CN201335673Y - 车刀角度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车刀角度测量仪，包括底座、置刀块、定位槽块、定位块、旋转标尺、游标、立杆、安装底块、旋转刻度环、刻度片、卡紧块。底座上安装旋转标尺和安装置刀块，游标安装在旋转标尺左部背面；置刀块上放置刀具和安装定位装置，定位槽块安装在置刀块上的槽中，其上安装定位块；立杆安装在旋转标尺上的安装孔中，立杆水平部分前端面安装有安装底块；在安装底块上有一个圆环状突台，刻度片安装在突台上，卡紧块安装在安装底块的螺纹孔中；旋转刻度环安装在安装底块突台上和卡紧块之间。利用本实用新型车刀角度测量仪和测量方法能够准确测量车刀主偏角、副偏角、前角、后角、副后角和刃倾角，大幅度地提高加工精度、效果和效率。

Description

车刀角度测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种测量仪器，特别涉及一种车刀角度测量仪。

背景技术

在现代机械加工中产品的质量和劳动生产率在相当大程度上受到刀具的制约。机床对刀具的要求除了刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定、耐用度高、断屑排屑性能好及安装调整方便，而刀具的角度决定着以上这些功能的好坏。车刀的切削角度，是刀具在加工工件和切削运动相联系的状态下确定的角度，由于大多数加工表面都不是平面，而是空间曲面，不便于直接用来做为坐标平面，因此需要通过切削刃某一选定点，做工件加工表面的切削平面和法平面，以构成刀具角度的坐标系：

切削平面：通过切削刃某一选定点，，切于加工表面的平面。

基面：通过切削刃某一选定点，垂直于合成切削速度向量的平面。

主剖面：垂直于主切削刃在基面上的投影的平面。

主剖面：垂直于主切削刃在基面上的投影的平面。

副切削刃的主剖面：垂直于副切削刃在基面上的投影的平面。

主剖面中：

前角：前刀面与基面之间的夹角。前刀面在基面之下时成为正前角，前刀面在基面之上时成为负前角。

后角：后刀面与切削平面之间的夹角。

楔角：前刀面与主后刀面之间的夹角。

在基面中：

主偏角：进给方向与主切削刃在基面上的投影之间的夹角。

负偏角：进给方向与副切削刃在基面上的投影之间的夹角。

在切削平面中：

刃倾角：主切削刃与基面之间的夹角。

车刀的几何参数对已加工表面质量有明显的影响，其中刀具角度对其影响非常显著。例如前角大，切削变形小，可减小温度，但刀具散热条件差，温度却反而可能上升。前角小，甚至负值，虽可以改善散热条件，但是变形严重，也有可能使温度升高。再如刃倾角为零度时，即直角切削，主切削刃与切削速度向量成90度，切屑在前刀面上近似沿垂直于主切削刃的方向流出。刃倾角为负值时，切屑流向与进给速度方向相反，可能缠绕，擦伤已加工表面，但刀头强度较好，适用于粗加工。刃倾角为正值时，切屑流向与进给速度方向一致，但刀头强度较差，适用于精加工。一台精确方便的刀具角度测量仪有助于在加工前选择一把角度合适的刀具以达到最佳加工效果，而现在市面上的车刀角度测量仪的精度相对较低，测量操作不方便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、测量精度高的车刀角度测量仪。

为解决上述技术问题，本实用新型的车刀角度测量仪，其特征在于包括底座、置刀块、定位槽块、定位块、旋转标尺、游标、立杆、安装底块、旋转刻度环、卡紧块、刻度片；底座分为安装旋转标尺部分和安装置刀块部分；旋转标尺安装在底座的导轨槽中，游标安装在旋转标尺左部背面；置刀块上的导轨键与底座上的导轨槽配合，定位槽块安装在置刀块上与置刀块长边平行的槽中，定位槽块上安装定位块，定位槽块前表面开有一道槽，与安装在置刀块前端面上的螺钉配合；立杆为“L”形，下端安装在旋转标尺上的安装孔中，上端水平部分前端面安装有安装底块；在安装底块上，沿安装底块的外圆周有一个圆环状突台，刻度片安装在突台上，安装底块中心线上有上、下两个螺纹孔，卡紧块用螺钉安装在安装底块下面的螺纹孔中；旋转刻度环安装在安装底块上的突台和卡紧块之间。

所述底座的下面设有三个圆柱支撑；所述安装置刀块的导轨槽有一个30°的倒角。

所述的底座上安装旋转标尺部分为圆盘状，导轨槽为“L”形，旋转标尺的两端设有与导轨槽形状相适应的卡勾，在圆盘竖直方向的导轨槽上开有对应的两个安装孔。

所述安装底块成部分圆结构。

所述旋转刻度环背面，开有一道槽，螺钉插入安装底块中心线上方的螺纹孔中，与旋转刻度环背面的槽配合卡紧旋转刻度环；所述旋转刻度环为350°的部分环结构，旋转刻度环上的刻度为每一小格1°。

