金属切削原理与刀具设计实验报告书
班级
姓名
学号
机械工程系
实验一车刀几何角度测量实验报告
一、课程名称：金属切削原理与刀具设计
二、实验名称：车刀几何角度测量实验
三、实验设备：车刀量角仪；车刀模型
四、实验目的：
1.了解车刀量角仪的结构、工作原理和使用方法；
2.掌握车刀主要几何参数的测量方法；
3.加深对有关基本概念的理解，并了解车刀几何角度在切削过程中的作用。
五、实验内容：
1.熟悉和调整车刀量角仪；
2.测量45°弯头外圆车刀、90°车刀、直头外圆车刀、螺纹车刀的六个主要几何角度。
（任选二到三种车刀测量）
六、实验报告：
1.任选一种刀具，画图标注刀具正交面内的前角γ0、后角α0、副后角α0’、主偏角κr、
副偏角κr′和刃倾角λs。
2.车刀量角仪型号：
3.车刀几何角度实测记录
被测车刀
前角γo（°）后角αo（°）
副后角αo’
（°）
主偏角κr
（°）
副偏角κr′
（°）
刃倾角λs
（°）正交平面法平面正交平面法平面副正交平面基面基面切削平面
七、思考题：
1.45°弯头外圆车刀车外圆和端面时，主、副切削刃分别在什么位置，画图示意（要求示意工件、刀具，指出进给运动方向、已加工表面、待加工表面、过渡表面）
2.为什么在车刀的工作图上不标注副前角?
3.车刀按结构分常见类型有哪些？各有何优缺点？
4.用车刀正交平面、法平面角度换算公式分析实验结果。
实验一 车刀几何角度测量实验
一、实验目的
1.了解车刀量角仪的结构、工作原理和使用方法；
2.掌握车刀主要几何参数的测量方法；
3.加深对有关基本概念的理解，并了解车刀几何角度在切削过程中的作用。
二、实验设备
车刀量角仪 ；车刀模型
三、实验装置和实验原理
（一）车刀量角仪的结构及特性
本仪器用于测量各种车刀的正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面、背平面参考系的几何角度。
其结构如图1-1所示。
图1-1
1、 盘形工作台
2、 矩形工作台
2a 矩形工作台指针 2c 固紧螺钉 2b 滑动刀台 2d 被量刀具 3、 主量角器 3a 量刀板与指针 3b 升降螺母
4、 副量角器
1
2 3
4 2a
2b
2c
2d
3a 3b
4a 4b 5a 5b
5c
5
4c
4a 指针 4c 摇臂 4b 固紧手轮
5、 附件 5a 立柱 5c 手轮 5b 量角器支座
（二）使用方法（以直头外圆车刀为例）
1、测量主偏角：主偏角是在基面上测量的主切削刃S 与车刀进给方向之间的夹角。
测量时，车刀放在滑动刀台2b 上，用刀台的侧面和底面定位。
此时刀台底面表示基面，刀台侧面表示车刀轴线，量刀板正面表示车刀进给方向。
以逆时针方向旋转矩形工作台，同时推动车刀沿刀台侧面（紧贴）前进，使主切削刃与量刀板正面密合。
此时矩形工作台指针2a 指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角。
（如图1-2所示）
图1-2
2、测量副偏角：副偏角是在基面上副切削刃与车刀进给方向之间的夹角。
测量时逆时针方向旋转矩形工作台，同时推进车刀使副切削刃与量刀板正面贴紧读出的刻度值即为副偏角。
（如图1-2所示）
3、测量刃倾角：刃倾角是在切削平面上测量的主切削刃与基面间的夹角。
量出主偏角后，矩形工作台位置不变，旋松定位手轮5c ，逆时针方向旋转升降螺母3b ，微升量角器，并微推进车刀，使量刀板底面对准并紧贴在主切削刃上，量刀板指针在量角器刻度上读数即为刃倾角。
