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摘要
用于切削加工的刀具種類繁多,但刀具切削部分的組成確有共同之處。車刀的切削部分可看作是各種刀具切削部分最基本的形態(tài)。車刀是最典型的刀具,其他刀具都可以看作是由車刀演化而來(lái)的,車刀是其它刀具的基礎(chǔ)。把車刀角度研究清楚了,就可以在此基礎(chǔ)上研究其他刀具角度。因此,我們要掌握車刀切削部分的構(gòu)造要素、車刀標(biāo)注角度參考系及車刀標(biāo)準(zhǔn)角度的基本概念,并且了解車刀角度測(cè)量?jī)x的構(gòu)造和使用方法,學(xué)會(huì)用它測(cè)量車刀的比標(biāo)注角度、繪制車刀標(biāo)注角度圖。
關(guān)鍵詞:車刀;切削加工;刀具
目錄
摘要 I
第1章 緒論 1
第2章 基本定義 2
2.1 基本定義 2
2.2 刀具的幾何參數(shù) 3
2.2.1刀具切削部分的表面與刀刃 3
2.2.2確定刀具切削角度的參考平面 4
2.3刀具標(biāo)注角度的參考系 5
2.4刀具的標(biāo)注角度 6
2.4.1刀具在正交平面參考系中的標(biāo)注角度 6
第3章 刀具合理幾何參數(shù)的選擇 7
3.1 前角的功用及選擇 7
3.1.1前角的功用 7
3.1.2前角的選擇 7
3.2 后角的選擇 9
3.3 主偏角、副偏角及刀尖形狀的選擇 10
3.3.1主偏角的功用及選擇 10
3.4 副偏角的功用 11
3.5 刀尖形狀及尺寸的選擇 12
3.6 刃傾角的選擇 12
第4章 車刀角度的測(cè)量 14
4.1目的與要求 14
4.2測(cè)量原理與實(shí)驗(yàn)方法 14
4.2.1量角器和量角臺(tái)的結(jié)構(gòu) 14
結(jié) 論 21
參考文獻(xiàn) 22
附錄 23
22
第1章緒論
近年來(lái)由于機(jī)械制造工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)刀具的要求也日益提高。為了提高刀具的使用效率,延長(zhǎng)刀具的使用壽命,除了在設(shè)計(jì)刀具時(shí)正確地決定刀具的幾何外形,合理地選用刀具材料,規(guī)定必要的熱處理硬度外,在制造過(guò)程中尚須對(duì)刀具進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn),以保證符合圖紙上所規(guī)定的外形尺寸及技術(shù)條件等要求。
在金屬切削加工中,車刀是一種廣泛使用的刀具,在車床上使用各種車刀,可完成工件的外圓、端面、車槽或切斷,以及車孔和車內(nèi)外螺紋等加工工藝。
車刀切削部分各個(gè)刀面和刀刃在空間是互相傾斜的,為了確定它們?cè)诳臻g的位置和角度,根據(jù)切削運(yùn)動(dòng)的方向,假想出三個(gè)輔助平面:基面、切削平面和主平面(主剖面),形成主平面(主剖面)參考系。車刀的主要切削角度就是依據(jù)假想的三種輔助面和車刀上傾斜的各個(gè)刀面、刀刃來(lái)確定和定義的。用通常的量角器、角度尺是無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)量出車刀的各種切削角度值。一般的中小型機(jī)械制造工廠里,只能由工人憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)サ?所以車刀角度無(wú)法確認(rèn)。為此,我設(shè)計(jì)制造出一種簡(jiǎn)便的車刀切削角度測(cè)量器,它使用方便、準(zhǔn)確直觀、效果良好,即可用于教學(xué)、又可用于生產(chǎn)實(shí)踐。儀器的主扇形板安裝在滑座上,可相對(duì)支柱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)和固定,它相對(duì)本身軸線和支柱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的角度均可由指針示出。測(cè)量尺與車刀前面接觸的基準(zhǔn)刀口邊平行于底座分布。
為了滿足機(jī)器制造、金屬加工及其他部門對(duì)金屬切削刀具的需求,首先必須提高其生產(chǎn)速度,第二,要顯著提高刀具質(zhì)量,最后,要改進(jìn)刀具的使用。其中,提高金屬切削刀具的質(zhì)量乃是達(dá)到最大限度滿足對(duì)切削刀具需求的基本方法。
第2章 基本定義
2.1 基本定義
切削運(yùn)動(dòng):直接切除金屬層,使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鞯倪\(yùn)動(dòng)稱為切削的運(yùn)動(dòng)。
主運(yùn)動(dòng):使工件與刀具產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行切削的最基本的運(yùn)動(dòng),成為主運(yùn)動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)的速度最高,消耗功率最大。例如,外圓車削時(shí)的工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平面刨削時(shí)的刀具直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),都是主運(yùn)動(dòng)。其他切削加工方法中的主運(yùn)動(dòng)也同樣是由工件和刀具來(lái)完成的,其形式可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng),但每種切削加工方法的主運(yùn)動(dòng)通常只有一個(gè)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng):使主運(yùn)動(dòng)能夠繼續(xù)切除工件上多余的金屬,以便形成工件表面所需的運(yùn)動(dòng),稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。例如外圓車削時(shí)車刀的縱向連續(xù)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng),和平面刨削時(shí)工件的間歇直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其它切削加工方法中也是由工件或由刀具來(lái)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的,但進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可能不只一個(gè)。它的運(yùn)動(dòng)形式可以是直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或兩者的組合,但無(wú)論哪種形式的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),它消耗的功率都比主運(yùn)動(dòng)藥效。
