趙越

摘 ? 要：簡(jiǎn)介SJ25型車刀量角儀，根據(jù)SJ25型車刀量角儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出測(cè)量工位概念，運(yùn)用幾何分析拓展了SJ25型車刀量角儀的測(cè)量范圍，據(jù)此提出相關(guān)的間接測(cè)量計(jì)算公式，借鑒電子儀器的標(biāo)定理念，在車刀幾何角度測(cè)量方法中引入標(biāo)定測(cè)量。并通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，來(lái)證明相關(guān)間接測(cè)量計(jì)算公式的正確性。

關(guān)鍵詞：SJ25型車刀量角儀 ?車刀幾何角度 ?測(cè)量工位 ?測(cè)量方法 ?標(biāo)定測(cè)量

中圖分類號(hào)：TK511 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（b）-0106-06

Abstract： It's the brief introduction of SJ25 type turning tool protractor. It's the proposed the concept of measuring work station， and the measuring range of SJ25 type turning tool protractor is expanded by using geometric analysis， according to the structural characteristics of SJ25 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： SJ25 type turning tool protractor; Turning tool geometric angle; Measuring station; Measuring method; Calibration measurement

1 ?背景介紹

SJ25型車刀量角儀是上海機(jī)械?？茖W(xué)校20世紀(jì)80年代制造的一款用于測(cè)量車刀幾何角度的儀器。按其使用說(shuō)明介紹，可測(cè)量主剖面系的車刀幾何角度。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠測(cè)量的車刀款型數(shù)量大于現(xiàn)有他款車刀量角儀。其使用說(shuō)明過(guò)于簡(jiǎn)潔，許多讀值不能直接反映所測(cè)車刀的幾何角度，給使用者帶來(lái)了很大的困惑。再者因SJ25型車刀量角儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有些角度按使用說(shuō)明是測(cè)不到的。按筆者從90年代開(kāi)始著手研究SJ25型車刀量角儀使用與測(cè)量方法，并設(shè)立了測(cè)量工位慨念;將儀表的標(biāo)定概念引入到車刀幾何角度的測(cè)量方法中。筆者所寫的車刀幾何角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書被學(xué)生于1997年—2003年多次上傳到網(wǎng)上。本人提出的偏角計(jì)算公式90°-β已被廣泛接受。鑒于SJ25型車刀量角儀的特點(diǎn)和較寬的適用范圍，筆者認(rèn)為應(yīng)該將SJ25型車刀量角儀的使用方法與測(cè)量方法成文奉獻(xiàn)于眾。

2 ?SJ25型車刀量角儀的結(jié)構(gòu)與工作原理及使用方法

圖1所示為SJ25型車刀量角儀。其結(jié)構(gòu)與工作原理及使用方法如下。

立柱A上有三條間隔90°且鉛垂的V形槽，靠近頂部有一條水平的圓環(huán)V形槽。滑塊B可輕便地沿立柱A上下移動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)滑塊B中鋼珠的彈簧壓力（鋼珠被壓在立柱A的V形槽中），能保持裝在滑塊B上的刻度盤C、測(cè)量片D等零部件停留在任意的高度位置上，且不需要鎖緊。當(dāng)滑塊B向上移動(dòng)到頂端時(shí)，鋼珠落入圓環(huán)V形槽中，滑塊B即可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以供選擇合適的測(cè)量工作位置。由于有3個(gè)相互垂直的測(cè)量位置，使測(cè)量角度時(shí)調(diào)整極為方便。

被測(cè)車刀放在轉(zhuǎn)盤E的載刀臺(tái)（在旋鈕F的兩側(cè)各有一個(gè)載刀臺(tái)）上貼緊相互垂直的兩個(gè)載刀面，可隨其在轉(zhuǎn)盤座H上回轉(zhuǎn)或在底座G橫向平移，并調(diào)整滑塊B的位置，以使被測(cè)車刀的被測(cè)面或被測(cè)刀刃能與測(cè)量片D接觸。這樣，可分別測(cè)得在主剖面坐標(biāo)系內(nèi)的被測(cè)車刀的偏角、前角、后角和刃傾角。

