趙越

摘? 要：簡介SJ34型車刀量角儀，根據SJ34型車刀量角儀的結構特點，提出測量工位概念，運用幾何分析拓展了SJ34型車刀量角儀的測量范圍，據此提出相關的間接測量計算公式，借鑒電子儀器的標定理念，在車刀幾何角度測量方法中引入標定測量。并通過數據對比，來證明相關間接測量計算公式的正確性。

關鍵詞：SJ34型車刀量角儀? 車刀幾何角度? 測量工位? 測量方法? 標定測量

中圖分類號：TK511 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）07（b）-0036-06

Abstract： It's the brief introduction of SJ34 type turning tool protractor. It's the proposed the concept of measuring work station， and the measuring range of SJ34 type turning tool protractor is expanded by using geometric analysis， according to the structural characteristics of SJ34 type turning tool protractor， and accordingly propose the relevant indirect measurement calculation formula. Learn from the idea of the calibration concept of electronic instruments， introduces calibration measurement in the geometric angle measurement method of the turning tool. And through the data comparison， to prove the correctness of the relevant indirect measurement calculation formula.

Key Words： SJ34 type turning tool protractor; Turning tool geometric angle; Measuring station; Measuring method; Calibration measurement

1? 背景介紹

SJ34型車刀量角儀是上海機械?？茖W校20世紀80年代制造的一款用于測量車刀幾何角度的儀器。按其使用說明介紹，可測量主剖面系、法剖面系的車刀幾何角度。其優(yōu)點在于能夠測量的車刀款型數量大于現(xiàn)有他款車刀量角儀。但因其使用說明過于簡潔，許多讀值不能直接反映所測車刀的幾何角度，給使用者帶來了極大的困惑。加之由于SJ34型車刀量角儀的結構問題，有些角度按使用說明是測不到的。按筆者從90年代開始著手研究SJ34型車刀量角儀使用與測量方法，并設立了測量工位慨念;將儀表的標定概念引入到車刀幾何角度的測量方法中。筆者所寫的車刀幾何角度測量實驗指導書被學生于1997—2003年多次上傳到網上。筆者提出的偏角計算公式90-β已被廣泛接受?；赟J34型車刀量角儀的優(yōu)點和較寬的適用范圍，筆者認為有必要將SJ34型車刀量角儀的使用方法與測量方法成文于眾。

2? SJ34型車刀量角儀結構與工作原理及使用方法

圖1所示為SJ34型車刀量角儀。它能測量各類型車刀的任意剖面中的幾何角度。其結構與工作原理及使用方法如下。

立柱2上有3條間隔90°且鉛垂的V形槽，靠近頂部有一條水平的圓環(huán)V形槽?；瑝K3可輕便地沿立柱2上下移動。通過調節(jié)滑塊3中鋼珠的彈簧壓力（鋼珠被壓在立柱2的V形槽中），能保持裝在滑塊3上的小扇形刻度盤4、大扇形刻度盤6、測量片7等零件停留在任意高度位置上，且不需要鎖緊。當滑塊3向上移動到頂端時，鋼珠進入圓環(huán)V形槽中，滑塊3即可自由轉動，以供選擇合適的測量位置。由于有3個相互垂直的測量位置，使測量角度時調整極為方便。

被測車刀放在轉盤8的載刀臺（在旋鈕11大兩側各有一個載刀臺）上貼緊相互垂直的2個承刀面上，可將其在轉盤座10上回轉或在底座1及滑板9上縱、橫向平移，并調整滑塊3的位置，以使被測車刀的被測面或被測刀刃能與測量片7接觸。這樣，可分別測得在主剖面坐標系內的被測車刀的偏角Kr、前角、后角和刃傾角。

若調整轉盤8，使轉盤8的指示針在轉盤座10的刻度盤上所指示的數值為零，并用旋鈕11鎖緊。利用2個測量位置先后測量，可較方便地測量進給剖面與切深剖面中的被測車刀的前角和后角。

若將大扇形刻度盤6旋轉一個刃傾角，并用旋鈕12、13鎖緊（旋鈕13在圖1中未標示）。使測量片7的測量面處于主切削刃垂直的方位，按前述的測量方法即可測得法向剖面中的被測車刀的前角和后角。

3? 對SJ34型車刀量角儀測量位置的解讀

按照使用說明大扇形刻度盤6、測量片7按一定的操作可在±90°變換測量位置，對應主剖面系和法剖面系，即切削平面與主剖面也是90°關系，可直接讀取數值。

4? 分析與研究

（1）數據問題分析。

由于SJ34型車刀量角儀的結構問題，在一些情況下被測車刀與測量片7的測量面貼合后，直接讀取數值的數值明顯與標稱值相距甚遠，給使用者帶來了極大的困惑。限制了SJ34型車刀量角儀的使用，給車刀角度測量帶來了不便。主要問題有以下幾個方面。