總之,任何切削加工方法都必須有一個(gè)主運(yùn)動(dòng),可以有一個(gè)或幾個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由工件或刀具非別完成,也可以由刀具單獨(dú)完成(例如在鉆床上鉆孔或鉸孔)。
待加工表面:它是工件上即將被切去的表面,隨著切削過(guò)程的進(jìn)行,它將逐漸減小,直至全部切去;
已加工表面:它是刀具切削后在工件上形成的新表面,并隨著切削的繼續(xù)進(jìn)行而逐漸擴(kuò)大;
過(guò)度表面:它是刀刃正切削著的表面,并切是切削過(guò)程中不斷改變著的表面,但它總是處在待加工表面與已加工表面之間。
切削用量:所謂切削用量是指切削速度、進(jìn)給量河背吃刀量三者的總稱。
切削速度ν:它是切削加工時(shí),刀刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的速度。刀刃上各點(diǎn)的切削速度可能是不同的。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),刀具或工件最大直徑處的切削速度由下式確定:
式中d ─ 完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或工件的最大直徑(mm);
n ─ 主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速(r / s或r / min)。
進(jìn)給量f:它是工件或刀具的主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)或每一行程時(shí),工件和刀具兩者在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量。例如外圓車削時(shí)的進(jìn)給量f是工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)車刀相對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量,其單位為mm / r;又如在牛頭刨床上刨削平面時(shí),則進(jìn)給量f是刨刀每往復(fù)一次,工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于刨刀的位移量,其單位為mm /雙行程。
在切削加工中,也有用進(jìn)給速度Vf來(lái)表示進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的。所謂進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf是刀刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度,其單位為mm / s。若進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng),則進(jìn)給速度在刀刃上各點(diǎn)是相同的。
背吃刀量:對(duì)外圓車削和平面刨削而言,背吃刀量等于工件已加工表面與待加工表面間的垂直距離;其中外圓車削的背吃刀量
=
式中 ─ 工件待加工表面的直徑(mm)。
─ 工件已加工表面的直徑(mm)。
2.2 刀具的幾何參數(shù)
用于不同切削加工方法的刀具,種類很多,但是它們參加切削的部分在其和特征上卻具有共性。外圓車刀的切削部分可以看作是各類刀具切削部分的基本形態(tài);其它各類刀具,包括復(fù)雜刀具,根據(jù)它們的工作要求,都是在這個(gè)基本形態(tài)上演變出各自的特點(diǎn)。所以本節(jié)將以外圓車到切削部分為例,給出刀具幾何參數(shù)方面的有關(guān)定義。
2.2.1刀具切削部分的表面與刀刃
如圖所示是外圓車刀的切削部分,它具有下述表面和刀刃:
前刀面:切下的切削沿其流出的表面。
主后刀面:與工件上過(guò)渡表面相對(duì)的表面。
副后刀面:與工件上已加工表面相對(duì)的表面。
主切削刃:前刀面與主后面相交而得到的邊鋒,用以形成工件的過(guò)渡表面,它完成主要的金屬切除工作。
副切削刃:前刀面與副后面相交而得到的邊鋒,它協(xié)同主切削刃完成金屬切除工作,以最終形成工件的已加工表面。
過(guò)度刃:主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃,它可以是小的直線段貨圓弧。通常還把主切削刃與副切削刃連接處稱為"刀尖"。
2.2.2確定刀具切削角度的參考平面
刀具要從工件上切下金屬,就必須使它具備一定的切削角度,也正是由于這些角度才決定了刀具切削部分各表面的空間位置。
刨刀是幾何參數(shù)較為簡(jiǎn)單的刀具,它的刀刃是直線,前刀面與后刀面均為平面,切削時(shí)只有主運(yùn)動(dòng)而沒有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響,并且過(guò)渡表面也是平面。對(duì)于較為復(fù)雜的刀具,其刀刃可能是曲線,前刀面和后刀面可能是曲面,切除時(shí)除主運(yùn)動(dòng)外還有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響的,過(guò)渡表面大多數(shù)不是平面,而是曲面。考慮到這后一種情況,作為刀具切削 角度參考平面的切削平面和基面定義如下:
切削平面:是通過(guò)刀刃上選定點(diǎn),切于工件過(guò)渡表面的平面。在切削平面內(nèi)包含有刀刃在該定點(diǎn)的切線,和由主 運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的切削運(yùn)動(dòng)向量。(簡(jiǎn)稱合成切削運(yùn)動(dòng)向量)。
基面:基面是通過(guò)刀刃上選定點(diǎn),垂直于該點(diǎn)合成切削運(yùn)動(dòng)的平面。顯然,刀刃上同一點(diǎn)的基面與切削平面是互相垂直的。
