金屬切削原理與刀具實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、實(shí)驗(yàn)一車刀的角度測(cè)量一、目的與要求1.熟悉車刀切削部分的構(gòu)造要素，掌握車刀標(biāo)注角度的參考平面、參考系及車刀標(biāo)注角度的定義； 2.了解量角器和量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)使用量角器和量角臺(tái)測(cè)量車刀標(biāo)注角度；3.繪制車刀標(biāo)注角度圖，并標(biāo)注出測(cè)量得到的各標(biāo)注角度數(shù)值。二、測(cè)量原理與實(shí)驗(yàn)方法車刀標(biāo)注角度可以用角度樣板、萬(wàn)能量角器、策略量角器以及各種車刀量角臺(tái)等進(jìn)行測(cè)量。其測(cè)量的基本原理是：按照車刀標(biāo)注角度的定義，在刀刃的選定點(diǎn)，用量角器的尺面或量角臺(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(lái)。(一) 車刀量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)車刀量角臺(tái)是測(cè)量車刀標(biāo)注角度的專

2、用量角儀，它有很多種形式，其中既能測(cè)出車刀正交平面參考系的基本角度，又能測(cè)量車刀法平面參考系的基本角度的一種車刀量角臺(tái)，如圖1-1所示。 1支腳 2底盤 3導(dǎo)條 4定位塊 5工作臺(tái) 6工作臺(tái)指針 7小軸 8螺釘軸 9大指針 10銷軸 11螺釘 12大刻度盤 13滑體 14小指針 15小刻度盤 16小螺釘 17旋鈕 18彎板 19大螺帽 20立柱 圖1-1 車刀量角臺(tái)圓形底盤2的周邊，刻有從00起順、逆時(shí)針兩個(gè)方向各1000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(lái)。工作臺(tái)5上的定位塊4和導(dǎo)條3固定在一起，能在工作臺(tái)5的滑槽內(nèi)平行滑動(dòng)。立柱20固

3、定安裝在底盤2上，它是一根矩形絲杠，旋轉(zhuǎn)絲杠上的大螺紋19，可以使滑體13沿立柱(絲杠)20的鍵槽上、下滑動(dòng)。滑體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(kāi)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)的角度用固連于彎板18上的小指針14在小刻度盤15上指示出來(lái)。在彎板18的另一端，用兩螺釘11固定裝上一個(gè)扇形大刻度盤12，其上用特制的螺釘軸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

4、6、大指針9和小指針14都處在00時(shí)，大打針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上平面。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，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?，然后用大指?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。(二) 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀標(biāo)注角度(1) 校準(zhǔn)車刀量角臺(tái)的原始位置用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀標(biāo)注角度之前，必須先把車刀量角臺(tái)的大指針、小指針和工作臺(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

5、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)量車刀標(biāo)注角度的原始位置。 圖1-2 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀標(biāo)注角度的原始位置 (2) 主偏角r的測(cè)量 圖1-3 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀主偏角從圖1-2的原始位置起，按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)(大指針a相當(dāng)于Pr)，讓主刀刃緊密貼合，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r的數(shù)值。 (3) 刃傾角s的測(cè)量測(cè)完主偏角r之后，使大指針底面c和主刀刃緊密貼合(工作臺(tái)前面a相當(dāng)于Ps)，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00左邊為+s，指針在00右邊為-s。 圖1-4 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀刃傾角

6、 (4) 副偏角r的測(cè)量參照測(cè)量主偏角r的方法，按逆時(shí)針?lè)较蜣D(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r的數(shù)值。 圖1-5 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀副偏角(5) 前角0的測(cè)量前角0的測(cè)量，必須在測(cè)量完主偏角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?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)，使工作臺(tái)指針到底盤上r=900-r的刻度數(shù)值處(或者從圖1-3所示測(cè)完主偏角r的位置起，按逆時(shí)針?lè)较蚴构ぷ髋_(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)900)，這時(shí)，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指針a(相當(dāng)于P0)，然后讓大指針底面c落在通過(guò)主刀刃上選定點(diǎn)的前刀面上(緊密貼合)，如圖1-6所

7、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00右邊時(shí)為+0，指針在00左邊為-0。 圖1-6 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀前角(6) 后角0的測(cè)量在測(cè)完前角0之后，向后平行移動(dòng)車刀(這時(shí)定位塊可能要移到車刀的右邊，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(guò)主刀刃上選定點(diǎn)的后刀面緊密帖合，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，就是正交平面后角0的數(shù)值。指針在00右邊時(shí)為+0，指針在00左邊為-0。 圖1-7 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀后角(7) 法平面前角n和后角n的測(cè)量測(cè)量車刀法平面的前角n和后角n，必須在測(cè)量完主偏角r和刃傾角s之后才能進(jìn)行。

