《金屬切削原理與過程監(jiān)測》實驗指導書

1、 實驗指導書專業(yè)： 班級： 姓名： 學號： 華僑大學廈門工學院機械工程系實驗一 金屬切削刀具的認識一、實驗目的與要求（1）增強對金屬切削刀具的感性認識和體會，理解刀具分類方法、名稱、形狀等參數(shù)。（2）理解各種切削加工的切削運動，以及與成形面的關系。（3）觀察切削過程中的一般現(xiàn)象與規(guī)律，加深對切削過程理論知識的理解。二、實驗設備金屬切削刀具陳列柜（包括各種車刀、鉆刀、拉刀、鏜刀、銑刀、砂輪、齒輪刀具，以及組合刀具、自動線刀具和數(shù)控刀具等）三、實驗內(nèi)容 （一）切削運動 主運動是指切削加工中形成機床切削速度或消耗主要動力的工作運動；進給運動是指在切削中，使工件的多余材料不斷被切除的工作運動。同學們應

2、了解車削、銑削、刨削、磨削、鉆削等切削運動的主運動和進給運動。（二）金屬切削過程金屬切削變形過程是指刀具從工件表面切除多余金屬，形成切屑和已加工表面的過程。工件材料的塑性不同，切削條件不同，就會形成不同類型的切屑。從變形的觀點出發(fā)，主要有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、單元切屑和崩碎切屑四種類型。切削過程中，在高溫和高壓的條件下，刀具的前刀面、后刀面不斷地與切屑、工件接觸摩擦，刀具發(fā)生磨損現(xiàn)象，主要形態(tài)有：前刀面磨損、后刀面磨損和邊界磨損。為了測量和應用方便，切削力通常又可以分為主切削力、背向力和進給力。（三）車削刀具工具車刀的結構形式，可以分為整體式車刀、焊接式車刀、機夾重磨式車刀和可轉位式車刀。焊接式

3、車刀因其結構簡單、緊湊、剛性好，經(jīng)濟性和靈活性較好等優(yōu)點，目前應用較為廣泛。車刀按加工表面類型可分為外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷刀、切槽刀等形式。（四）鉆削刀具 孔的加工方法有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、锪孔、磨孔等。鉆削刀具主要有扁鉆、麻花鉆、中心鉆、深孔鉆等。了解槍鉆和內(nèi)排屑深孔鉆的鉆削和排屑原理。（五）擴锪鉸鏜刀了解認識擴孔鉆、锪鉆、鉸刀、鏜刀等孔加工刀具的結構形式和切削部分的構造。浮動鏜刀具有加工質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、制造成本高、不能校正原有孔的軸線歪斜等工藝特點。（六）刨拉削刀具了解刨刀、拉刀的類型，了解刨削和拉削的加工范圍。（七）銑削刀具銑刀按用途可分為圓柱銑刀、端銑刀、盤形銑刀、

4、立銑刀、鍵槽銑刀、角度銑刀和成形銑刀等。同時應了解銑刀的安裝方式。（八）齒輪與螺紋加工刀具齒輪加工刀具按加工原理可分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。成形齒輪刀具是指刀具齒形或齒形的端面投影與被加工直齒齒輪端剖面內(nèi)的槽形相同，常用的成形齒輪刀具主要有盤形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀。展成齒輪刀具是指刀具齒形與工件齒形不同，切齒時刀具和工件有嚙合運動，被切齒輪齒形是由刀具齒形運動軌跡包絡而成，主要有插齒刀和滾齒刀等。螺紋刀具有螺紋車刀、螺紋梳刀、絲錐、圓板牙等類型。（九）磨削與砂輪磨削是最常用的精加工方法，可磨削平面、外圓面和內(nèi)圓面等。砂輪是主要的磨削刀具，主要有平形、筒形、雙斜邊式、杯形、碗形、碟形和雙

5、邊凹式等形式。（十）其他刀具孔加工復合刀具是由兩把或兩把以上同類或不同類的孔加工刀具組合而成的刀具，可以明顯提高孔加工的效率。目前數(shù)控機床用刀具的主流是可轉位式的機夾刀具，具有無焊接裂紋、使用壽命較長、刀柄可重復利用等優(yōu)點。四、實驗步驟1、按照金屬切削刀具陳列柜所展示的順序，由淺入深、由簡單到復雜進行參觀認知，指導教師做簡要講解；2、在聽取指導教師講解的基礎上，分組（每5人1組）仔細觀察和討論各種刀具的結構、類型、特點及應用范圍。實驗二 車刀幾何角度的測量一、實驗目的與要求（1）加深有關車刀切削部分基本定義的理解，從而掌握車刀切削部分的構造要素、車刀標注角度參考系及車刀標注角度的基本概念。（2