應(yīng)該指出,上述切削平面和基面的定義是在刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下給出的。根據(jù)上述定義分析刀具角度時(shí),對(duì)于同一刀刃上不同點(diǎn),可能有不同的切削平面和基面,因而同一刀刃上各點(diǎn)切削角度的數(shù)值也就不一定相等。
2.3刀具標(biāo)注角度的參考系
刀具的標(biāo)注角度是制造和刃磨刀具所需要的,并在刀具設(shè)計(jì)圖上予以標(biāo)注的角度。標(biāo)注角度也應(yīng)該有參考平面作為坐標(biāo);但與刀具工作時(shí)的切削角度不同,標(biāo)注角度的切削平面與基面可以不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響,只考慮主運(yùn)動(dòng)即切削速度方向;因而這時(shí)切削平面內(nèi)只包含有刀刃在其選定點(diǎn)的切線與切削速度向量;基面則是通過(guò)該點(diǎn)而垂直于切削速度向量的平面。除此之外,為了便于刃磨和檢驗(yàn)刀具的標(biāo)注角度,還應(yīng)盡可能使標(biāo)注角度的參考平面和刀具的刃磨檢驗(yàn)基面一致;所以要根據(jù)不同刀具的情況,對(duì)刃磨檢驗(yàn)時(shí)刀具的安裝定位面作出某些規(guī)定;例如刨刀,可以規(guī)定起刀桿底面垂直于切削平面(或平行于基面)。
實(shí)際上,除了由上述切削平面和基面組成的參考平面系以外,還應(yīng)該有一個(gè)平面作為標(biāo)注和測(cè)量刀具前、后刀面角度用的"測(cè)量平面"。通常根據(jù)刃磨和測(cè)量的需要與方便,可以選用不同的平面作為測(cè)量平面。在刀刃上同一選定點(diǎn)測(cè)量其角度時(shí),如果測(cè)量平面選得不同,刀具角度的大小也就不同。
測(cè)量平面和參考平面系就組成了所謂的刀具標(biāo)注角度參考系。目前各個(gè)國(guó)家由于選用的測(cè)量平面不同,所以采用的刀具標(biāo)注角度參考系也不完全統(tǒng)一。現(xiàn)在以常用的外圓車刀為例,來(lái)說(shuō)明幾種不同的刀具標(biāo)注角度參考系。
我們先按照刀具標(biāo)注角度的參考平面系的定義,分析一下外圓車刀的切削平面和基面。在不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)影響的情況下,并假定主切削刃選定點(diǎn)安裝與工件中心高度上,刀桿中心線垂直于進(jìn)給方向,這時(shí)過(guò)主切削刃上一點(diǎn)的切削平面與工件的過(guò)渡表面相切,并包含主切削刃(它是直線)和切削速度向量;詞典的基面垂直于切削速度向量或切削平面,它與車刀底面平行。
車刀標(biāo)注角度參考系可以隨所選測(cè)量平面而不同,然而無(wú)論選用哪一個(gè)平面作測(cè)量平面,各個(gè)標(biāo)注角度參考系的切削平面和基面卻是共同的。一般用坐標(biāo)祝前、后刀面角度的測(cè)量平面有三種:
1、正交平面:它是過(guò)主切削刃上選定點(diǎn),并垂直于切削平面與基面的平面,因此正交平面垂直與主切削刃在基面的投影。
2、法平面:它是過(guò)主切削刃上選定點(diǎn)并垂直與主切削刃或其切線的平面。
3、背平面和假定工作平面:背平面是通過(guò)主切削刃上選定點(diǎn),平行于刀桿軸線并垂直于基面的平面,它于進(jìn)給方向是垂直的;假定工作平面是通過(guò)主切削刃上選點(diǎn),同時(shí)垂直于刀桿直線即基面的平面,它與進(jìn)給方向平行。
因此,刀具標(biāo)注角度參考系對(duì)刀刃上同一選點(diǎn)來(lái)說(shuō)可以有三種:正交平面參考系、法平面參考系、背平面和假定工作平面參考系。
2.4刀具的標(biāo)注角度
刀具的標(biāo)注角度是指刀具工作圖上需要標(biāo)出的角度。它用于刀具的制造、刃磨和測(cè)量。這些角度將保證刀具角度在使用時(shí)得到必需的切削角度。刀具標(biāo)注角度的參考系由上述三種,他們的選用,與生產(chǎn)中實(shí)際采用的刀具角度刃磨方式和檢測(cè)夾具的構(gòu)造及調(diào)整方式有關(guān)。我國(guó)過(guò)去多采用正交平面參考系,近年來(lái)參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,逐漸兼用正交平面參考系和法平面參考系。
2.4.1刀具在正交平面參考系中的標(biāo)注角度
刀具標(biāo)注角度的內(nèi)容包括兩個(gè)方面:一是確定刀具上刀刃位置的角度;二是確定前刀面與后面位置的角度。以外圓車刀為例,確定車刀主切削刃位置的角度。
主偏角:它是在基面上,主切削刃的投影與進(jìn)給方向的夾角。
刃傾角:它是在切削平面內(nèi),主切削刃與基面的夾角。當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩蠟樽畹偷狞c(diǎn)時(shí),刃傾角是負(fù)值;反之,當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩蠟樽罡唿c(diǎn)時(shí),刃傾角為正值。
前角:在主切削刃上選點(diǎn)的正交平面內(nèi),前刀面與基面之間的夾角。
后角:在同一正交平面內(nèi),后刀面與切削平面之間的夾角。
副偏角:它是在基面上,副切削刃的投影與進(jìn)給方向的夾角。
副后角:它是在副切削刃上選定點(diǎn)的副正交平面內(nèi),副后刀面與副切削平面之間的夾角。副切削平面是過(guò)改選定點(diǎn)并包含切削速度向量的平面。
楔角:在主切削刃上選定點(diǎn)的正交平面內(nèi),前刀面與后刀面的夾角。
刀尖角:在基面上,主切削刃和副切削刃的投影之間的夾角。
余偏角:在基面上,主切削刃上的投影與進(jìn)給方向垂線之間的夾角。
第3章 刀具合理幾何參數(shù)的選擇
刀具的幾何參數(shù)包括刀具的切削角度(如 ),刀面的形式(如平前刀面、帶刀棱的前刀面、帶卷屑槽的前刀面)即切削刃的性狀(直線形、折線形、圓弧形)等。
刀具的幾何參數(shù)對(duì)切削時(shí)金屬的變形、切削力、切削溫度和刀具結(jié)構(gòu)的改進(jìn),道具耐用度、加工表面質(zhì)量和加工成本。為了充分發(fā)揮刀具的切削性能,除應(yīng)正確選擇刀具材料外,還應(yīng)合理地選擇刀具幾何參數(shù)。
一般地說(shuō),刀具的"合理"幾何參數(shù),是指在保證質(zhì)量的前提下,能夠獲得最高刀具耐用度,從而能夠達(dá)到提高切削效率或降低生產(chǎn)成本目的的幾何參數(shù)。
