机械切割与切削工艺

汇报人:XX2024-01-09机械切割与切削工艺目录CONTENCT机械切割概述切削工艺基础金属切削过程分析先进切削技术介绍数控技术在机械切割中应用机械切割与切削工艺发展趋势01机械切割概述切割定义切割分类切割定义与分类切割是指利用机械力、热力或化学等方法将物体分离成两部分或更多部分的加工过程。根据切割原理和应用领域的不同，切割可分为机械切割、激光切割、水切割、超声波切割等多种类型。机械切割原理及特点机械切割原理机械切割是利用切削刀具与工件之间的相对运动，通过刀具的锋利刃口对工件进行切削分离的加工方法。机械切割特点机械切割具有加工效率高、成本低、适用范围广等优点，但同时也存在切削力大、刀具磨损快等缺点。01020304锯切铣切车削磨削常见机械切割方法利用车刀对旋转的工件进行切削，实现工件的圆柱形或圆锥形表面的加工。车削主要用于轴类、盘类等零件的加工。利用铣刀对工件进行旋转运动，同时工件作直线或曲线进给运动，实现工件的切削分离。铣切主要用于平面、沟槽等形状的加工。利用锯条或锯片对工件进行往复直线运动，实现工件的分离。锯切主要用于金属、木材等材料的切割。利用砂轮对工件表面进行高速旋转磨削，实现工件的精确尺寸和表面光洁度的加工。磨削主要用于高精度、高表面质量的零件加工。02切削工艺基础切削运动与切削要素切削运动是指刀具与工件之间相对运动，包括主运动、进给运动和合成切削运动。主运动是切除工件上多余材料起主要作用的基本运动，如车削时工件的旋转运动；进给运动是使刀具与工件之间产生附加的相对运动，如车削时车刀的纵向或横向移动；合成切削运动是主运动和进给运动的合成，决定了切削加工的表面形状和质量。切削运动切削要素是指切削速度、进给量和切削深度。切削速度是指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度；进给量是指工件或刀具每转一转或每一行程时，两者沿进给运动方向的相对位移；切削深度是指垂直于进给运动方向测量的待加工表面与已加工表面之间的距离。切削要素常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。高速钢具有较高的强度和韧性，适用于制造形状复杂的刀具；硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造高速切削和重载切削的刀具；陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速精加工和难加工材料的切削；立方氮化硼和金刚石刀具具有极高的硬度和导热性，适用于超高速切削和难加工材料的切削。刀具材料根据刀具的结构特点和使用范围，可分为整体式、焊接式、机夹式和可转位式等类型。整体式刀具的刀体和刀刃是一体的，结构简单，制造成本低；焊接式刀具是将刀刃焊接在刀体上，适用于形状较复杂的刀具；机夹式刀具是将刀刃夹持在刀体上，通过夹紧机构固定，适用于需要快速更换刀刃的场合；可转位式刀具的刀刃可以转动和更换，适用于大批量生产和高效率加工。刀具结构类型刀具材料及结构类型切削液选用根据加工要求和工件材料的性质，可选择水基切削液、油基切削液或合成切削液。水基切削液具有良好的冷却性能和清洗性能，适用于一般加工和粗加工；油基切削液具有良好的润滑性能和防锈性能，适用于重载加工和难加工材料的切削；合成切削液结合了水基和油基切削液的优点，具有全面的性能表现，适用于各种加工场合。要点一要点二切削液作用切削液在切削过程中主要起到冷却、润滑、清洗和防锈等作用。冷却作用可以降低切削区域的温度，减少刀具磨损和工件变形；润滑作用可以减少切削过程中的摩擦和磨损，提高加工精度和表面质量；清洗作用可以带走切屑和磨粒等杂质，保持加工表面的清洁度；防锈作用可以防止工件和机床的生锈和腐蚀。切削液选用与作用03金属切削过程分析第一变形区第二变形区第三变形区发生在切削刃前方的区域，是主要的切削变形区，金属在这里受到剪切作用，产生大量变形和热量。位于切削刃前方与切削刃之间的区域，金属在这里受到挤压和摩擦作用，进一步产生变形和热量。发生在切削刃后方的区域，金属在这里受到刀具后刀面的摩擦和挤压作用，产生一定的变形和热量。