（如图1-3所示）
4、测量前角0γ
：前角是在主剖面内测量前刀面与基面之间的夹角。
测量时，在滑移刀台上定好位的车刀随矩形工作台逆时针方向旋转旋转主偏角的余角，使主切削刃与量刀板侧面紧贴，此时量刀板的正面即为正交平面，量刀板底面与前刀面贴紧时所转过的度数即为前角
角度值。
（如图1-4所示）
5、测量后角0α：后角也是在正交面内测量的后刀面与切削平面之间的夹角，车刀的定位与测前角相同，只是使量刀板的侧面与车刀的后刀面贴紧，此时量刀板所转的角度即为后角角度值。
（如图1-5所示）
6、测量法平面参考系车刀几何角度：测量法平面参考系车刀几何角度时，主偏角、刃倾角、副偏角均与测正交平面面车刀角度的原理与方法相同。
只是在测量法前角与法后角时，应旋松固紧手轮4b ，旋转摇臂4c ，按刃倾角正负值逆（顺）时针方向旋转刃倾角值后，用固紧手轮固紧即可按法前角和法后角定义分别测出。
（三）注意事项
1.在测量前必须对0 对心：即车刀量角仪上三个刻度都对0时；旋转升降螺母使量刀板指针下降，其量刀板指针与矩形工作台垂直对心。
2.为了减少间隙，测量准确，在副件上有一个锁紧手轮5c，调节手轮即可。
3.本产品在没有使用时，请注意防尘、防潮保管。
四、实验内容：
1.熟悉和调整车刀量角仪；
2.测量45°弯头外圆车刀、90°车刀、直头外圆车刀、螺纹车刀的六个主要几何角度。
（任选二到三种车刀测量）
五、附录：
正交平面、法平面系前、后角换算公式
实验二工件表面质量控制实验报告
姓名：班级：学号：
实验地点：
实验课程名称：
实验数据记录与处理
1、机床型号：工件材料：
2、刀具结构型式：刀具切削部分材料：
3、表面粗糙度测量仪：
4、改变主、副偏角，测出工件的实际表面粗糙度Ra。
记录在表1里。
工作条件：工件直径d=80 mm，n= 450 转/分（推荐450转/分），f = 0.3，
a p =0.2 ，刀尖圆弧半径rε=0.1mm (1,2,3号刀。
1-3段)
表1 车刀不同主、副偏角时车削加工表面质量
求切削速度υc：
实验结果分析：
5、刀具主偏角、副偏角一定，机床主轴转速一定，改变进给量f，测出工件的实际表面粗糙度Ra，记录在表2里。
(4号刀，4-7段)
工作条件：工件直径d= 80mm，n=450 转/分（推荐450转/分），
主偏角Κr= ，副偏角Κr＇= ，a p =0.2 ，刀尖圆弧半径rε= 0.1mm
求切削速度υc：
实验结果分析：
6、刀具主偏角、副偏角一定，进给量f、被吃刀量a p一定，改变切削速度υc即机床转速n从下表中选3～5种，测出表面粗糙度Ra，记录在表3里。
（5号刀,8-13段）工作条件：主偏角Κr= ，副偏角Κr＇= ，刀尖圆弧半径rε=0.1mm ，
f = 0.1，a p =0.2，
求理论表面粗糙度Ra：
实验结果分析：
实验二工件表面质量控制实验
一、实验目的
1.研究刀具几何角度，切削用量（切削速度Vc，进给量f）对加工表面质量（或粗糙度）的影响。
2.研究刀具理论粗糙度和实际粗糙度有什么不同。
二、实验设备及仪器
1.普通车床
2.外圆车刀数把
3.45#钢工件
4.表面质量测量设备：表面粗糙度测量仪（或表面粗糙度比较样块）
三、实验步骤
1.改变主、副偏角，测出工件的实际表面粗糙度Ra。
2.刀具主偏角、副偏角一定，机床主轴转速一定，改变进给量f，测出工件的实际表面粗糙度Ra。
3. 刀具主偏角、副偏角一定，进给量f、被吃刀量a p一定，改变切削速度υc，测出表面粗糙度Ra。
四、实验数据记录
五、实验结果分析。