刀具合理幾何參數(shù)的選擇主要決定于工件材料、刀具材料、刀具類型及其他具體工藝條件,如切削用量、工藝系統(tǒng)剛性及機(jī)床功率等。
3.1 前角的功用及選擇
3.1.1前角的功用
前角是刀具上重要的幾何參數(shù)之一,前角的大小決定著切削鋒利程度和強(qiáng)固程度。它對(duì)切削過(guò)程有一系列的重要影響。
增大刀具的前角可以減小切削變形,從而使切削力和切削功率減小,切削時(shí)產(chǎn)生的熱量減少,使刀具耐用度得以提高。
但是,增大前角會(huì)使楔角減小,這樣一方面使刀刃強(qiáng)度降低,容易造成蹦刀;另一方面會(huì)使刀頭散熱體積減小,刀頭能容納熱量的體積減小,致使切削溫度增高。因此,刀具前角太大時(shí),刀具耐用度也會(huì)下降。
對(duì)于由各種材料作成的刀具,前角太大或太小,刀具耐用度都較低。在一定的加工條件下,存在一個(gè)刀具耐用度為最大的前角,通常稱為合理前角。
3.1.2前角的選擇
實(shí)踐證明,刀具合理前角主要取決于刀具材料和工具材料的種類與性質(zhì):
1、刀具材料的強(qiáng)度及韌性較高時(shí)可選擇較大的前角。例如,高速鋼的強(qiáng)度高,韌性好;硬質(zhì)合金脆性大,怕沖擊,易蹦刃;因此高速鋼刀具的前角可比硬質(zhì)合金選的大些。陶瓷刀具的脆性更大,故前角應(yīng)選擇的比硬質(zhì)合金刀具還要小些。
2、刀具的前角還取決于工件材料的種類與性質(zhì)
(1)加工塑性材料時(shí),應(yīng)選較大的前角;加工脆性材料時(shí),應(yīng)選較小屑的前角。切削鋼料時(shí),切削變形很大,切削與前刀面的接觸長(zhǎng)度較長(zhǎng),刀之間的壓力和摩擦力都很大,為了減小切削的變形和摩擦,宜選較大的前角。用硬質(zhì)合金刀具加工一般鋼料時(shí),前角顆懸10°~ 20°。
切削灰鑄鐵時(shí),塑性變形較小,切屑呈崩碎狀,它與前刀面的接觸長(zhǎng)度較短,與前刀面的摩擦不大,切削力集中在切削刃附近。為了保護(hù)切削刃不致?lián)p壞,宜選較小的前角。加工一般灰鑄鐵時(shí),前角可選5°~ 15°。
(2)工件材料的強(qiáng)度或硬度較小時(shí),切削力不大,刀具就不易蹦刃,對(duì)刀具強(qiáng)固的要求較低,為了使切削刃鋒利,宜選較大前角。當(dāng)材料的強(qiáng)度或硬度較高時(shí),切削力較大,切削溫度也較高,為了增加切削刃的強(qiáng)度和散熱提及,易取較小前角。例如,加工鋁合金時(shí)= 30°~ 35°;加工中硬鋼時(shí) =10°~ 20°;加工軟鋼時(shí),前角可用20°~30°。
(3)用硬質(zhì)合金車刀加工強(qiáng)度很大的鋼料或淬硬鋼,特別是斷續(xù)切削時(shí),應(yīng)從刀具破損的角度出發(fā)選擇前角,這時(shí)常需采用副前角(= -5°~ -20°)。材料的強(qiáng)度或硬度越高,副前角的絕對(duì)值也越大。這是因?yàn)楣ぜ牧系膹?qiáng)度或硬度很高時(shí),切削力很大,采用正前角的刀具,切削刃部分和刀尖部分主要受到的是彎曲和剪切變形,硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度較低,在重載下容易破損。采用負(fù)前角時(shí),切削刃和刀尖部分受到的是壓應(yīng)力,硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度比抗彎強(qiáng)度3~4倍,切削刃不易因受壓而損壞。抗彎強(qiáng)度更差的陶瓷和立方氮化硼刀具,也經(jīng)常采用負(fù)前角。但是負(fù)前角刀具會(huì)增大切削力(特別是Fy力)和能耗,易引起機(jī)床振動(dòng);因此,只在工件材料的強(qiáng)度和硬度很高、切削時(shí)沖擊很大,采用正前角要產(chǎn)生蹦刀,而工藝系統(tǒng)鋼性卻很好,才采用負(fù)前角。
加工一般脆性金屬時(shí),由于這類金屬的抗壓強(qiáng)度大于抗拉強(qiáng) 度、用正前角刀具較容易切除切屑,故通常不采用負(fù)前角。
3、選擇合理前角時(shí)還要考慮一些具體加工條件,例如:粗加工時(shí),特別是斷續(xù)切學(xué)時(shí),切削力和沖擊一般都比較大,工件表面硬度也可能很高,為使切削刃有足夠的強(qiáng)度,宜取較小前角;精加工時(shí),對(duì)切削刃強(qiáng)度要求較低,為使刀刃鋒利,降低切削力,以減小工件變形和減小表面粗糙度,宜取較大前角。
在工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率不足時(shí),宜取較大的前角;但在自動(dòng)機(jī)床上加工時(shí),為使刀具切削性能穩(wěn)定,宜取小一些的前角。
3.2 后角的選擇
后角的主要功能是減小切削過(guò)程中刀具后刀面與加工表面之間的摩擦。后角的大小還影響作用在后刀面上的力、后刀面與工件的接觸長(zhǎng)度以及后刀面的磨損強(qiáng)度,因而對(duì)刀具耐用度和加工表面質(zhì)量有很大的影響。
適當(dāng)增大后角可提高刀具耐用度,這是因?yàn)椋?
1、刀具切削過(guò)的工件表面由于彈性變形、塑性變形和刀刃圓弧的作用,加工表面上總有一個(gè)彈性恢復(fù)層;增大后角可減小彈性恢復(fù)層與后刀面的接觸長(zhǎng)度,因而可減小后刀面的摩擦與磨損。
2、后角增大,楔角則減小,刀刃鈍圓半徑也減小,刀刃易切入工件,可減小工件表面的彈性恢復(fù)。當(dāng)切下的切削層很薄時(shí),這一點(diǎn)尤其重要。
3、在后刀面磨損標(biāo)準(zhǔn)VB相同時(shí)后角較大的刀具,用到磨鈍時(shí),所磨去的金屬體積較大,這也是刀具耐用度較高的原因之一。
但是,當(dāng)后角太大時(shí),由于楔角會(huì)顯著減小,將削弱切削刃的強(qiáng)度,減小散熱體積而使散熱條件惡化,并使刀具耐用度降低。而且重磨時(shí)磨去的材料量增多,將增加磨刀及刀具費(fèi)用。由此可知,加工條件不同時(shí),也存在一個(gè)刀具耐用度為最大的合理后角。
合理后角的大小主要取決于切削厚度(或進(jìn)給量)的大小。
當(dāng)切削厚度很小時(shí),磨損主要發(fā)生在后刀面上,為了減小后刀面的磨損和增加切削刃的鋒利程度,宜取較大的吼叫。當(dāng)切削厚度很大時(shí),前刀面的磨損量加大,這時(shí)后角取小些可以增強(qiáng)切削刃及改善散熱條件;同時(shí),由于這時(shí)楔角較大,可以使月牙洼磨損深度達(dá)到較大值而不致使切削刃碎裂,因而可提高刀具耐用度。
車刀合理后角在f≤0.25mm/r時(shí)可選為10°~ 12°,在f 〉0.25mm/r時(shí)取為5°~ 8°。