金属切削变形区划分切削力切削热刀具磨损切削力、切削热及刀具磨损切削过程中产生的热量，主要来源于金属的塑性变形和刀具与工件、切屑之间的摩擦。切削热对刀具磨损和工件加工精度有很大影响。切削过程中刀具的磨损现象，包括前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损等。刀具磨损会降低切削效率和加工精度，甚至导致刀具失效。切削过程中刀具对工件的作用力，包括主切削力、进给力和背向力。切削力的大小直接影响切削效率和刀具磨损。选用高性能刀具材料优化刀具几何参数采用先进的切削技术加强冷却润滑提高金属切削效率途径采用硬度高、耐磨性好的刀具材料，如硬质合金、陶瓷等，可以提高刀具的耐用度和切削效率。根据工件材料和加工要求，合理选择刀具的前角、后角、主偏角等几何参数，可以降低切削力和切削热，提高切削效率。如高速切削、超声振动切削等，可以显著提高切削效率和加工质量。采用合适的冷却润滑方式，如冷却液、油气润滑等，可以降低切削温度和减少刀具磨损，从而提高切削效率。04先进切削技术介绍80%80%100%高速切削技术高速切削技术是一种采用高转速、高进给速度、小切削深度和小切削宽度的切削加工方法。高速切削技术可以显著提高加工效率，降低切削力，减小热变形，提高加工精度和表面质量。高速切削技术广泛应用于航空航天、汽车、模具等制造领域，尤其适合于加工铝合金、钛合金等难加工材料。高速切削定义高速切削优点高速切削应用超硬材料定义超硬材料是指硬度高于普通硬质合金的材料，如金刚石、立方氮化硼等。超硬材料切削特点超硬材料切削技术具有极高的切削速度和极低的切削力，能够实现高精度、高效率的加工。超硬材料切削应用超硬材料切削技术适用于加工各种超硬材料，如陶瓷、玻璃、宝石等，广泛应用于精密制造、光学仪器等领域。超硬材料切削技术难加工材料定义01难加工材料是指传统切削加工方法难以加工的材料，如高温合金、钛合金、复合材料等。难加工材料切削挑战02难加工材料具有高硬度、高强度、高韧性等特点，对刀具磨损严重，加工效率低，成本高。难加工材料切削解决方案03针对难加工材料的切削，需要采用高性能刀具材料、优化刀具几何参数、采用先进的切削工艺等措施，以提高加工效率和降低成本。难加工材料切削技术05数控技术在机械切割中应用接收并处理零件加工程序，控制机床各运动部件按程序要求精确运动。数控装置伺服系统测量反馈系统将数控装置输出的控制信号转换为机床移动部件的运动，实现精确位置控制。实时监测机床移动部件的位置和速度，并将信息反馈给数控装置，确保加工精度。030201数控系统组成与功能了解数控编程的基本规则、语法和常用指令，掌握编程的基本方法和技巧。编程基础通过具体案例，学习如何根据零件图纸和加工工艺要求编写数控加工程序，包括选择切削参数、确定加工路径、设置刀具补偿等。实例分析数控编程基础及实例分析激光切割机利用高功率激光束照射工件表面，使材料迅速熔化、汽化或达到点燃点，同时以高速气流将熔化或燃烧的材料吹走，从而实现切割。具有精度高、速度快、切口光滑等优点。水切割机利用超高压水流或加砂水流对工件进行切割。具有无热变形、无材料选择性、环保等优点。适用于金属、非金属等各种材料的切割。等离子切割机利用高温高速的等离子弧对工件进行切割。具有切割范围广、效率高、切口质量好等优点。适用于金属材料的切割，尤其是不锈钢、铝等材料的切割。数控设备在机械切割中应用案例06机械切割与切削工艺发展趋势通过引入人工智能、机器学习等技术，实现切割与切削工艺的智能化，提高生产效率和加工精度。智能化技术采用先进的自动化设备和控制系统，实现机械切割与切削过程的自动化，减少人工干预，提高生产效率和安全性。自动化技术应用高精度传感器和检测技术，实时监测切割与切削过程中的各项参数，确保产品质量和生产过程的稳定性。传感器技术智能化、自动化发展方向选用环保、可回收的材料，减少资源消耗和废弃物产生，降低对环境的影响。绿色材料通过优化工艺参数和设备结构，降低能源消耗和排放物产生，提高能源利用效率和环保性能。节能减排对生产过程中产生的废弃物进行妥善处理，实现资源的回收和再利用，减少对环境的污染。废弃物处理绿色制造、环保理念融入跨领域融合创新趋