所述游标为一个30°的部分环结构，游标刻度线从最左端开始每58′一小格。

所述刻度片为一个42°的部分环结构，刻度线从左端开始每58′一小格。

本实用新型的车刀角度测量仪结构简单，便于使用和操作。采用本实用新型的车刀角度测量仪，能够准确地测量到各车刀的角度，从而大幅度地提高加工精度、效果和效率。

附图说明

图1为本实用新型的车刀角度测量仪的主视图；

图2为本实用新型的车刀角度测量仪的俯视图；

图3为本实用新型的车刀角度测量仪的左视图。

具体实施方式

以下，结合附图对本实用新型做具体的介绍如下：

车刀角度测量仪包括图1所示的旋转标尺5、旋转刻度环6，图2所示的游标10和图3所示的底座1、置刀块2定位槽块3、定位块4、卡紧块7、刻度片8、安装底块9组成。

底座1是支撑整个仪器的基础，利用三个圆柱支撑放置在桌面上，其作用是在其上安装零件旋转标尺5和置刀块2。

测量仪的整体轮廓尺寸不超过220mm×260mm×320mm(长×宽×高)，设计底座圆盘部分直径为φ200mm，前端安装置刀块部分设计尺寸与置刀块2的长、宽相等，联系置刀块设计为80mm×40mm，底座1整体厚度设计为20mm，为在其上开导轨预留足够的厚度。底座用三个直径为φ10mm的支撑，圆盘部分底下的两个支撑分别距圆盘最里的边、最左最右的边距离均为40mm，另外一个的中心线在仪器的对称面上距前表面40mm处。用三个支撑而不用四个是为了尽量保证底座放置在一般物体表面上仍能保持平衡。圆盘部分开一个用于安装零件旋转标尺，其中槽最大直径为φ190mm，比相应的旋转标尺的尺寸大10mm是为了加工内导轨方便，若设计成φ180mm，则伸不进镗刀来加工直径为φ158mm的导轨内侧面。导轨内侧面直径为φ158mm而不是φ160mm是为了保证直径为φ170mm的导轨侧面与旋转标尺相应的侧面在保证精度的情况下不发生精度干涉。导轨悬空部分的厚度为5mm，内空间厚度也为5mm。在圆盘竖直方向开一对16mm×13.6mm的安装孔，旋转标尺就是先插入此对安装孔后旋转安装进导轨的。在底座最前端中心处开一个长×宽×高为40mm×10mm×5mm的槽用于安装置刀块。为了方便在测量角度过程中置刀块的更换，在安装置刀块的槽口开一个30°宽1mm的倒角。

底座圆盘上平面整体表面粗糙度为1.6.圆盘中心处安装旋转标尺处直径为φ40的面积处的表面粗糙度要求为0.8，导轨接触面表面粗糙度为要求0.4.，安装置刀块处的大平面和侧面的表面粗糙度要求为0.8。

置刀块2安装在底座1上的非圆部分，其作用是供刀具放置和安装定位装置。

置刀块2长×宽×高为80mm×40mm×10mm，其底面正中间有一个长×宽×厚为40mm×10mm×4mm的导轨键与底座上的导轨槽11相配合保证置刀块2在底座上的位置。厚4是为了底面两对相对的平面只有一对接触配合，避免发生干涉。置刀块2上表面开有两道与长边平行的槽，距两长边均为8，槽宽为5mm深为5mm，用于安装定位槽块。置刀块2前端面开一个M2的螺纹通孔，用于安装螺钉与定位槽块上的限位槽配合使用限制定位装置的最大横向移动距离。

以上所有接触面的表面粗糙度要求均为0.8，且槽内侧表面以后端面为基准的平行度公差为0.02mm。由于测量主、副偏角和测量其他角度不在同一高度的平面上，所以设计两块置刀块，另一块置刀块2除了厚度为55mm之外其他尺寸、公差要求等技术要求均与第一块相同。

定位槽块3安装在置刀块2上预先开好的槽中，其上再连接安装定位块4，作用是纵向定位车刀。

定位槽块3为长×宽×高为80mm×5mm×5mm的长方体，在前表面距右端面20处开一道长×宽×深为40mm×5mm×2.2mm的槽用于和安装在定位块上的螺钉配合限制定位槽块的横向移动范围。设计定位槽块3上下前后四个接触面的粗糙度要求为0.8，其他为1.6。上表面以下表面为基准的平行度公差为0.02mm，前表面以后表面为基准的平行度公差为0.02mm。

