测量刀具角度实验报告

专业班级姓名学号

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实验日期实验地点机械制造技术实验室成绩

实验名称测量刀具角度实验

实验目的

本次测量刀具角度实验的目的在于巩固和深化《机械制造技术Ⅰ》（机制专业）、《机械制造技术基础》（材料成型专业）课堂所学的有关典型车刀几何结构和几何角度的理论知识，从而对学生掌握机械加工刀具有明显的促进意义。

本次实验在实验老师的指导下，达到如下实验目的：

1、了解和认识典型车刀的基本结构，正确区分外圆车刀、端面车刀、切槽车刀、内孔车刀和螺纹车刀等常用车刀；

2、认识各类车刀的几何结构和几何角度；

3、正确使用CLY-1型车刀量角仪对典型车刀进行几何角度的测量；

实验基本原理

1、车刀的“三面两刃一刀尖”结构：车刀刀头（即工作部位）由前刀面、主后刀面和副后刀面组成（即三面），前刀面和主后刀面、副后刀面的交棱称为主切削刃和副切削刃（即两刃），两切削刃的交点区域称为刀尖。

2、车刀前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角定义。

3、根据车刀参考平面、前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角六个几何角度的定义，确定参考辅助平面的位置，通过CLY-1型车刀量角仪上测量片的各个测量面与车刀刀刃、前（后）刀面的贴合（重合），测量出每一个几何角度。

实验基本步骤

利用CLY-1型车刀量角仪分别测量所选车刀的前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角等基本几何角度，记录测量所得的数据。

1、测量前的调整：调整量角仪，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，这样就可以使测量片达到以下状态：

a、主平面垂直于平台平面，且垂直于平台对称线。

b、底平面平行于平台平面。

c、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：将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

a 、定义：主（副）刀刃在基面的投影与走刀方向夹角。

b、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。

c、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κr（κr＇）的角度值。

4、测量车刀刃倾角（λs）

a定义：主刀刃和基面的夹角。

b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λs =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。

图1-3 测量车刀的主偏角图图1-4 测量车刀刃倾角

c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γo 和后角αo

a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。

b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。

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90°，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（γo）；主切削平面与后刀面的夹角，即后角（αo）。

c测量方法：使底平面旋转与前刀面重合，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，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。

实验数据处理及结果分析

由于实验仪器本身比较粗糙，故所测得的各类车刀的几何角度与实际角度会有较大的出入。

思考题

1、简要叙述车刀的工作部分组成。

答：车刀属于单锋刀具，因车削工作物形状不同而有很多型式，但它各部位的名称及作用却是相同的。一支良好的车刀必须具有刚性良好的刀柄及锋利的刀锋两大部份。

1 前间隙角 :自刀鼻往下向刀内倾斜的角度为前间隙角，因有前间隙角，工作面和刀尖下形成一空间，使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小，刀具将在表面上摩擦，而产生粗糙面，角度太大，刀具容易发生震颤，使刀鼻碎裂无法光制。装上具有倾斜中刀把的车刀磨前间隙角时，需考虑刀把倾斜角度。高速钢车刀此角度约8~10度之间，碳化物车刀则在6~8度之间。

2 边间隙角

刀侧面自切削边向刀内倾斜的角度为边间隙角。边间隙角使工作物面和刀侧面形成一空间使切削作用集中于切削边提高切削效率。高速钢车刀此角度约10~12度之间。

3 后斜角

从刀顶面自刀鼻向刀柄倾斜的角度为后斜角。此角度主要是在引导排屑及减少排屑阻力。切削一般金属，高速钢车刀一般为8~16度，而碳化物车刀为负倾角或零度。

4 边斜角

从刀顶面自切削边向另一边倾斜，此倾斜面和水平面所成角度为边斜角。此角度是使切屑脱离工作物的角度，使排屑容易并获得有效之车削。切削一般金属，高速钢车刀此角度大约为10~14度，而碳化物车刀可为正倾角也可为负倾角。

5 刀端角

刀刃前端与刀柄垂直之角度。此角度的作用为保持刀刃前端与工件有一间隙避免刀刃与工件磨擦或擦伤已加工之表面。

6 切边角

刀刃前端与刀柄垂直之角度，其作用为改变切层的厚度。同时切边角亦可改变车刀受力方向，减少进刀阻力，增加刀具寿命，因此一般粗车时，宜采用切边角较大之车刀，以减少进刀阻力，增加切削速度。

7 刀鼻半径

刀刃最高点之刀口圆弧半径。刀鼻半径大强度大，用于大的切削深度，但容易产生高频振动。

2、简要叙述车刀的六个几何定义？

（1）前角:前刀面与基面的夹角。当前刀面与切削平面夹角小于90°时，前角为正

值；大于90°时，前角为负值。前角对于刀具的切削性能有很大的影响。（2）后角（α0）：后刀面与切削平面的夹角（3）楔角：前刀面与后刀面之间的夹角。（4 主偏角：主切削平面与假定进给运动方向之间的夹角。主偏角总是为正值。（5 副偏角：副切削平面与假定进

给运动反方向之间的夹角。（6 ）刀尖角：主切削平面与副切削平面之间的夹角

实验总结：

本组学生在实验前按照实验指导书的要求，认真进行了实验预习，并理解了车刀的工作部分组成和车刀的六个几何角度的定义，以及CLY-1型车刀量角仪的组成和测量方法；在实验中认真听取指导教师的讲解，积极思考并记录指导教师所讲的实验关键要点；在实际刀具角度测量过程中，严格执行操作规程，很好地完成了实验。

通过该实验，使我们将课堂所学的理论知识更加实际化，达到了理论和实际相结合的实验目的，不仅使我们对车刀的工作部分组成和车刀的六个几何角度有了最直接的了解，而且使我们掌握了使用CLY-1型车刀量角仪对车刀的六个几何角度进行测量的方法，达到了实验的目的。

教师评语