8、將滑體(連同小刻度盤和小指針)和彎板(連同大刻度盤和大指針)上升到適當(dāng)位置，使彎板轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刃傾角s的數(shù)值，這個(gè)s數(shù)值由固連于彎板上的小指針在小刻度盤上指示出來(lái)(逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)為+s，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)為-s),如圖1-8所示，然后按如前所述測(cè)量正交平面前角0和后角0的方法(參照?qǐng)D1-6，圖1-7)，便可測(cè)量出車刀法平面前角n和后角n的數(shù)值。 圖1-8 用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀法平面前角和后角三、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 內(nèi) 容(一) 實(shí)驗(yàn)用量角儀和工具(二) 實(shí)驗(yàn)記錄1、正交平面參考系的基本角度 (單位：度)車刀編號(hào)車刀名稱刀桿尺寸(BH)mm前角0后角0主偏角r副偏角r刃傾角s副后角0外圓車刀 2、法平面和切

9、削深度(進(jìn)給)方向的前角和后角(單位：度)車刀編號(hào)車刀名稱法平面切削深度方向平面進(jìn)給方向平面前角n后角n前角p后角p前角f后角f外圓車刀3、派生角度 (單位：度)車刀編號(hào)車刀名稱刀尖角r余偏角f副前角楔 角onpf外圓車刀 (三) 繪制車刀標(biāo)注角度圖(四) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論思考題 1、用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀正交平面前角0和后角0時(shí)，為什么要讓工作臺(tái)從原始位置起，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)r=900-r的角度？2、在什么情況下需要測(cè)量車刀法平面前角n和后角n？為什么用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀法平面前角n和后角n時(shí)，小指針(即彎板)要旋轉(zhuǎn)一個(gè)刃傾角s的數(shù)值？3、參照淐車刀正交平面前角0和后角0的方法，怎樣利用車刀量角

10、臺(tái)測(cè)量車刀副刀刃上的副前角0和副后角0？為什么車刀工作圖上不標(biāo)注副前角0？4、怎樣利用車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀切削深度(進(jìn)給)方向平面的前角p(f)和后角p(f)？標(biāo)注出p(f)和p(f)有什么用處？5、切斷車刀有幾條？哪條是主刀刃？哪條是副刀刃？應(yīng)如何利用車刀量角臺(tái)測(cè)量切斷車刀的主偏角r和副偏角r?6、450彎頭車刀在車外圓和車端面時(shí)，其主、副刀刃和主、副偏角是否發(fā)生變化？為什么？實(shí)驗(yàn)二 刀具的刃磨一、目的和要求掌握刀具的前角0、后角、主偏角r、副偏角r和刃傾角s等常用刀具的研磨方法，進(jìn)一步掌握在正交平面參考系中刀具角度的標(biāo)注方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及安排16人一組，每個(gè)人獨(dú)立完成表中規(guī)定角度的刀具研磨

11、。 表一 車刀的刃磨角度000rrs右偏刀(外圓車刀)100505060015070 表二 切槽刀的刃磨角度前面定向角后面定向角左副后面定向角右副后面定向角0sL0rL0LrL0RrR切槽刀703012093050305030三、設(shè)備及工具車刀角度測(cè)量臺(tái)、砂輪機(jī)、高速鋼車刀及14鉆頭各80支。四、刃磨步驟(一)、外圓車刀的刃磨過(guò)程1、為了方便測(cè)量，應(yīng)先靡磨出主偏角r和副偏角r;2、研磨刃傾角s3、磨前角0；4、最后磨出后角0和副后角0。(二)、切槽刀的刃磨過(guò)程1、先磨出前面定向角0、sL；2、分別磨出左副后面定向角0L、rL和右副后面定向角0R、rR。3、最后磨出后面定向角0、rL。五、思考題

12、1、刀具的刃磨質(zhì)量如何表征？2、砂輪的組成要素對(duì)刀具的刃磨質(zhì)量產(chǎn)生什么影響？3、砂輪的工作轉(zhuǎn)速對(duì)刀具的刃磨質(zhì)量產(chǎn)生什么影響？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表1 車刀刃磨結(jié)果000rrs右偏刀(外圓車刀) 表2 切槽刀刃磨前面定向角后面定向角左副后面定向角右副后面定向角0sL0rL0LrL0RrR切槽刀2、繪制簡(jiǎn)圖表示右偏刀切端面時(shí)的各基準(zhǔn)面、截面及各幾何角度，并注上符號(hào)。實(shí)驗(yàn)三 刨削加工切屑變形實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：1、觀察切削過(guò)程，認(rèn)識(shí)各種切削的形狀。2、掌握測(cè)量切削變形的方法。3、研究切削厚度，前角和工件材料對(duì)切屑變形的影響規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用具：1、設(shè)備：B665型牛頭刨床。2、刀具：高速

13、鋼刨刀（三把）To = 15 o = 8 KT = 90 s = 0To = 20 o = 8 KT = 90 s = 0To = 25 o = 8 KT = 90 s = 03、用具：游標(biāo)卡尺、鋼板尺、細(xì)鋼絲。4、試件：45鋼、銅、100505各類板板。三、實(shí)驗(yàn)基本原理在切削過(guò)程中，由于發(fā)生塑性變形，使切削層尺寸發(fā)生變化，與原切削層尺寸比較，長(zhǎng)度Lc變短，厚度p增加，這種現(xiàn)象稱為切屑收縮，切屑收縮的大小，一般能反映切屑變形的適度，用變形系數(shù)表示。 四、方法步驟本實(shí)驗(yàn)在刨床上進(jìn)行，如圖所示，將實(shí)驗(yàn)用的試件制成長(zhǎng)L=100mm，寬=50mm，厚h=5mm，然后在一定的切削條件下，進(jìn)行切削，并用細(xì)