定位块4利用螺钉安装在定位槽块上，其作用是横向定位车刀。

设计定位块为长×宽×高为40mm×5mm×5mm的长方体。在距离前表面2.5右表面10.5mm和29.5mm处分别开一个φ2的通孔。前表面要与刀具贴合，其粗糙度要求为0.8，且平面度公差为0.01mm，其他表面粗糙度要求为1.6。

旋转标尺5是采用导轨方式安装在底座上的，用于主、副偏角的测量和其上立杆11等部件的安装。

旋转标尺5与底座配合部分的内径为φ170mm，外径为φ180mm，插入导轨内部的部分的内径为φ160mm，使它不致于底座内径φ158mm相接触发生干涉。从底面到标尺上端长为39mm，标尺长×宽×厚为190mm×19mm×15mm，其正中间有一个半径为R12.5mm的半圆柱体，半圆柱体突出内部开一个与其同心的直径为φ18mm的安装孔，由于孔中安装立杆11时要与立杆11采用过赢配合配合尺寸为φ18H7/p6，所以中间圆柱体内内表面粗糙度要求为0.2，旋转标尺5插入导轨内部的部分上下表面和中间连杆部分内径的表面粗糙度要求均为0.4。下端面为0.4。

游标10采用螺钉安装在旋转标尺5左部背面，其上刻度线与底座刻度盘上的刻度线配合使用是测量角度时精确读数的保证。

游标10为一30°的部分环结构，整体厚度为2，其内径为φ84mm，外径为φ94mm。游标10刻度线从最左端开始每58′一小格，误差保证在0.5′。部分环左侧设计为一垂直与刻度面的安装面，长×宽为29mm×10mm。游标10用强力胶粘在旋转标尺的后表面左侧。游标10整体表面粗糙度要求为1.6。

立杆11采用过盈配合安装在旋转标尺预先开好的φ18mm的安装孔中，水平端用螺钉安装其他部件。立杆11的作用是把两套测量装置连接到一起，保证悬挂部分测量装置在测量角度之前利用旋转标尺5部分测量装置准确的找到主剖面和切削平面。

立杆11整体直径为φ18mm，竖直部分长度为124mm，水平部分长度为72mm，竖直部分表面与底座表面接触，粗糙度要求为0.4。立杆11竖直部分从地面到离地30mm高度处圆柱面由于要与旋转标尺5采取过盈配合表面粗糙度要求为0.2，具体为基本尺寸φ18mm，上偏差为+0.02mm，下偏差为0mm。剩下的圆柱面粗糙度要求为1.6。竖直部分的底面以圆柱中心线为基准的垂直度公差为0.01mm。立杆11水平部分最前端面上距中心点左右各4mm处开两个M4的螺纹孔，孔深为11.4mm，用于安装连接安装底块9。最后，立杆11安装在旋转标尺上时必须保证其水平部分前表面与旋转标尺5前表面平行。

刻度片8实际上就是前面设计过的游标10，其上刻度线与旋转刻度环6上的刻度线配合使用是测量角度时精确读数的保证。

游标10为一42°的部分环结构，整体厚度为2mm，其内径为φ38mm，外径为φ50。刻度线从左端开始每58′一小格，误差保证在0.5′。在半径为R46mm且距左右两端面12°处分别开一个φ2的安装孔。刻度片8整体表面粗糙度要求为1.6。

安装底块9用两个螺钉安装在立杆11水平部分前端面上预先开好的两个螺纹孔中，其辅助安装的作用，是安装剩下的测量部件的基础。

安装底块9成半径为R50的42°的部分圆块，厚度为5，从半径为R40mm处到最大圆半径处有一个高为5mm的突台，在突台上半径为R45mm且中心线左右4mm处为圆心各开一个直径为φ4.2mm的安装通孔，通孔为台阶通孔，上部沉孔直径为φ8mm，沉孔深度为3mm。最后，在安装底块9中心线上半径为R28mm和R10.7mm处分别开一个M10和M4的螺纹孔，前一个螺纹孔用于度数时卡紧旋转刻度环6静态读数以保证读数精度，后一个螺纹孔和一个M4的螺钉配合用于安装卡紧块7。

旋转刻度环6安装在安装底块9上卡紧块7和突台之间，可以限制其上下运动，配合以刻度片8和卡紧螺钉限制其前后运动，这样，旋转标尺5就只能在轨道上旋转。旋转标尺的作用是测量时提供与车刀表面的贴合面和刻度，此刻度与刻度片8上的刻度配合度数保证精确到2′。

旋转刻度环6为内径φ16mm外径为φ40mm的350°的部分环。厚度为5mm，在刻度环背面半径为R28mm处开一道宽为12mm的槽用于让安装在安装底块9后面的卡紧螺钉插入其中卡紧旋转刻度环6。旋转刻度环6的前表面粗糙度要求为0.8，外圆柱面和内圆柱面粗糙度要求为0.4，其他未特殊说明的为1.6。刻度环上的刻度设计为每一小格为1°，误差保证在0.5′。保证右侧面水平时和游标刻度片8零线重合对齐的刻度线对应定为刻度环的零线；保证左侧面垂直时和游标刻度片8零线重合对齐的刻度线定为刻度环上另外一零线。两组刻度线分别定义，但是角度间距相同。

