2024年度金属切削原理与刀具教学课件电子教案全套课件

金属切削原理与刀具教学课件电子教案全套课件12024/3/24CATALOGUE目录金属切削基本原理金属切削过程及控制刀具材料及其选用金属切削机床与夹具设计基础数控加工技术基础现代制造技术发展趋势与挑战22024/3/2401金属切削基本原理32024/3/2403切削用量选择根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素，合理选择切削用量，以达到高效、高质量的加工效果。01切削运动是指刀具与工件之间的相对运动，包括主运动、进给运动和合成切削运动。02切削要素包括切削速度、进给量、切削深度等，这些要素直接影响切削效率和加工质量。切削运动与切削要素42024/3/24包括前角、后角、主偏角、副偏角等，这些角度对切削力、切削热、刀具耐用度等有着重要影响。刀具几何角度刀具材料选择刀具结构选择根据工件材料和加工要求，选择合适的刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶瓷等。根据加工需求和机床条件，选择合理的刀具结构，如整体式、焊接式、机夹式等。030201刀具几何角度及选择52024/3/24切削力是指切削过程中刀具与工件之间的相互作用力，包括主切削力、进给力、背向力等。切削热切削过程中产生的热量，主要来源于切屑变形和刀具与工件之间的摩擦。切削温度是指切削区域的温度，对刀具磨损和加工质量有着重要影响。切削力、切削热与切削温度62024/3/24是指刀具在切削过程中逐渐失去其锋利性的现象，包括前刀面磨损、后刀面磨损等。刀具磨损是指刀具在切削过程中保持其锋利性的能力，与刀具材料、几何角度、切削用量等因素有关。刀具耐用度根据刀具磨损情况，及时进行重磨或更换，以保证加工质量和效率。刀具重磨与更换刀具磨损与耐用度72024/3/2402金属切削过程及控制82024/3/24切屑形成过程及控制方法切屑形成过程切削层金属在刀具作用下，经过弹性变形、塑性变形、挤裂和切离等阶段而形成切屑的过程。控制方法通过合理选择切削用量、刀具几何参数和切削液等，可控制切屑的形成和排出，以获得良好的切削过程和加工表面质量。92024/3/24产生原因切削过程中，切屑与刀具前刀面在一定温度和压力作用下产生粘结，形成积屑瘤。影响积屑瘤的存在会改变刀具的实际前角，影响切削力、切削热和加工表面质量。同时，积屑瘤的不稳定性会导致切削过程的波动，影响加工精度和刀具寿命。积屑瘤产生原因及影响102024/3/24切削力随切削用量的变化而变化，一般随切削深度的增加而增大，随进给量的增加而减小，随切削速度的提高而降低。切削力的大小受工件材料、刀具材料、刀具几何参数、切削用量和切削液等因素的影响。切削力变化规律及其影响因素影响因素变化规律112024/3/24切削过程中产生的热量通过切屑、工件、刀具和周围介质等传导出去。切削热传导切削区域的温度分布不均匀，最高温度出现在刀尖附近，且随切削用量的增加而升高。同时，切削热对刀具磨损和工件加工精度也有重要影响。温度分布特点切削热传导和温度分布特点122024/3/2403刀具材料及其选用132024/3/24陶瓷具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性和低摩擦系数，但脆性较大。硬质合金由难熔金属的硬质化合物和粘结剂组成，硬度极高，耐磨性好，但韧性较差。高速钢具有高硬度、高耐磨性和高韧性，能够承受高速切削时产生的高温。碳素工具钢硬度高，耐磨性好，但耐热性较差，易于淬火和回火。合金工具钢在碳素工具钢的基础上加入合金元素，提高了硬度和耐磨性，同时增强了韧性和耐热性。常见刀具材料类型及性能特点142024/3/24刀具材料选用原则和方法根据被加工材料的物理机械性能、切削用量和切削条件等选择刀具材料。考虑刀具的制造、刃磨和热处理等工艺性能。在满足使用性能和工艺性能的前提下，尽量选择价格较低的刀具材料。要考虑刀具材料与机床、夹具等工艺系统的匹配性。