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实验三 车刀角度的测量与设计
一、实验目的
1．熟悉车刀切削部分的构造要素，掌握车刀标注角度的参考系及车刀标注角度的定义。 2．了解量角器的结构，学会使用量角器测量车刀标注角度。 3．绘制车刀标注角度图，并标注出测量得到的各标注角度数值。
4．根据所测车刀的主偏角Kr 、副偏角Kr' 、后角α。 。试设计并绘制精车普通碳钢的焊接式车刀的刀头材料及车刀的前角γ。和刃倾角λs 。
二、实验概述
1．车刀标注角度及其坐标参考系
刀具的切削部分是由前刀面、主后刀面、副后刀面组成，这些刀面之间的交线又称为主刀刃、副刀刃，并构成刀尖。刀面或刀刃在空间的位置是用刀具角度值来反映。刀具角度值是如何测定的呢? 为此，人为的建立几个坐标平面，如图10—1所示，它们分别是，通过主刀刃上某一点，与该点加工表面相切的切削平面P s ；通过主刀刃上某一点，与该点切削速度方向垂直的基面P r ；通过主刀刃上某一点，与主刀刃在基面上投影垂直的主剖面P o ；这3个坐标平面又称为坐标参考系。以坐标参考系为基准来度量刀具标注角度的大小。但坐标参考系是在一定假设条件下建立的，那就是：(1)不考虑进给运动(即V f =0)，用主运动向量V 近似地代替切削刃与工件间的相对运动合成速度向量V e ；(2)规定刀杆中心线与进给方向垂直，刀尖与工件中心等高。
图3－1 刀具主剖面参考系
2．车刀的标注角度。
所谓刀具标注角度就是在刀具图纸上所标注的角度，是制造或刃磨刀具时所依据的角度，可分别在主剖面、基面和切削平面内测量。
(1)在主剖面内测量的标注角度有：前角γo —前刀面与基面间的夹角；后角αo
—主后刀
面与切削平面间的夹角。
(2)在基面内测量的标注角度有：主偏角Kr —主刀刃与进给方向在基面上 投影的夹角；副偏角K ′r —副刀刃与进给方向在基面上投影的夹角。
(3)在切削平面内测量的标注角度有：刃倾角λS ——主刀刃与基面的夹角。
三、实验设备及用材
1．万能量角器
图3－2 万能量角器实物照片
车刀标注角度可以用角度样板、万能量角器以及车刀量台等进行测量。其测量的基本原理是，按照车刀标注角度的定义，在刀刃上选定点，用量角器的尺面，与构成被测角度的面或线紧密贴合(或相平行、或相垂直) ，把要测量的角度测量出来。本实验采用万能量角器来测量车刀标注角度。
万能量角器的结构
万能量角器是一种通用的角度测量工具，如图3－3所示直角尺8或直尺12根据需要，用定位螺钉5或11、卡块6或9、制动螺钉7或10装在尺坐4上，松开制动螺钉7或10，直角尺8或直尺12可以在卡块6或9内平行移动，当将直角 尺8或直尺12
调整到适当的
位置时，再用制动螺钉7或10将其锁紧。测量角度时，松开制动头3，尺体1连同基尺13可以沿尺坐4上的半圆形滑轨转动，把基尺13与构成被测角度的面或线紧密贴合(或相平行或相垂直) ，然后将制动头3锁紧，从游标尺2的刻度线上，便可以读出所要测量的角度数值。
图3－3 万能量角器结构图
1－尺体 2－游标尺 3－制动头 4－尺座 5、11－定位螺钉 6、9－卡块7、10－制动螺钉 8直角尺 12－直尺 13－基尺
2．外圆车刀
图3－4 外圆车刀实物照片
四、实验方法与步骤
用万能量角器测量车刀标注角度 (1)主偏角Kr 的测量
将万能量角器装成如右图3—5所示的样子，使车刀的左侧面(主刀刃一侧) 紧 密地贴合在直尺(或换成直角尺) 的尺面上，让基尺和主刀刃在基面上的投影相平行，则游标尺零线所指示的角度数值，就是主偏角Kr 的数值。
3－5 用万能量角器测量车刀主偏角
2) 副偏角K ′r 的测量 测完主偏角K ′r 之后，保持车刀和直尺的相对位置，让基尺和副刀刃在基面上的投影相平行，则游标尺零线所指示的角度数值，就是副偏角K ′r 的数值，如左图3—6。
图
图3－6 用万能量角器测量车刀副偏角
(3)刃倾角λs 的测量 将万能量角器装成如右图3－7所示的样子，把车刀底面紧密地贴合在直尺尺面上，调整车刀的位置，使基尺处在切削平面(Ps)内，并和主刀刃紧密贴合，则游标尺零线所指示的角度数值就是刃倾角λs 的数值。
图3－7 用万能量角器测量车刀刃倾角
(4)前角γ0的测量
将万能量角器装成如图3一8所示的样子，把车刀底面紧密地贴合在直尺尺面上，调整车刀的位置，使基尺处在主剖面(P0) 内，并通过主刀刃上的选定点，和前刀面紧密贴合，则游标尺零线所指示的角度数值，就是主剖面前角γo 的数值。
3-8 用万能量角器测量车刀前角
（5）后角α0的测量 将万能量角器装成如右
图3－9所示的样子，把车刀底面紧密地贴合在直角尺（或换成直尺）的尺面上，调整车刀的位置，使基尺处在主剖面（P0）内，并通过主刀刃上的选定点，和主后刀面紧密贴合，则游标尺零线所指示的角度，就是主剖面后角α0的数值。
3－9 用万能量角器测量车刀后角图 3－10 外圆车刀模型
五、实验报告要求
1. 简述本实验目的 2. 实验记录
图 3
3. 绘制车刀（实验刀具）标注角度图，并标注测得的主要数据。
4. 设计并绘制加工（精车）普通碳钢的焊接式车刀。根据所测车刀的主要几何角度α。、Kr 、Kr' ，试确定刀头的材料和车刀的前角γ。、刃倾角λs ，并设计刀具外形尺寸（长、宽、高）（标准四号图纸绘图）。
刀具角度示意图：