刀具合理后角除決定于切削厚度外,還與一些切削條件有關(guān):
1、工件條件的強(qiáng)度或硬度較高時(shí),為了加強(qiáng)切削刃,宜取較小的后角,例如取 = 5°~ 7°。工件材料較軟,塑性較大,已加工表面易產(chǎn)生加工硬化時(shí),后刀面摩擦對(duì)刀具磨損和加工表面質(zhì)量影響較大,這時(shí)應(yīng)取較大的后角。例如,加工高溫合金時(shí),宜取 = 10°~ 15°。在加工鈦合金時(shí),由于這種材料的彈性極限較大,加工后的表面彈性恢復(fù)較大,為了減小后面與彈性恢復(fù)層的接觸面積,宜取較大的后角,例如,可取 = 10°~ 12°。
2、當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性較差,容易出現(xiàn)振動(dòng)時(shí),應(yīng)適當(dāng)減小后角。為了減小或消除切削時(shí)的振動(dòng),還可以在車刀后面上磨出=0.1~0.2mm ,=0°的刃帶;或磨出=0.1~0.3mm ,=-5°~ -10°的消振棱。這樣的一些刃帶可以增加后刀面與加工表面的接觸面積,可以產(chǎn)生同振動(dòng)位移方向相反的摩擦阻力;當(dāng)使用恰當(dāng)時(shí),不僅可以減小振動(dòng),而且可以對(duì)工件表面起一定的熨壓作用,提高加工表面質(zhì)量。
3、對(duì)于尺寸精度要求較高的刀具,宜取較小的后角。因?yàn)楫?dāng)徑向磨損量NB選為定值時(shí),后角較小所磨損掉的金屬體積較多,刀具可連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間,故刀具耐用度較高。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中,車削一般鋼和鑄鐵時(shí),車刀的后角通常選用4°~ 6°。
車刀的副后角一般取其等于主后角。切斷刀及切槽刀的副后角,由于受到其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制,只能取得很小,= 4°~ 6°。
3.3 主偏角、副偏角及刀尖形狀的選擇
3.3.1主偏角的功用及選擇
主偏角對(duì)刀具耐用度影響很大,并且可以在很大范圍內(nèi)變化。隨著主偏角的減小,刀具耐用度得以提高。這是由于:
1、當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量f不變時(shí),主偏角減小會(huì)使切削厚度(國(guó)標(biāo)為hD)減小,切削寬度(國(guó)標(biāo)為bD)增加。這時(shí)參加切削的切削刃長(zhǎng)度增加,單位長(zhǎng)度切削刃上的復(fù)合減輕,散熱條件亦得以改善。
2、主偏角減小時(shí),刀尖角εr增大,是刀尖強(qiáng)度提高,刀尖散熱體積。
3、主偏角較小的刀具(λs=0°時(shí))在切入時(shí),最先與工件接觸處是遠(yuǎn)離刀尖的地方,而不是像κr 〉90°時(shí)那樣在刀尖處,也不會(huì)像κr =90°時(shí)那樣,主切削刃參加切削部分同時(shí)切入工件,因而可減少因切入沖擊而造成的刀尖損壞。
由此可知,從刀尖耐用度出發(fā),刀具的主偏角理應(yīng)是小些為好。
減小主偏角還可使工件表面殘留面積高度減小,從而使已加工表面粗糙度減小。
然而,減小主偏角會(huì)導(dǎo)致徑向分力Fy增大,這會(huì)引起以下結(jié)果:
1、隨著Fy力的增大和工件剛性減小(即工件長(zhǎng)徑比ι0 / dw增大),切削時(shí)產(chǎn)生的撓度f(wàn)也增大,因而會(huì)降低加工精度。
2、在工藝系統(tǒng)剛性不足的情況下,力增大會(huì)引起振動(dòng)。振動(dòng)會(huì)使刀具(特別是刀具材料脆性大時(shí))耐用度顯著下降,和已加工表面粗糙度顯著增大。
在工藝系統(tǒng)剛性很強(qiáng)時(shí),隨著主偏角減小,刀具耐用度或可用切削速度顯著提高;但當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性不足時(shí),主偏角太大或太小都會(huì)使刀具耐用度下降。在某一主偏角時(shí),刀具耐用度最高。由此可知,合理主偏角的大小也決定于工藝系統(tǒng)的剛性。當(dāng)剛性允許時(shí),則主偏角宜取小一些。
在系統(tǒng)剛性很好,切削深度較小,切削硬度高的材料,如冷硬鑄鐵和淬硬鋼時(shí),取κr = 10°~ 30°;當(dāng)系統(tǒng)剛性剛好(ιw / dw < 6)時(shí),可取κr = 30°~ 45°;當(dāng)系統(tǒng)剛性較差(ιw / dw = 6~ 12),切削時(shí)帶有沖擊(斷續(xù)車削)或多車削時(shí),取κr = 60°~ 75°;當(dāng)系統(tǒng)剛性差(ιw / dw > 12),如車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),為避免振動(dòng),宜增大主偏角,可取κr = 90°~ 93°。硬質(zhì)合金車刀的主偏角多取為 60°~ 75°。
在選擇車刀主偏角時(shí),還應(yīng)考慮工件形狀及具體條件。例如,車階梯軸時(shí),可用κr = 90°;要用同一把刀加工外圓、端面和倒角時(shí)可取κr = 45°;需要從中間切入及仿形加工用的車刀,可取κr = 45°~ 60°。
3.4 副偏角的功用
車刀副切削刃的主要作用是最終形成已加工表面。副偏角的大小對(duì)刀具耐用度和已加工表面粗糙度都有影響。
副偏角過(guò)小會(huì)增加副切削刃參加切削工作的長(zhǎng)度,增大副后刀面與已加工表面的摩擦和磨損。因此刀具耐用度較低。此外,副偏角太小,也已引起振動(dòng)。
但是,副偏角太大會(huì)使刀尖強(qiáng)度降低,和散熱條件惡化,因此刀具耐用度也降低。
由此可知,副偏角也存在一個(gè)合理值。
如前所述,在副偏角較小時(shí),加工表面粗糙度也較小。
由上述可知,在工藝系統(tǒng)剛性較好,不產(chǎn)生振動(dòng)的條件下,副偏角不宜取大。精車時(shí),一般取κr′ = 5°~ 10°,粗車時(shí)取κr′ = 10°~ 15°。切斷刀及切槽刀由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制,只能取很小的副偏角,κr′ = 1°~ 3°。