6、）了解車刀角度測量儀的構造，掌握車刀幾何角度的測量方法。（3）根據(jù)測量的結構，繪制車刀切削部分幾何角度簡圖。（4）本實驗項目為驗證性實驗，要求同學認真預習相關課程知識。二、實驗原理與方法車刀標注角度可以用角度樣板、萬能量角器、重力量角器及車刀角度測量儀等儀器來測量。用車刀角度測量儀測量方便、迅速、正確。現(xiàn)簡介如下：（一）車刀角度測量儀的構造車刀角度測量儀是測量車刀標注角度的專用角度測量儀器。它的結構形式有多種，圖2-1所示的車刀角度測量儀既能測量車刀正交平面參考系的基本角度，又能測量法平面參考系的基本角度。車刀角度測量儀有機械指針式和數(shù)顯指針式兩種。均由底盤、工作臺、大小指針、大小刻度盤、立柱

7、、滑體等零件組成。圓形底盤2的周邊上刻有從0起向順、逆時針兩個方向各100的刻度，其上的工作臺5可繞轉軸7轉動，轉動角度的數(shù)值由固連于工作臺5上的工作臺指針6指示出來。工作臺5上的定位塊4和導條3固定在一起，可在工作臺5的滑槽內(nèi)平行滑動。立柱20固裝在底盤2上，其上制有矩形螺紋，旋轉大螺帽19可使滑體13沿立柱20上的鍵槽上下滑動。小螺釘16將小刻度盤15固定于滑體13，旋鈕17將彎板18也鎖緊在滑體13上。如松開旋鈕17，彎板18可作順、逆兩個方向轉動，轉角大小由固連于彎板18的小指針14在小刻度盤15上指示出來。用兩個緊固螺釘11將扇形大刻度盤12固定于彎板另一端，其上用螺釘軸8安裝大指針

8、9。大指針9可繞螺釘軸8作順、逆兩個方向的轉動，并由大刻度盤12顯示出轉動角度。兩個止動銷10用以限制大指針9的極限位置。當工作臺指針6、大指針9和小指針14都處在“0”位時，大指針9的前表面a和側表面b處于與工作臺5的上表面垂直的位置，大指針9的底平面c則平行于工作臺5的上表面。測量車刀角度時，就是根據(jù)被測角度的需要，轉動工作臺5，調(diào)整工作臺上車刀的前后位置，同時旋轉大螺帽19，使滑體13帶動大指針9作上下移動，使之處于適當位置。然后用大指針的前表面a（或側表面b、或底平面c）與車刀上構成被測角度的刀面或刀刃緊密貼合。此時在底盤2（或大刻度盤12）上則由指針6（或大指針9）指示出相應的被測角

9、度數(shù)值。圖2-1 車刀角度量角儀1支角；2底盤；3導條；4定位塊；5工作臺；6工作臺指針；7轉軸；8螺釘軸；9大指針；10止動銷；11緊固螺釘；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（二）車刀角度測量儀的使用用車刀角度測量儀測量車刀標注角度時，必須預先將角度測量儀的大指針、小指針和工作臺指針全部調(diào)到“0”位。然后把待測車刀按圖2-2所示位置平放在工作臺上，即可進行測量。1、主偏角的測量從圖2-2所示的原始位置起，順時針轉動工作臺，讓主切削刃與大指針9的前表面a緊密貼合（圖2-3）。在此，工作臺平面相當于基面Pr，大指針前表面a相當

10、于進給方向（或進給平面）。此時工作臺指針在底盤上所指示的刻度值，即為主偏角之值。2、刃傾角的測量主偏角測量完后，使大指針底平面c與主切削刃緊密貼合（圖2-4）。在此，大指針前表面a相當于切削平面Ps，則大指針在大刻度盤上指示的刻度值，即為車刀刃傾角之值。如指針在0的左邊為+，反之為-。圖2-2 車刀標注角度測量前的原始位置 圖2-3 車刀主偏角的測量圖2-4 車刀刃傾角的測量 圖2-5 車刀前角的測量3、前角的測量主偏角測完后才可測量前角。此時，可在主偏角測完的位置上，逆時針轉動工作臺90（或從原始位置起，逆時針轉動工作臺）。這樣做是為了使主切削刃在基面上的投影與大指針前表面a垂直（即相當于正

11、交平面或主剖面Po）。再使大指針的底平面與主切削刃上選定點的前刀面緊密貼合（圖2-5）。此時，大指針在大刻度盤上的刻度值，就相當于主剖面Po內(nèi)前角的數(shù)值，如指針在0的右邊為+，反之為-。4、后角的測量前角測完后，向右平行移動待測車刀（有時車刀要放到定位塊得左側，并相互靠緊），使大指針的側表面b與主切削刃上選定點的后刀面緊密貼合（圖2-6）。此時，大指針在大刻度盤上的指示刻度就是該選定點在正交平面（主剖面）內(nèi)的后角值。如指針在0的左邊為+，反之為-。圖2-6 車刀后角的測量 圖2-7 車刀副偏角的測量5、副偏角的測量可參照主偏角的測量方法，從原始位置按逆時針轉動工作臺到副切削刃與大指針的前表面a緊密貼合（圖2-7），此時，工作臺指針在底盤上的指示值，即為副偏角值。6、副后角的測量副偏角測完后，可將工作臺順時針轉動90（或從原始位置起，讓工作臺順時針轉動），使副切削刃在基面上的投影恰好與大指針的前表面a垂直（即相當于副切削刃主剖面），讓大指針底面c與副切削刃前刀面貼合，大指針在大刻度盤上的指示