= mm，f= mm/转D= mm
表2：
4.实验改变切削深度a p积对表面粗糙度的影响：
参数：取S= 转/min ，f= mm/转
表3对表面粗糙度的影响
五、实验报告要求
1. 简述本实验的实验目的；
2. 通过实验、观察、计算，获取在不同切削用量（v, f , a p）下的工件表面粗糙度，并填写有关数据表；
3. 分析切削用量v, f , a p）对工件表面粗糙度的影响。

《金属切削原理及工具》实验课实验数据原始记录表
班级姓名第组年月日
实验一：车刀几何角度的测量
1、车刀几何角度测量原始数据
2、根据测量结果绘制车刀的角度标注图及其与工件的相关位置（90度外圆车刀、端面车刀、切刀）
考勤记录实验老师签名年月日
实验二：切削用量对工件表面粗糙度的影响
1、有关加工参数： 加工材料： 加工刀具：
刀具几何角度：K r = （主偏角）， K r ’= （付偏角）， γ0= （前角），
α0= （主后角）
， '0α=
（付后角） s λ= （刃倾角） 硬质合金刀片牌号：
2、实验改变进给量f 对表面粗糙度的影响：
参数：S= 转/分 a p = mm D= mm V= m/分
表
3、 实验改变切削速度V 对表面粗糙度的影响：
参数：a p = mm ， f= mm/转 D= mm
4、实验改变切削深度a p 积 对表面粗糙度的影响：
参数：取S= 转/min ，f= mm/转
表3
5、分析切削用量v, f , ap ）对工件表面粗糙度的影响。

考勤记录 实验老师签名 年 月 日。