為了提高已加工表面質(zhì)量,在生產(chǎn)中還使用了κr′= 0°的帶有修光刃的刀具。用這種車刀在進(jìn)給量為3 ~ 3.5mm/r時(shí)還能得到粗糙度為Ra 6.3 ~ 3.2μm的表面。而用普通車刀(κr′> 0°),要得到同樣的已加工表面,進(jìn)給量幾乎要減小到十分之一。
車刀的修光刃長(zhǎng)度可取為bε′= (1.2 ~ 1.5)f,f為進(jìn)給量,硬質(zhì)合金端銑刀的 bε′=(4 ~ 6)f。
用帶有修光刃的車刀切削時(shí),徑向分力Fy很大,因此工藝系統(tǒng)剛性必須很好(一般ιw / dw 應(yīng)小于5),否則易引起振動(dòng)。
3.5 刀尖形狀及尺寸的選擇
主要切削刃和副切削刃連接的地方成為刀尖。則該處的強(qiáng)度較差,散熱條件不好。因此,在切削時(shí),刀尖處切削溫度較高,很易磨損。當(dāng)主偏角及副偏角都很大時(shí),這一情況尤為嚴(yán)重。所以,強(qiáng)化刀尖可顯著提高刀具的耐崩刃性和耐磨性,從而可以提高刀具耐用度。
刀尖的過(guò)度刃有以下兩種:
1、圓弧形過(guò)渡刃 圓形過(guò)渡刃不僅可提高刀具耐用度,還可大大減小已加工表面粗糙度。精加工車刀常采用圓弧形過(guò)渡刃。
圓弧形過(guò)渡刃的半徑rε對(duì)硬質(zhì)合金和陶瓷車刀一般可取rε= 0.5~1.5 mm,對(duì)高速鋼車刀可取rε= 1~ 3 。適當(dāng)增大rε時(shí),刀具的磨損和破損均可減小,斷續(xù)切削時(shí)不產(chǎn)生崩刃的沖擊次數(shù)可顯著增加。但rε增大時(shí),徑向分力Fy也增大。因此,在工藝系統(tǒng)剛性不強(qiáng)時(shí),rε太大容易引起振動(dòng);脆性較大的刀具材料對(duì)振動(dòng)較敏感,因此硬質(zhì)合金及陶瓷刀具的刀尖圓弧半徑取得較小;此外,精加工時(shí)的rε比粗加工時(shí)取得小一些。
2、直線形過(guò)渡刃 粗加工時(shí),背吃刀量比較大,為了減小徑向分力和振動(dòng),并使硬質(zhì)合金刀片能得到充分利用,通常采用較大的主偏角。但這時(shí)刀尖角度強(qiáng)度較差,散熱條件惡化。為了改善這種情況,提高刀具耐用度,常常磨出直線形過(guò)渡刃。由于圓弧形過(guò)渡刃的圓弧半徑難以磨得一致,同時(shí)圓弧處的后角也難以磨出,因此多刃刀具(如端銑刀)多做成直線形過(guò)渡刃。
3.6 刃傾角的選擇
刃傾角有如下的一些作用:
1、控制切削流出方向 當(dāng)λs=0,即直角切削時(shí),主切削刃與切削速度向量成90°,切削在前刀面上近似沿垂直于主切削刃的方向流出,在ap / f 或自由切削時(shí),切削呈平面螺旋狀(發(fā)條狀卷屑)。當(dāng)λs≠0,即斜角切削時(shí),切削速度向量不垂直于主切削刃,而是與主切削刃法線n - n成-Φλ角,Φλ稱為流屑角。當(dāng)λs < 45°,ac < 0.3 mm時(shí),可以認(rèn)為Φλ≈λso,當(dāng)λs為負(fù)值時(shí),切削流向已加工表面,并形成長(zhǎng)螺卷屑,易損壞已加工表面。但這時(shí)切屑流向機(jī)床尾座,對(duì)操作者影響較小。
2、影響刀頭強(qiáng)度及斷續(xù)切削時(shí)切削刃上受沖擊的位置 一把κr′ = 90°刨刀的加工情況,當(dāng)λs=0時(shí),切削刃全長(zhǎng)與工件同時(shí)接觸,切削力在瞬間由零增至最大,因而沖擊較大。當(dāng)λs=0時(shí),刀尖首先接觸工件,沖擊作用在刀尖上,容易崩尖,當(dāng)λs<0,即為負(fù)值時(shí),離刀尖較遠(yuǎn)處的切削刃首先接觸工件,保護(hù)了刀尖。其次,切削面積在切入時(shí)由小到大,切出時(shí)由大到小逐漸變化;因而切削力也是逐漸變化,切削比較平穩(wěn),可大大減小刀具受到的沖擊和崩刃現(xiàn)象。因此,在粗加工時(shí),特別是沖擊較大的加工中,常常采用負(fù)刃傾角的刀具。
3、影響切削刃的鋒利程度 斜角切削時(shí),由于切削在前刀面上流向的改變,使實(shí)際起作用的前角增大。
4、影響切削分力的大小 當(dāng)負(fù)刃傾角絕對(duì)值增大時(shí),徑向切削力Fy顯著增大。
第4章 車刀角度的測(cè)量
4.1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。
4.2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、重力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)。由于量角器和量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)不同,其測(cè)量方法也不同。
4.2.1量角器和量角臺(tái)的結(jié)構(gòu)
1、萬(wàn)能量角器
萬(wàn)能量角器是一種通用的角度測(cè)量工具,直角尺或直尺根據(jù)需要,用定位螺釘、卡塊、制動(dòng)螺釘或裝在尺座上,松開制動(dòng)螺釘,直角尺或直尺可以在卡塊內(nèi)平行移動(dòng),當(dāng)將直角尺或直尺調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí),再用制動(dòng)螺釘將其鎖緊。測(cè)量角度時(shí),松開制動(dòng)頭。尺體連同基尺可以沿尺座上的半圓形滑軌轉(zhuǎn)動(dòng),把基尺與構(gòu)成被測(cè)角度的面或線緊密貼合(或相平行、或相垂直),然后將制動(dòng)頭鎖緊,從游標(biāo)尺的刻度線上,便可以讀出所要測(cè)量的角度數(shù)值。
2、擺針式重力量角器
擺針式量角器也是一種通用的角度測(cè)量工具。測(cè)量角度時(shí),尺板的側(cè)面(或底面)緊密地與構(gòu)成被測(cè)角度的面或線貼合,使尺板傾斜(因尺板和刻度盤固定在一起,所以刻度盤也隨之一起傾斜),而擺針靠重力的作用,始終保持與底面垂直,于是擺針便把尺板傾斜角度(即被測(cè)角度)的數(shù)值在刻度盤上指示出來(lái)。
為了使測(cè)量車刀標(biāo)注角度時(shí)有較好的定位基準(zhǔn),利用一個(gè)輔助測(cè)量臺(tái)和擺針式重力量角器配合使用。水平放置的平臺(tái)、底座和墊塊是給車刀定位用的,橫梁和磁塊(圓形磁鐵)是為放置和固定(通過(guò)磁鐵吸引)刻度盤及尺板用的。
3、車刀量角臺(tái)
車刀量角臺(tái)是測(cè)量車刀標(biāo)注角度的專用量角儀,它有很多種型式,其中即能測(cè)量車刀主剖面參考系的基本角度,又能測(cè)量車刀法剖面參考系的基本角度的一種車刀量角臺(tái)。
