如何测量刀具的几何角度？

【实验目的】

（1）加深对车刀切削部分基本定义的理解，从而掌握车刀切削部分的构造要素、车刀标注角度参考系及车刀标注角度的基本概念；

（2）了解车刀量角台的构造和使用方法，学会用它测量车刀的标注角度并绘制车刀标注角度图。

【实验仪器与设备】

（1）车刀量角台；

（2）待测外圆车刀（端面车刀）、切断车刀。

【实验原理】

车刀标注角度可以用角度样板、万能量角器、重力量角器、车刀量角台等测量。其中，用车刀量角台测量方便、迅速、准确。

1.车刀量角台的构造

车刀量角台是车刀角度测量台的简称，是测量车刀标注角度的专用角度测量仪。它的结构形式有多种，图7.1.1为既能测量车刀主剖面（正交平面）参考系的基本角度，又能测量车刀法剖面参考系的基本角度，还能测量车刀法剖面参考系的基本角度的一种构造。

车刀量角台由底盘、工作台、大小指针、大小刻度盘、立柱、滑体等20个零件组成。圆形底盘1的周边上刻有0°起向顺时针、逆时针两个方向各100°的刻度线，其上的工作台3可绕小轴转动，转动角度的数值可由固定于工作台3上的工作台指针2指示出来。工作台3上的定位块4和导条固定在一起，能在工作台3的滑槽内平行滑动。

图7.1.1　车刀量角台构造

（a）车刀量角台；（b）大指针放大图

立柱7固定安装在底盘1上，其上制有矩形螺纹，旋转大螺母8可使滑体沿立柱7上的键槽上下滑动。滑体上用小螺钉固定装上一个小刻度盘11，用旋钮9将弯板紧在滑体上。松开旋钮9，弯板可绕旋钮向顺时针、逆时针两个方向转动，转动角度的大小由固定在弯板上的小指针10于刻度盘11上指示出来。弯板另一端由两个螺钉固定着扇形大刻度盘6，其上用螺钉轴安装着大指针5。大指针5可绕螺钉轴向顺时针、逆时针两个方向转动，并由大刻盘6显示出转动的角度。两个销轴用以限制大指针5的极限位置。

当工作台指针2、大指针5和小指针10都处在零位时，大指针5的前表面a和侧表面b处于与工作台3的上表面垂直的位置，大指针5的底平面c则平行于工作台的上表面。测量车刀角度时，就是根据被测角度的需要，转动工作台3，调整工作台上车刀的位置，同时旋转大螺母9，使滑体带动大指针5上下移动，使之处于适当位置，然后用大指针的前表面a（或侧表面b、底平面c），与车刀上构成被测角度的刀面或刀刃紧密贴合，此时在底盘上则由指针2（或大指针5）指示出相应的被测角度数值。

2.车刀量角台的使用

用车刀量角台测量车刀的标注角度时，必须须先将大指针、小指针和工作台指针全部调到零位，即原始位置，然后把待测车刀按图7.1.2所示位置平放在工作台上，才能开始测量。

1）主偏角κr的测量

从图7.1.2所示的原始位置起，顺时针转动工作台，让主切削刃和大指针前表面a紧密贴合，如图7.1.3所示。此时，工作台平面相当于基面Pr，大指针前表面a相当于进给方向，工作台指针在底盘上所指示的刻度值即为主偏角κr之值。

图7.1.2　车刀标注角度测量前的原始位置

图7.1.3　车刀主偏角的测量

2）刃倾角λs的测量

主偏角κr测完后，使大指针底平面c和主切削刃紧密贴合，如图7.1.4所示。此时，大指针前表面a相当于切削平面Ps（即扇形刻度表面相当于Ps），工作台平面相当于Pr，则大指针在大刻度盘上指示的刻度值即为车刀刃倾角λs之值，指针在0°左边为正，反之为负。

3）前角γO的测量

主偏角测完后才可测量前角。

可在主偏角测完的位置起，逆时针转动工作台90°（或从原始位置起，逆时针转动工作台φ=90-κr）。这样做是为了使主切削刃在基面上的投影与大指针前表面a垂直（即相当于主剖面Po）。再使大指针底平面c与主切前刃上选定点处的前刀面紧密贴合，如图7.1.5所示。此时，大指针在大刻度盘上的刻度值，就相当于在主剖面Po内前角γo的数值。指针在0°右边为正，反之为负。(www.xing528.com)

4）后角αo的测量

前角γo测完后，向右平行移动待测车刀（有时车刀要放在下位块的左侧并相互靠紧），使大指针侧表面b和主切削刃上选定点处的后刀面紧密贴合，如图7.1.6所示。此时，大指针在大刻度盘上的指示刻度就是该选定点在主剖面内的后角αo之值。指针在0°左边为正，反之为负。

5）副偏角κr′的测量

参照主偏角κr的测量方法，从原位置逆时针转动工作台到副切削刃和大指针前表面a紧密贴合，如图7.1.7所示，此时工作台指针在底盘上的指示刻度值即为副偏角κr′之值。

图7.1.4　车刀刃倾角的测量

图7.1.5　车刀前角的测量

图7.1.6　车刀后角的测量

图7.1.7　车刀副偏角的测量

【实验步骤】

（1）使用车刀量角台测量外圆车刀的κr、λs、γo、αo、等数值并记录。

（2）使用车刀量角台测量切断车刀的上述各角数值并记录。

【数据记录】

1.实验记录

将实验结果记录在表7.1.1和表7.1.2中。

表7.1.1　外圆车刀各角度数值（°）

表7.1.2　切断车刀各角度数值（°）

2.实验结果

绘制车刀标注角度图。

（1）外圆车刀。

（2）切断车刀。

【分析与思考】

（1）为什么车刀标注角度图上不标注前角γo？

（2）如何用量角台测量端面车刀的各角度？