①測量片7、測量位置與進給方向不明確，導致所測數據是何不為人所知。

②測量行程有限，同一測量位置不能滿足不同車刀的角度測量。

③由于制造誤差、使用磨損造成測量片7下刀口的磨損致使所測數據變化大等。

④在主剖面系中偏角Kr一確定，則前角γ、后角α、刃傾角λs即可測得。但偏角Kr是否正確直接關系到前角γ、后角α、刃傾角λs的測量值否正確。

由于測量片7、測量位置與進給方向不明確和量程行程有限，造成偏角Kr所測角度正確與否的困惑。為了區(qū)別SJ34型車刀量角儀的測量片7、測量位置與被測車刀所在測量位置，將SJ34型車刀量角儀的測量片7、測量位置稱為測量工位，以示區(qū)別。測量工位見圖2、3、4。偏角Kr直接測量數據見表1、表2、表3、表4、表5。

從上述5個表的數據可以看出，數據眼花繚亂，但一個共同的直觀感受是，所測數據不是所要的數據。

（2）測量相位的變換。

①根據數據問題分析，首先要明確測量片7、測量工位與相應進給方向的角度關系。

在測量工位Ⅱ時測量片7與外圓車刀進給方向垂直，此時外圓車刀從工作態(tài)位置（見圖5）旋轉到其切削刃與測量片7的測量平面貼合位置（見圖6）。從圖5可看出，被測外圓車刀旋轉了一個角度β。這個β角與所測偏角Kr之和為90°，即被測偏角Kr=90°-β（測量平面與進給方向垂直）。此為間接測量。

②在測量工位Ⅲ時測量片7與外圓車刀進給方向平行，見表3、表4。此時外圓車刀從工作態(tài)位置旋轉到其切削刃與測量片7的測量平面貼合位置，從圖7可以看出，被測外圓車刀旋轉了一個角度β。這個β角即為所測偏角Kr（測量平面與進給方向平行）。此為直接測量。

（3）標定測量。

由于制造誤差、使用磨損造成測量片7下刀口的磨損致使所測數據變化大，借鑒電子儀器的標定理念，在車刀幾何角度測量操作中引入標定測量操作。

標定測量操作：

①將大扇形刻度盤6調整至其指示針在小扇形刻度盤4上所指示的數值為零，并用旋鈕12鎖緊。將滑塊3提至立柱2的頂端，調整大扇形刻度盤6至Ⅱ號測量工位。

②把被測車刀放在轉盤8的載刀臺上，且貼緊相互垂直的兩個承刀面。

③調整轉盤8、轉盤座10、滑塊3、大扇形刻度盤6、被測車刀。用手將大扇形刻度盤6左旋方向輕推至底后手離之，使測量片7的下刀口與被測車刀的車刀桿的上表面輕輕貼合。

此時，測量片7的指示尺在大扇形刻度盤6上所指示的數值為被測車刀在大扇形刻度盤6上的初始值θ。

④調整轉盤8、轉盤座10、滑塊3、大扇形刻度盤6、被測車刀。用手將大扇形刻度盤6左旋方向輕推至底后手離之，使測量片7的測量面（即測量片7的兩鉛垂大平面）與被測車刀的車刀桿的左鉛垂表面輕輕貼合。此時，轉盤8的指示針在轉盤座10的刻度盤上所指示的數值為被測車刀在轉盤座10上的初始值δ。

（4）各角度的公式。

Ⅱ號測量工位，偏角Kr=90°-β-δ（β為測量值）;

Ⅲ號測量工位，偏角Kr=β-δ（β為測量值）;

前角γ=τ-θ（τ為測量值）;

后角α=μ-θ（μ為測量值）;

刃傾角λs=φ-θ（φ為測量值）。

數據處理后的偏角Kr數據見表6、表7、表8、表9、表10。

5? 結語

（1）從表6、表7、表8、表9、表10的計算結果可以看出，偏角無論在哪個測量工位測量，只要能測，其結果都是比較一致的，不像測量值β雜亂無章。這樣可以給使用者一個明確的信息，對后續(xù)的其他角度測量建立了好的基礎。

（2）一些不能直接測量的車刀，通過間接測量也能測得其角度，擴大了測量刀具的款型。

（3）使用SJ34型車刀量角儀測量車刀角度，同一切削刃，只要能測，可以在2個或3個測量工位測量。在符合主剖面系要求的情況下，可以有多種組合，這樣對于測量操作就不是唯一的。對于想構建多組合設計性實驗教學的老師，SJ34型車刀量角儀及筆者開發(fā)的SJ34型車刀量角儀測量操作提供了一個嘗試的平臺或思路，這樣對于提高學生能力訓練和實驗教學質量都有較大幫助。筆者愿意為有志于此的老師提供力所能及的幫助。

參考文獻

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