金属切削过程及其变形规律课件

金属切削过程及其变形规律汇报人：文小库2024-01-19CONTENTS金属切削过程概述金属切削变形规律切削力与切削振动切削表面质量与刀具磨损金属切削过程优化与控制案例分析与实践金属切削过程概述01切削是指利用刀具将工件上多余的材料切削掉，以获得所需的形状、尺寸和表面质量的加工方法。根据不同的分类标准，切削可以分为多种类型，如按切削刃分类可分为车削、铣削、钻削等；按切削方式可分为粗加工、半精加工和精加工等。切削定义与分类切削分类切削定义切削要素包括切削深度、进给量、切削速度等，这些要素对切削效率和加工质量有重要影响。切削要素刀具是切削加工中用于切除工件材料的工具，其材料、结构和几何参数对切削效率和加工质量有直接影响。刀具切削要素与刀具切削热切削过程中，由于工件和刀具之间的摩擦和挤压作用，会产生大量的热量，这些热量会导致刀具磨损和工件热变形，从而影响加工精度和表面质量。切削液为了降低切削温度、减少刀具磨损和提高加工质量，通常在切削过程中使用切削液，如润滑油、乳化液等。切削热与切削液金属切削变形规律02切削过程中，刀具与工件之间的相互作用导致金属切削层的变形。切削力是切削变形的主要驱动力，它使切削层产生弹性变形和塑性变形。切削温度对切削层的热塑性变形也有重要影响。切削变形机理切屑形成与类型切屑是在切削过程中从工件上被刀具剥离的部分。根据切屑的形成和形态，切屑可分为以下类型：带状切屑、节状切屑、崩碎切屑。带状切屑的形成是由于切削速度较高，切削层金属的变形程度较小，切屑呈连续带状。节状切屑是在中等切削速度下形成的，切屑呈短节状。崩碎切屑是在低切削速度下形成的，切屑呈不规则的碎块状。切削变形系数与规律切削变形系数是指在切削过程中，工件材料被压缩变形的程度与刀具前角、后角及工件材料硬度等因素有关。随着刀具前角的增大，切削变形系数减小，切削力减小，切削过程变得轻快。随着工件材料硬度的提高，切削变形系数减小，切削力增大，切削过程变得沉闷。切削力与切削振动03垂直于切削表面的力，主要影响工件的加工精度和表面粗糙度。01020304由切削刃与工件材料间的相互作用产生，是切削过程中的主要作用力。刀具切入工件时产生的轴向力，与切削深度和刀具前角有关。通过经验公式或有限元分析方法，结合切削参数、刀具几何参数和工件材料性质进行计算。主切削力进给力背向力切削力计算切削力来源与计算由周期性外力（如电动机、液压系统等）引起，影响机床的加工精度和稳定性。由于切削过程中动态切削力的变化激发的振动，可能导致刀具破损或工件表面质量下降。降低加工精度、影响刀具寿命、加速机床磨损等。强迫振动自激振动振动影响切削振动产生与影响优化主轴转速、进给速度等参数，避免共振。调整机床参数在机床或刀具上安装减振器，吸收振动能量。使用减振装置选用合适的刀具材料和几何参数，减小切削力。优化刀具设计通过向切削区域施加反向振动，抵消切削过程中的振动。采用振动主动控制技术切削振动抑制方法切削表面质量与刀具磨损04

切削表面质量表面粗糙度切削过程中，刀具与工件表面相互作用，形成微观不平的表面，表现为粗糙度。粗糙度影响零件的耐磨性、抗腐蚀性和疲劳强度。表面完整性切削后的工件表面是否存在裂纹、烧伤、残余应力等缺陷，直接影响零件的工作性能和使用寿命。表面纹理切削方向、切削速度和进给量等因素影响表面纹理的形成，对零件的摩擦、润滑和接触疲劳强度有重要影响。切削过程中，切屑与前刀面摩擦，使前刀面产生磨损。前刀面磨损影响切削力和切削热，可能导致工件表面质量下降。前刀面磨损后刀面与已加工表面之间的摩擦导致后刀面磨损。后刀面磨损影响已加工表面的粗糙度和刀具使用寿命。后刀面磨损在切削刃与工件接触的边界区域，由于应力集中和切削温度高，导致刀具材料疲劳剥落。边界磨损影响切削刃的锋利度和工件表面质量。边界磨损刀具磨损机理通过直接观察、测量和间接信号分析等方法监测刀具磨损状态。直接观察和测量适用于常规切削条件，间接信号分析适用于自动化加工过程。刀具磨损监测方法根据刀具磨损监测结果，采取调整切削参数、更换刀具或采用减缓刀具磨损的涂层和超硬材料等措施，以延长刀具使用寿命和提高加工效率。刀具磨损控制策略刀具磨损监测与控制金属切削过程优化与控制05切削深度决定了切削层的厚度，直接影响切削力和切削热。优化切削深度可以降低切削力，减少工件热变形，提高加工精度。切削深度切削速度影响切削层的厚度和切削温度。提高切削速度可以减小切削力，但同时也会增加切削热，导致工件热变形。切削速度进给量决定了切削层的宽度和厚度，影响切削力和切削热。优化进给量可以提高加工效率，降低能耗。进给量切削参数优化切削液类型根据不同的加工要求和材料特性，选择合适的切削液类型，如油基、水基和半合成切削液。切削液浓度切削液的浓度影响其冷却和润滑性能，应根据加工要求调整切削液浓度，以达到最佳的冷却和润滑效果。切削液供给方式选择合适的切削液供给方式，如浇注、喷雾和高压冷却，以确保切削液能够均匀地覆盖切削区，降低切削温度和减小切削力。切削液选择与使用智能切削系统01智能切削系统能够实时监测切削过程，自动调整切削参数，以实现最优的加工效果。该技术的应用可以提高加工精度和效率，降低能耗和刀具磨损。智能刀具02智能刀具具有自适应调整功能，可以根据切削状态实时调整刀具角度、切削刃半径等参数，以减小切削力和提高刀具寿命。智能传感器与机器视觉技术03利用传感器和机器视觉技术实时监测工件和刀具状态，为智能切削系统提供数据支持，实现更加精准的控制和优化。智能切削技术应用与发展案例分析与实践06切削技术采用超硬刀具、涂层刀具等新型刀具材料，优化切削参数和冷却方式，提高切削效率。变形规律研究难加工材料的切削变形规律，掌握切屑形成机理和切削力变化规律，有助于优化切削参数和提高加工质量。材料特性难加工材料通常具有高硬度、高强度、高耐磨性等特点，使得切削加工变得困难。案例一：难加工材料的切削技术技术背景随着制造业的发展，高效切削技术成为提高生产效率和降低制造成本的重要手段。技术应用采用高速切削、硬切削等高效切削技术，减少切削时间、提高加工效率、降低刀具磨损。变形规律研究高效切削条件下的切削力、切削热和切屑形成机理，为优化切削参数和刀具选择提供依据。案例二：高效切削技术应用03变形规律利用智能切削系统采集的大量数据，分析切削过程的动态变化规律