使用性能原则工艺性能原则经济性原则匹配性原则152024/3/24如金刚石、立方氮化硼等，具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速、高精度切削。超硬材料利用纳米技术制造的刀具材料，具有优异的力学性能和热稳定性。纳米材料由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有优异的综合性能。复合材料能够感知切削过程中的变化并作出相应调整的刀具材料，如自适应刀具等。智能材料新型刀具材料发展趋势162024/3/2404金属切削机床与夹具设计基础172024/3/24机床类型包括车床、铣床、钻床、磨床等，每种机床都有其特定的加工范围和应用领域。结构特点金属切削机床一般由床身、主轴箱、进给机构、工作台等部分组成，具有刚度好、精度高、稳定性强等特点。金属切削机床类型及结构特点182024/3/24在金属切削加工中，夹具用于定位和夹紧工件，保证加工精度和效率。夹具作用夹具设计应遵循定位准确、夹紧可靠、操作简便等原则，同时考虑工件形状、加工要求等因素。设计原理包括确定定位基准、选择定位元件、设计夹紧机构等步骤，需结合具体加工需求进行针对性设计。设计方法夹具设计基本原理和方法192024/3/24轴类零件加工夹具盘类零件加工夹具箱体类零件加工夹具齿轮类零件加工夹具典型零件加工用夹具设计实例分析针对轴类零件的加工特点，设计专用夹具实现高效、高精度加工。针对箱体类零件的结构特点，设计专用夹具实现复杂形状的高效加工。针对盘类零件的加工需求，设计专用夹具以满足定位和夹紧要求。针对齿轮类零件的加工精度要求，设计专用夹具以保证齿轮的加工质量和效率。202024/3/2405数控加工技术基础212024/3/24数控加工技术发展历程回顾数控加工技术的发展历史，介绍各阶段的主要特点和标志性成果。数控加工技术发展趋势分析当前数控加工技术的发展趋势，探讨未来可能的发展方向和挑战。数控加工技术定义及特点阐述数控加工技术的基本概念、主要特点以及在制造业中的重要地位。数控加工技术概述及发展趋势222024/3/24解释数控编程的定义、目的和任务，以及数控编程在数控加工中的重要性。数控编程基本概念介绍数控编程的基本元素，包括坐标系、程序结构、指令代码等。数控编程基础知识详细讲解手工编程和自动编程两种方法，比较各自的优缺点及适用范围。数控编程方法数控编程基础知识和方法232024/3/24数控加工工艺概述阐述数控加工工艺的基本概念、目的和任务，以及工艺规划在数控加工中的重要性。数控加工工艺规划详细介绍工艺规划的基本步骤，包括零件分析、工艺路线设计、切削用量选择等。数控加工实施过程详细讲解数控加工的实施过程，包括程序调试、机床操作、加工监控等步骤。同时强调安全操作规程和注意事项，确保加工过程的顺利进行。数控加工工艺规划及实施过程242024/3/2406现代制造技术发展趋势与挑战252024/3/24数字化制造是现代制造技术的重要发展方向，通过数字化技术实现制造过程的自动化、智能化和高效化。数字化制造智能制造是未来制造业的发展方向，通过集成先进制造技术、信息技术和智能技术，实现制造过程的智能化和自适应化。智能制造绿色制造是制造业可持续发展的重要保障，通过采用环保材料、优化生产工艺和加强废弃物回收等方式，降低制造过程对环境的影响。绿色制造现代制造技术发展趋势分析262024/3/24切削过程自适应控制通过实时监测切削过程中的力、热、振动等信号，实现切削参数的自适应调整，保证切削过程的稳定性和高效性。智能化刀具管理采用物联网、云计算等技术，对刀具进行智能化管理，实现刀具寿命预测、故障诊断和远程监控等功能。智能化切削工艺规划利用人工智能、大数据等技术，对切削工艺进行智能化规划和优化，提高切削效率和加工质量。智能制造技术在金属切削领域应用前景探讨272024/3/24提高金属切削加工效率和质量途径采用先进切削技术，如高速切削、超声振动切削、激光辅助切削等，进一步提