机械制造工程学实验指导书(2)

楔角 车刀名称 外圆车刀 刀尖角?r 余偏角ψr 副前角?o' ?o ?r ?p ?f

（六） 绘制车刀标注角度图 （七） 实验结果分析讨论 思考题

1、用车刀量角台测量车刀正交剖面前角 ?o和后角?o 时，为什么要让工作台从原始位置起，逆时针旋转ψr=90°-Кr的角度?

2、45°弯头车刀在车外圆和车端面时，其主、副刀刃和主，副偏角是否发生变化?为什么?

3、切断车刀有几条切削刃？哪条是主切削刃？哪条是副切削刃？

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切削层变形的观察与测量

一、实验目的与要求

本实验的目的是研究金属切削过程中的切屑的变形，通过改变切削速度、前角和进给量，测量切屑长度，来求出切屑变形系数ξ，并观察切削情况和加工表面的粗糙度的变化。具体要求：

1、掌握切削变形的测量方法；

2、掌握几个主要因素对刀削层变形的影响规律。

二、实验原理及方法

切屑形成过程及切削层变形规律是研究切削加工中各种物理现象（切削力、切削温度、刀具磨损、加工表面质量等）的基础，因而研究切削变形有着十分重要的意义。目前所用的研究方法有很多，如高速摄影法、快速落刀法、光弹性、光塑性试验法等，这些都是常用的测试切削层变形的方法。

本实验是用切屑变形前后长度或厚度的变化来测量变形系数。具体方法如下： 1．长度法测量变形系数ξ 由变形系数ξ=

lclch （2—1）

式中：lc—切削长度 lch—切屑长度

可知，只需测出lc和lch即可求出ξ,一般lc大于lch，切屑厚度大于切削厚度，宽度变化不大，可忽略不计。 ⑴、lc的求法:

为了获得形成切屑前的原始长度lc，在试件上开两个或一个窄槽（槽宽约2～4㎜）,槽内浇锡（或紧紧嵌入铜片）, 如图2一1。切削时，试件每转一转，就形成完整的切屑段，这样切屑的原始长度就可按下述方法求出。

假设试件外径为D、切削深度为ap ，窄槽宽度为b，若开两个对称槽时，则切削深度中点处的切削层长度lc为 lc=

12?(D?ap)?b （2—2）

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图2—1 变形系数与实验示意图

若开不对称槽, 可根据槽具体位置计算, lc也可从试件上直接测量。 ⑵、lch的求法:

选取数段完整且比较直的切屑, 沿切屑背面(光面)在切屑宽度的中央处用细铅丝或细铜丝量出它的长度lch,为提高测量准确性，同样切削条件至少要测三段切屑，取其平均值。

2、重量法测量变形系数ξ

此方法适用于试件不开窄糟、切削长度预先不知道的情况。 （1）lc的求法：

选取数段较平直的切屑，在天平上称量重量Mc（单位为g ）, 则lc为： lc=

1000Mcf?ap?? （2—3）

式中：p一工件材料密度，单位为g/cm3 ap- 切削深度, 单位为mm f一进给量，单位为mm/r （2）lch的求法同长度法中的测量方法。

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（3）分别改变?o、f、v 观察ξ 和工件表面粗糙度的变化。

① 前角?o对变形系数ξ的影响

固定切削速度v=15～40m/min（采用高速钢刀具）或v=60～100m/min（采用硬质合金刀具）、切削深度ap=1～3mm、进给量f=0.2～0.4mm/r.

依次变更前角?o=0°～25°,取4～6个角度值. ② 进给量f对变形系数ξ的影响

固定切削速度v=15～40m/min（采用高速钢刀具）或v=60～100m/min（采用硬质合金刀具）、切削深度ap=1～3mm、前角?o=10°～15°.

依次变更进给量f=0.1～0.8mm/r,取4～6个进给量值.

③ 切削速度v对变形系数ξ的影响

固定切削深度ap=1～3mm、进给量f=0.2～0.4mm/r. 前角?o=10°～15°. 依次变更切削速度v=20～120m/min,取5～10个速度值.

（4）在坐标纸上作出ξ- ?o、ξ-f 、ξ-V 曲线，观察各因素对切削变形的影响规律。

三、实验设备与仪器 CA6140、天平、刻度尺 四、实验报告内容 （一）实验目的 （二）实验仪器 （三）实验原理 （四）实验步骤 （五）实验记录

1、 实验条件 机刀

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床具型名号 称 切削方式 刀具材料 工件直径 工件材料及密度 2、实验结果 前角γo 进给量f 切削速度（m/min） Lc Lch 切屑重量（g） ξ ξ平均值 Lc Lch 切屑重量（g） ξ Lc Lch 切屑重量（g） ξ （六）绘制 ξ- ?o、ξ-f 、ξ-V曲线图 （七）实验结果分析讨论

思考题

1、为什么ac和?o增大时，变形系数ξ会减小? 2、切削碳钢时，在ξ-V曲线上为什么会出现驼峰？ 3、带状切屑和崩碎切屑形成过程有何异同?

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