圓形底盤的周邊,刻度從0°起向順、逆時(shí)針兩個(gè)方向各100°的刻度,其上的工作臺(tái)可以繞小軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,由固連于工作臺(tái)上的工作臺(tái)指針指示出來(lái)。工作臺(tái)上的定位塊和導(dǎo)條固定在一起,能在工作臺(tái)的滑槽內(nèi)平行滑動(dòng)。
立主固定安裝在底盤上,它是一根矩形螺紋絲杠,旋轉(zhuǎn)絲杠上的大螺帽,可以使滑體沿立柱(絲杠)的鍵槽上、下滑動(dòng)?;w上用小螺釘固定裝上一個(gè)小刻度盤,在小刻度盤的外面,用旋鈕將彎板的一端所僅在滑體上。當(dāng)松開旋鈕時(shí),彎板以旋鈕為軸,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上的小指針在小刻度盤上指示出來(lái)。在彎板的另一端,用兩個(gè)螺釘固定裝上一個(gè)扇形大刻度盤,其上用特制的螺釘軸裝上一個(gè)大指針。大指針可以繞螺釘軸向順、 逆時(shí)針兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn),并在大刻度盤上指示出轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。兩個(gè)銷軸可以限制大指針的極限位置。
當(dāng)工作臺(tái)指針、大指針和小指針都處在0°時(shí),大指針的前面和側(cè)面垂直于工作臺(tái)的平面。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)上的車刀位置,再旋轉(zhuǎn)大螺帽,使滑體帶動(dòng)大指針上升或下降而處于適當(dāng)?shù)奈恢?,然后用大指針的前面(或?cè)面或底面),與構(gòu)成被測(cè)角的面或線緊密貼合,從大刻度盤上讀出大指針指示的被測(cè)角度數(shù)值。
4.2.2測(cè)量車刀標(biāo)注角度的方法
以外圓車刀為例,說(shuō)明用萬(wàn)能量角器、擺針是重力量角器及測(cè)量臺(tái)和車刀量角臺(tái)測(cè)量車刀標(biāo)注角度的方法。
1. 用萬(wàn)能量角器測(cè)量車刀標(biāo)注角度
(1) 主偏角的測(cè)量
用萬(wàn)能量角器測(cè)量主偏角,使車刀的左側(cè)面(主刀刃一側(cè))緊密地貼合
在直尺(或換成直角尺)的尺面上,讓基尺和主刀刃在其面上的投影相平行,則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值,就是主偏角的數(shù)值。
(2) 副偏角的測(cè)量
測(cè)完主偏角之后,保持車刀和直尺的相對(duì)位置,讓基尺和輔刀刃在表面上的投影相平行,則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值,就是副偏角的數(shù)值。
(3) 刃傾角的測(cè)量
用萬(wàn)能量角器測(cè)量刃傾角,把車刀底面緊密地貼合在直尺尺面上,調(diào)整
車刀的位置,使基尺處在切削平面內(nèi),并和主刀刃緊密貼合,則游標(biāo)卡尺零線所指示的角度數(shù)值,就是刃傾角的數(shù)值。
(4) 前角的測(cè)量
用萬(wàn)能量角器測(cè)量前角,把車刀底面緊密地貼合在直尺尺面上,調(diào)整車
刀的位置,使基尺處在主剖面內(nèi),并通過(guò)主刀刃上的選定點(diǎn),和前刀面緊密貼合,則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值,就是主剖面前角的數(shù)值。
(5) 后角的測(cè)量
用萬(wàn)能量角器測(cè)量后角,把車刀底面緊密地貼合在直角尺(或換成直尺)
的尺面上,調(diào)整車刀的位置,使基尺處在主剖面內(nèi),并通過(guò)主刀刃上的選定點(diǎn),和后刀面緊密貼合,則游標(biāo)尺零線所指示的角度,就是主剖面后角的數(shù)值。
用萬(wàn)能量角器測(cè)量車刀標(biāo)注角度,其角度數(shù)值的精確度可以達(dá)到分,但由于基尺、直角尺和直尺的尺面較窄,定位不準(zhǔn),再加上是用眼睛觀察來(lái)判斷尺面是否在基面、切削平面和主剖面內(nèi),因此可能造成較大的測(cè)量誤差。
2、用擺針式重力量角器及測(cè)量臺(tái)測(cè)量車刀標(biāo)注角度
(1)前角的測(cè)量
將車刀平放在平臺(tái)上,使主刀刃與底座側(cè)面緊密貼合,在保持尺板(刻度盤)平面與橫梁前面緊密貼合的同時(shí),使尺板底面與通過(guò)主刀刃上選定點(diǎn)的前刀面緊密貼合,則擺針式所指示的刻度數(shù)值,就是主剖面前角的數(shù)值。
(2)后角的測(cè)量
測(cè)完前角之后,保持車刀與測(cè)量臺(tái)的相對(duì)位置不變,使尺板左側(cè)面與通過(guò)主刀刃上選定點(diǎn)的后刀面緊密貼合,則擺針?biāo)甘镜目潭葦?shù)值,就是主剖面后角的數(shù)值。
(3)刃傾角的測(cè)量
使主刀刃與底座前面緊密貼合,并使尺板底面與主刀刃緊密貼合,則擺針?biāo)甘镜目潭葦?shù)值,就是刃傾角的數(shù)值。
(4)主偏角的測(cè)量
將車刀側(cè)放在平臺(tái)上,主刀刃向上,使刀桿頂面與底座前面緊密貼合,并使尺板底面與主刀刃緊密貼合(如果刃傾角較大,需設(shè)法加寬尺板地面),則擺針?biāo)甘镜目潭葦?shù)值,就是余偏角的數(shù)值,顯然,主偏角°-。
(6) 副偏角的測(cè)量
測(cè)完主偏角之后,在保持車刀與測(cè)量臺(tái)的相對(duì)位置關(guān)系的同時(shí),將車刀用墊塊墊起,使尺板的右側(cè)面與副刀刃緊密貼合,則擺針?biāo)甘镜目潭葦?shù)值,就是副偏角的數(shù)值。
3、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,然后把車刀平放在工作臺(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。
(2)主偏角的測(cè)量
從原始位置起,按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái),讓主刀刃和大指針前面緊密
貼合,則工作臺(tái)指針在底盤上所指示的刻度位置,就是主偏角的數(shù)值。
圖4-1 主偏角的測(cè)量
(3)刃傾角的測(cè)量
測(cè)完主偏角之后,使大指針底面和主刀刃緊密貼合,則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值,就是刃傾角的數(shù)值。指針在左邊為,指針在右邊為。