14、銅絲及鋼板尺，量出切削長(zhǎng)度Lc，即可求出在一定條件下的變形系數(shù)。其中：Lc、ap切屑的長(zhǎng)度、厚度。L、Cc切屑層的長(zhǎng)度、厚度。1、c與的關(guān)系固定下列條件：切削速度v 試件材料試件長(zhǎng)度刀具材料刀具前角依次改變切削厚度c進(jìn)行切削，收集切屑，用細(xì)銅絲及鋼此尺，測(cè)出切屑長(zhǎng)度Lc，記入報(bào)告書(shū)表格，并作出c曲線。2、To與的關(guān)系固定下列條件：切削速度v 切削厚度c 試件材料試件硬度試件長(zhǎng)度刀具材料依次改變不同的刀具前角，To進(jìn)行切削，測(cè)量切屑長(zhǎng)度Lc計(jì)入報(bào)告書(shū)表格，并作出To曲線。3、工件材料與的關(guān)系固定下列條件：切削速度v 切削厚度c試件長(zhǎng)度刀具材料刀具前角依次改變?cè)嚰牧希M(jìn)行切削，收集切屑，測(cè)量切屑

15、Lc填入報(bào)告書(shū)表格，通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)步驟，從而可以看出各種條件，對(duì)變形的影響規(guī)律。思考題：1、切屑有幾種類型？它們的形成過(guò)程及特點(diǎn)如何？2、刀具前角To和切削用量，對(duì)切屑變形系數(shù)的影響如何？為什么？實(shí)驗(yàn)四 刀具角度及切削用量對(duì)切削過(guò)程的影響一、目的和要求觀察切削進(jìn)行過(guò)程，了解切削用量對(duì)切削過(guò)程的影響，掌握刀具的前角0、主偏角r和刃傾角s對(duì)切削過(guò)程的影響規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及安排 分別單獨(dú)改變切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量時(shí)，對(duì)切削效率、切屑類型及斷屑狀況的影響。16人一組，第4人為一小組。三、設(shè)備及工具CA6140車床、車刀量角臺(tái)、外圓車刀、粗糙度量塊、放大鏡、千分尺、50400A3鋼。四、實(shí)驗(yàn)原理及方

16、法1、取兩把僅前角有較大差別而其它參數(shù)均相同的90右切偏刀進(jìn)行對(duì)比切削，并作觀察記錄；2、取兩把僅刃傾角有較大差別的外圓車刀作對(duì)比切削，并作觀察記錄；3、取兩把特大刃傾角高速鋼車刀進(jìn)行極小吃刀深度切削，并作觀察記錄。4、取兩僅主偏角有較大差別的外圓車刀作對(duì)比切削，并作觀察記錄；5、取兩把僅副偏角有較大差別的外圓車刀作對(duì)比切削，并作觀察記錄；6、用硬質(zhì)合金車刀分別作低、中、高三種切削速度的對(duì)比切削，觀察積屑瘤的生成情況，并作記錄。7、取可轉(zhuǎn)位機(jī)夾車刀一把，分別作單獨(dú)改變進(jìn)給量f、背吃刀量ap、切削速度vc等的切削效率的對(duì)比切削，觀察其切屑的顏色及斷屑狀況，并作記錄。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、詳細(xì)闡述實(shí)驗(yàn)步

17、驟；(無(wú)這一步的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其成績(jī)只能算整個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)的一半)2、實(shí)驗(yàn)記錄1) 刀具材料： 刀具角度： 工件直徑： 主軸轉(zhuǎn)速： 切削用量：vc= m/s； f= mm/r ； ap= mm；序號(hào)前角0切屑類型、顏色及變形情況其它122) 刀具材料： 刀具角度： 工件直徑： 主軸轉(zhuǎn)速： 切削用量：vc= m/s； f= mm/r ； ap= mm；序號(hào)刃傾角s切屑類型、流向其它123) 刀具材料： 刀具角度：s= 工件直徑： 主軸轉(zhuǎn)速： 切削用量：vc= m/s； f= mm/r ； ap= mm；序號(hào)表面粗糙度及切屑狀況其它124) 刀具材料： 刀具角度： 工件直徑： 主軸轉(zhuǎn)速： 切削用量：vc= m/s； f= mm/r ； ap= mm；序號(hào)主傾角r臺(tái)肩工件兩端直徑(mm)、(L= mm)其它1D1= D2=2D1= D2=5) 刀具材料： 刀具角度： 工件直徑： 主軸轉(zhuǎn)速： 切削用量：vc= m/s； f= mm/r ； ap= m