卡紧块7利用螺钉安装在安装底块9最下面的螺纹孔中，其作用是和安装底块9上部的突台配合卡住旋转刻度环6。

卡紧块7成半径为R16mm的42°的部分圆块，厚度为5mm。在距顶端长5.3mm处开一个φ4mm的孔。卡紧块7前表面、背面和半径为R16mm的圆柱面的粗糙度要求为0.8，其他为1.6。

利用上述实用新型的车刀角度测量仪测量各角度方法为：a、测量车刀主偏角：将车刀放置于置刀块2上紧靠在定位块4上，保证刀具基面和底座上平面平行，转动旋转标尺5并调整车刀在置刀块2上的位置，使旋转标尺5的前表面左半部分靠上车刀的主切削刃，此时刻度盘上读出的度数即为车刀主偏角的度数；b、测量车刀副偏角：将车刀放置于置刀块2上紧靠在定位块4上，保证了刀具基面和底座上平面平行，转动旋转标尺5，向a中旋转方向相反的方向旋转，并调整车刀在置刀块2上的位置，使旋转标尺5的前表面右半部分靠上车刀的主切削刃，此时刻度盘上读出的度数即为车刀主偏角的度数；c、测量前角和后角：测量主偏角后将立杆11上的测量装置随旋转标尺5顺时钟转动90°减去主偏角的度数，此时旋转刻度环6平面处于平行于车刀主切削刃的主剖面的位置，调整车刀位置直到刻度环右侧面靠上车刀前刀面，此时刻度环所示角度即为车刀前角的度数，反向转动旋转刻度环6，使刻度环9左侧面靠上车刀主后刀面，此时刻度环9所示角度即为车刀主后角的度数；d、测量车刀副后角和刃倾角：测量副偏角后将立杆11上的测量装置随旋转标尺5逆时钟转动90°减去副偏角的度数，此时旋转刻度环6平面处于平行于车刀副切除刃的主剖面的位置，调整车刀位置直到刻度环9右侧面靠上车刀副后刀面，此时刻度环所示角度即为车刀副后角的度数，测量刃倾角时，反向转动旋转刻度环6，使刻度环左侧面靠上车刀主切削刃上，此时刻度环9所示角度即为车刀主后角的度数。

上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车刀角度测量仪，其特征在于包括底座、置刀块、定位槽块、定位块、旋转标尺、游标、立杆、安装底块、旋转刻度环、卡紧块、刻度片；底座分为安装旋转标尺部分和安装置刀块部分；旋转标尺安装在底座的导轨槽中，游标安装在旋转标尺左部背面；置刀块上的导轨键与底座上的导轨槽配合，定位槽块安装在置刀块上与置刀块长边平行的槽中，定位槽块上安装定位块，定位槽块前表面开有一道槽，与安装在置刀块前端面上的螺钉配合；立杆为“L”形，下端安装在旋转标尺上的安装孔中，上端水平部分前端面安装有安装底块；在安装底块上，沿安装底块的外圆周有一个圆环状突台，刻度片安装在突台上，安装底块中心线上有上、下两个螺纹孔，卡紧块用螺钉安装在安装底块下面的螺纹孔中；旋转刻度环安装在安装底块上的突台和卡紧块之间。

2.根据权利要求1所述的车刀角度测量仪，其特征在于：所述底座的下面设有三个圆柱支撑；所述安装置刀块的导轨槽有一个30°的倒角。

3.根据权利要求1所述的车刀角度测量仪，其特征在于：所述的底座上安装旋转标尺部分为圆盘状，导轨槽为“L”形，旋转标尺的两端设有与导轨槽形状相适应的卡勾，在圆盘竖直方向的导轨槽上开有对应的两个安装孔。

4.根据权利要求1所述的车刀角度测量仪，其特征在于：所述安装底块成部分圆结构。

5.根据权利要求1所述的车刀角度测量仪，其特征在于：在所述旋转刻度环背面，开有一道槽，螺钉插入安装底块中心线上方的螺纹孔中，与旋转刻度环背面的槽配合卡紧旋转刻度环；所述旋转刻度环为350°的部分环结构，旋转刻度环上的刻度为每一小格1°。

6.根据权利要求1所述的车刀角度测量仪，其特征在于：所述游标为一个30°的部分环结构，游标刻度线从最左端开始每58′一小格。

7.根据权利要求1所述的车刀角度测量仪，其特征在于：所述刻度片为一个42°的部分环结构，刻度线从左端开始每58′一小格。

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