3 ?對(duì)SJ25型車刀量角儀測(cè)量位置的解讀

按照使用說(shuō)明刻度盤C、測(cè)量片D按一定的操作可在±90°變換測(cè)量位置，對(duì)應(yīng)主剖面系即切削平面與主剖面也是90°關(guān)系，可直接讀取數(shù)值。

4 ?分析與研究

4.1 數(shù)據(jù)問(wèn)題分析

由于SJ25型車刀量角儀的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，在一些情況下被測(cè)車刀與與測(cè)量片D的測(cè)量面貼合后，直接讀取數(shù)值的數(shù)值明顯與標(biāo)稱值相距甚遠(yuǎn)，給使用者帶來(lái)了極大的困惑。限制了SJ25型車刀量角儀的使用，給車刀角度測(cè)量帶來(lái)了不便。主要問(wèn)題有：

（1）測(cè)量片D、測(cè)量位置與進(jìn)給方向不明確，導(dǎo)致所測(cè)數(shù)據(jù)是何不知所宗;

（2）測(cè)量行程有限，同一測(cè)量位置不能滿足不同車刀的角度測(cè)量;

（3）由于制造誤差、使用磨損造成測(cè)量片D下刀口的磨損致使所測(cè)數(shù)據(jù)變化大等等;

（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(cè)得。但偏角Kr是否正確直接關(guān)系到前角γ、后角α、刃傾角λs的測(cè)量值否正確。

由于測(cè)量片D、測(cè)量位置與進(jìn)給方向不明確和量程、行程有限，造成偏角Kr所測(cè)角度正確與否的困惑。為了區(qū)別SJ25型車刀量角儀的測(cè)量片D、測(cè)量位置與被測(cè)車刀所在測(cè)量位置，將SJ25型車刀量角儀的測(cè)量片D、測(cè)量位置稱為測(cè)量工位，以示區(qū)別。測(cè)量工位見(jiàn)圖2、圖3、圖4。偏角Kr直接測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、表2、表3、表4、表5。

從上述5個(gè)表的數(shù)據(jù)可以看出，數(shù)據(jù)給人的直觀感受就是有些亂，有些數(shù)據(jù)似乎可以但不能確定，懷疑測(cè)數(shù)據(jù)是不是所要的數(shù)據(jù)，很難確定，讓人一頭霧水。

4.2 測(cè)量相位的變換

（1）根據(jù)數(shù)據(jù)問(wèn)題分析，首先要明確測(cè)量片D、測(cè)量工位與相應(yīng)進(jìn)給方向的角度關(guān)系。

在測(cè)量工位Ⅰ、Ⅲ時(shí)測(cè)量片D與外圓車刀進(jìn)給方向垂直（見(jiàn)圖6）。此時(shí)外圓車刀從工作態(tài)位置（見(jiàn)圖5）旋轉(zhuǎn)到其切削刃與測(cè)量片D的測(cè)量平面貼合位置（見(jiàn)圖6）。從圖5可看出，被測(cè)外圓車刀旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度β。這個(gè)β角與所測(cè)偏角Kr之和為90°，即被測(cè)偏角Kr=90°-β（測(cè)量平面與進(jìn)給方向垂直），此為間接測(cè)量。

（2）在測(cè)量工位Ⅱ時(shí)測(cè)量片D與外圓車刀進(jìn)給方向平行，見(jiàn)表1、表2、表3、表4。此時(shí)外圓車刀從工作態(tài)位置旋轉(zhuǎn)到其切削刃與測(cè)量片D的測(cè)量平面貼合位置，從圖7可以看出，被測(cè)外圓車刀旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度β。這個(gè)β角即為所測(cè)偏角Kr（測(cè)量平面與進(jìn)給方向平行）。此為直接測(cè)量。