圖4-2刃傾角的測(cè)量
(4)副偏角的測(cè)量
參照測(cè)量主偏角的方法,按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái),使副刀刃和大指針前面緊密貼合,則工作臺(tái)指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值,就是副偏角的數(shù)值。
(5)前角的測(cè)量
前角的測(cè)量,必須在測(cè)量完主偏角的數(shù)值之后才能進(jìn)行。
從原始位置起,按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái),使工作臺(tái)指針指到底盤上的刻度數(shù)值處,這時(shí),主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指針前面,然后讓大指針底面落在通過(guò)主刀刃上選定點(diǎn)的前刀面上(緊密貼合),則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值,就是主剖面前角的數(shù)值。指針在右邊時(shí)為,指針在左邊時(shí)為。
圖4-3前角的測(cè)量
(6)后角的測(cè)量
在測(cè)完前角之后,向右平行移動(dòng)車刀(這時(shí)定位塊可能移動(dòng)到車刀的左邊,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)面和通過(guò)主刀刃上選定點(diǎn)的后刀面緊密貼合,則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值,就是主剖面后角的數(shù)值。指針在左邊為,指針在右邊為。
圖4-4后角的測(cè)量
(7) 法剖面前角和后角度測(cè)量
測(cè)量車刀法剖面的前角和后角,必須在測(cè)量完主偏角和刃傾角之后才能
進(jìn)行。
將滑體(連同小刻度盤盒小指針)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)刃傾角的數(shù)值,這個(gè)數(shù)值由固連于彎板上的小指針在??潭缺P上指示出來(lái)(逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為,順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為),然后再按如前所述測(cè)量主剖面角和后角的方法,便可測(cè)量出車刀法剖面角和后角的數(shù)值。
結(jié) 論
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了,在本次設(shè)計(jì)中,我查了大量的資料,在網(wǎng)上也搜索了很多關(guān)于刀具測(cè)量方面的知識(shí)。在我設(shè)計(jì)困難的時(shí)候,我得到了我的導(dǎo)師和多位院里老師的指導(dǎo)和幫助,同學(xué)們也給了我很大的支持,因此,我的設(shè)計(jì)與老師同學(xué)的幫助是分不開的,在這里,我對(duì)幫助過(guò)我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師和同學(xué)表示真摯的感謝。
我的實(shí)際題目是:車到角度測(cè)量裝置設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)中,我設(shè)計(jì)了測(cè)量車刀角度測(cè)量?jī)x,并學(xué)會(huì)了怎樣測(cè)量各個(gè)車刀角度。這次設(shè)計(jì)不僅是我大學(xué)三年的學(xué)習(xí)總結(jié)也為我將來(lái)的工作奠定了一定的基礎(chǔ)。在本次設(shè)計(jì)中,在老師的指導(dǎo)下,我完成了設(shè)計(jì)任務(wù),學(xué)習(xí)了新的知識(shí),很感謝學(xué)校為我創(chuàng)造這個(gè)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。
本次設(shè)計(jì)中,我查閱了大量的書籍,在此,對(duì)所有機(jī)械書籍的作者表示感謝。沒有他們的辛勤勞動(dòng),不可能完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于我的知識(shí)有限,因此,有很多缺點(diǎn),希望答辯時(shí)專家和老師們能給我指出,對(duì)此表示感謝。
致謝
在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中,得到了張文生老師(畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師)的大力幫助,在此,首先向張老師表示最真摯的感謝!感謝他在百忙之中多次利用休息時(shí)間耐心的給予指導(dǎo)與幫助!與此同時(shí),機(jī)械工程學(xué)院機(jī)制教研室的全體老師和習(xí)舍的老師們也給予了我熱心的指導(dǎo)與幫助,在此一并向幫助過(guò)我的老師和朋友們表示最真摯的謝意!是你們的熱心幫助,我能完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì),完成三年的學(xué)習(xí)總結(jié)。最后,我祝愿母校能發(fā)展越來(lái)越好,盡快的升為大學(xué)。老師們身體健康、萬(wàn)事如意。
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11. 周澤華.金屬切削原理.上??茖W(xué)技術(shù)出版社.1993,79~97
附錄
主要符號(hào)表
--主偏角 -- 副偏角
--刃傾角 --前角
--機(jī)床的傳動(dòng)效率 --背吃刀量
--進(jìn)給量 --切削速度
--單位切削力 --單位切削力國(guó)標(biāo)
--切削面積 --切削面積國(guó)標(biāo)
--副刃前角 --后角
--副后角 φ--剪切角
--切削厚度 --切削厚度的國(guó)標(biāo)
--切削寬度 --切削寬度的國(guó)標(biāo)
--單位切削功率 --單位切削功率的國(guó)標(biāo)
--單位時(shí)間內(nèi)金屬切除量 -- 的國(guó)標(biāo)
--切削功率 --切削功率的國(guó)標(biāo)
--主切削力 --背向力
--進(jìn)給力 --負(fù)倒棱
--變形系數(shù) --摩擦系數(shù)