机械制造技术吉卫喜编金属切削基本理论2

机械制造技术吉卫喜编金属切削基本理论2汇报人：日期:金属切削基本知识切削热与切削温度切削力与切削振动金属切削加工的质量与控制金属材料的可加工性现代金属切削技术发展动态金属切削基本知识01是切削过程中最主要的运动，由机床驱动，使刀具和工件之间产生相对运动。主运动进给运动合成切削运动使切削刀具在工件上切削出多余材料，一般由机床的进给机构实现。由主运动和进给运动合成，使切削刀具在工件上切削出符合要求的形状和尺寸。030201切削运动切削速度刀具切削刃上一点在单位时间内移动的距离。切削深度切削刃在垂直于工作平面方向上切入工件的深度。进给量刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。切削要素前角后角主偏角副偏角切削刀具的几何参数01020304刀具前刀面与基面之间的夹角，对切削力、切削热、切屑形态等均有影响。刀具后刀面与基面之间的夹角，对刀具强度、刀具寿命、工件加工精度等均有影响。主切削刃与进给方向之间的夹角，对切削力、切削热、切屑形态等均有影响。副切削刃与进给反方向之间的夹角，对切削力、工件加工精度等均有影响。切削热与切削温度02在切削过程中，切削层金属经历了弹性变形、塑性变形和切屑与前刀面之间的摩擦，这些变形和摩擦过程都会产生热量。切削热通过切屑、工件、刀具和周围介质（如空气、冷却液等）进行传导。其中，刀具和切屑之间的接触面积最大，因此传导的热量也最多。切削热的产生与传导切削热的传导切削热的产生切削温度的测量通常使用红外线测温仪或热电偶测量切削区域的温度。这些测量设备可以非接触地测量切削刃和切屑的温度。切削温度分布在切削过程中，切削区域的温度分布是不均匀的。一般来说，切屑和工件接触面的温度最高，而切屑离开刀具后温度会迅速降低。切削温度的测量与分布随着切削温度的升高，切削力通常会增大。这是因为高温下材料的屈服强度会增加，导致切削变形阻力增大。切削力高温会导致刀具材料的软化，降低其硬度，从而加速刀具的磨损。此外，高温还会促进化学反应，加速刀具的腐蚀。刀具磨损切削温度过高会导致工件表面烧伤、组织变化和热变形等质量问题。因此，控制切削温度对于保证工件质量非常重要。工件质量切削温度对切削过程的影响切削力与切削振动03在金属切削过程中，切削层与刀具前刀面之间产生摩擦力，同时切屑与后刀面之间也存在摩擦力，这两个摩擦力共同组成了切削力。切削力的产生通常使用切削力测量仪来测量切削力，该仪器通过感应切削过程中产生的动态和静态切削力，并将其转化为电信号，最终以图形或数字形式显示在屏幕上。切削力的测量切削力的产生与测量切削振动的危害切削振动会加剧刀具磨损，影响工件加工精度和表面质量，严重时可能导致工件破裂、刀具断裂等事故。防止切削振动的措施为减少切削振动，可以采取以下措施：提高刀具刚度、合理选择刀具材料和几何参数、优化切削用量、使用减振装置等。切削振动的原因切削过程中，由于刀具与工件之间存在摩擦、冲击和振动等因素，会导致切削振动。切削振动及其防止措施基于有限元方法的切削力分析利用有限元软件，对切削过程进行模拟，可以更精确地预测切削力的大小和分布情况。基于人工智能的切削力预测利用人工智能算法，通过对历史切削数据的学习和分析，可以实现对未来切削力的预测和优化。切削力的实时监控与调整通过传感器实时监测切削力，结合计算机辅助制造系统，可以实现对切削过程的实时监控和调整，以提高加工效率和降低生产成本。切削力的计算机辅助分析金属切削加工的质量与控制04加工精度指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，包括形状、尺寸和位置等。表面质量指零件加工后的表面粗糙度、纹理、硬化层、残余应力等表面特征。加工精度与表面质量的概念影响加工精度的因素分析刀具误差工艺系统变形刀具的磨损、热处理不当等。切削力、切削热、重力等引起的工艺系统变形。机床误差夹具误差测量误差包括主轴回转误差、导轨误差、传动系统误差等。定位元件、夹紧装置等。测量设备的精度和测量方法等。选用高性能的机床采用高精度、高刚性的机床，提高主轴精度和轴承的精度。优化切削参数合理选择切削速度、进给量和切削深度等参数，降低切削力和热影响层深度。使用高性能的刀具材料采用硬质合金、陶瓷等高性能刀具材料，提高刀具的耐磨性和寿命。采用先进的加工工艺采用超精密切削、镜面切削等先进加工工艺，提高加工精度和表面质量。提高加工质量的工艺途径与方法金属材料的可加工性05强度强度高的材料在切削时不易产生塑性变形，切削力较大，刀具易磨损。硬度硬度高的材料在切削时刀具易磨损，且切削力较大。韧性韧性好的材料在切削时易产生塑性变形，且刀具易钝化。弹性模量弹性模量大的材料在切削时变形小，切削力也较小。金属材料的力学性能及其对加工的影响01通过热处理、合金化等方法降低材料硬度，以改善其可加工性。降低材料硬度02通过合金化、调整成分等方法提高材料韧性，以改善其可加工性。提高材料韧性03通过细化晶粒、合金化等方法降低材料强度，以改善其可加工性。降低材料强度改善金属材料可加工性的途径高温合金采用高速切削、硬切削等先进加工方法，以提高加工效率和质量。钛合金采用多轴联动加工、超声振动辅助切削等方法，以降低切削力、提高加工表面质量。难熔金属采用电子束、激光等高能束加工方法，以实现高效高精度加工。新型难加工材料的切削加工现代金属切削技术发展动态06通常指切削速度超过常规切削速度5-10倍的技术。切削速度范围提高生产效率、降低切削力、减小热变形、提高表面质量。优势航空航天、汽车制造、模具加工等。应用领域超高速切削技术03应用领域精密仪器、光学、电子等高科技产业。01定义将超精密刀具和机床结合起来，实现极高精度的切削加工技术。02加工精度通常在微米级甚至纳米级。