4.3 標(biāo)定測(cè)量

由于制造誤差、使用磨損造成測(cè)量片D下刀口的磨損致使所測(cè)數(shù)據(jù)變化大，借鑒電子儀器的標(biāo)定理念，在車刀幾何角度測(cè)量操作中引入標(biāo)定測(cè)量操作。

（1）將滑塊B提至立柱A的頂端，調(diào)整刻度盤C至Ⅱ號(hào)測(cè)量工位。

（2）把被測(cè)車刀放在轉(zhuǎn)盤E的載刀臺(tái)上，且貼緊相互垂直的兩個(gè)承刀面。

（3）調(diào)整轉(zhuǎn)盤E、轉(zhuǎn)盤座H、滑塊B、測(cè)量片D和被測(cè)車刀。用手將刻度盤C左旋方向輕推至底后手離之。使測(cè)量片D的下刀口與被測(cè)車刀的車刀桿的上表面輕輕貼合。此時(shí)，測(cè)量片D的指示尺在刻度盤C上所指示的數(shù)值為被測(cè)車刀在刻度盤C上的初始值θ。

（4）將滑塊B提至立柱A的頂端，調(diào)整刻度盤C至I號(hào)測(cè)量工位。調(diào)整轉(zhuǎn)盤E、轉(zhuǎn)盤座H、滑塊B、測(cè)量片D和被測(cè)車刀。用手將刻度盤C左旋方向輕推至底后手離之。使測(cè)量片D的測(cè)量面（即測(cè)量片D的兩鉛垂大平面）與被測(cè)車刀的車刀桿的左鉛垂表面輕輕貼合。此時(shí)，轉(zhuǎn)盤E的指示針在轉(zhuǎn)盤座E的刻度盤上所指示的數(shù)值為被測(cè)車刀在轉(zhuǎn)盤座E上的初始值δ。

4.4 各角度的公式

Ⅰ、Ⅲ號(hào)測(cè)量工位，偏角Kr=90°-β-δ（β為測(cè)量值）;

Ⅱ號(hào)測(cè)量工位，偏角Kr=β-δ（β為測(cè)量值）;

前角γ=τ-θ（τ為測(cè)量值）;

后角α=μ-θ（μ為測(cè)量值）;

刃傾角λs=φ-θ（φ為測(cè)量值）。

數(shù)據(jù)處理后的偏角Kr數(shù)據(jù)見(jiàn)表6、表7、表8、表9、表10。

5 ?結(jié)語(yǔ)

（1）從表6、表7、表8、表9、表10的計(jì)算結(jié)果可以看出偏角的無(wú)論在哪個(gè)測(cè)量工位測(cè)量，只要能測(cè)，其結(jié)果都是比較一致的。而不像測(cè)量值β給人亂而無(wú)序的感覺(jué)。這樣就給使用者一個(gè)明確的信息，對(duì)后續(xù)其他角度的測(cè)量建立了好的基礎(chǔ)。

（2）一些不能直接測(cè)量的車刀，通過(guò)間接測(cè)量也能測(cè)得其角度，擴(kuò)大了測(cè)量刀具的款型。

（3）使用SJ25型車刀量角儀測(cè)量車刀角度，同一切削刃，只要能測(cè)，就可在兩個(gè)或三個(gè)測(cè)量工位測(cè)量。在符合主剖面系要求的情況下，可以有多種組合，這樣對(duì)于測(cè)量操作就不是唯一的。對(duì)于有構(gòu)建多組合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)想法的老師，SJ25型車刀量角儀及本人開(kāi)發(fā)的SJ25型車刀量角儀測(cè)量操作提供了一個(gè)嘗試的平臺(tái)或思路，這樣對(duì)于提高學(xué)生能力訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量都有較大幫助。本人愿意為有志于此的老師提供力所能及的幫助。

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