圆锥切削加工课件

圆锥切削加工圆锥切削加工是一种常见的加工方法，用于创建锥形零件。此过程涉及使用专用刀具，通过旋转和移动刀具来去除材料。绪论11.引言圆锥切削加工在机械制造中广泛应用，它能加工出形状复杂的圆锥表面。22.重要性掌握圆锥切削加工理论和实践对提高加工效率和质量至关重要。33.目标本课件旨在介绍圆锥切削加工的基本原理、技术和应用。44.内容概述课件涵盖圆锥切削加工的理论基础、加工方法和典型案例。切削原理切削接触刀具与工件之间的相互作用，产生切削力，切削材料，形成切屑。切削过程刀具的运动与工件的相对运动，形成切削区域，切削材料被分离，形成切屑。切削力切削过程中产生的力，包括主切削力、背切削力、径向切削力等，影响切削效率和加工质量。刀具几何参数刀具几何参数决定刀具的切削性能，对加工精度和表面质量有重大影响。例如，刀具前角决定切削刃的锐利程度，影响切削阻力和切削温度，进而影响加工效率和表面质量。刀具后角影响刀具的磨损速度，后角越大，磨损越快，但切削阻力也越小。刀具刃倾角影响切屑的流动方向，进而影响切屑的形状和切削过程的稳定性。断屑平面断屑平面是刀具上形成切屑的表面。它由主切削刃和副切削刃以及切削刃与刀具前角所决定的倾斜角度组成。断屑平面的形状和位置会影响切屑的形状、尺寸和流动方向，进而影响切削力、切削温度和刀具寿命。切削力分析切削力是指工件在切削过程中受到的力，它直接影响着加工过程的稳定性和加工质量。切削力的方向和大小取决于切削参数、刀具几何参数、工件材料和切削液等因素。切削力可分为三个分力：切削力、径向力、背向力。切削力是指沿切削方向的力，它使工件产生切削运动；径向力是指垂直于切削方向的力，它使刀具产生径向运动；背向力是指垂直于切削平面且指向刀具后方的力，它使刀具产生背向运动。1切削力主要影响切削深度和进给量2径向力会引起刀具的径向振动3背向力影响切削力的平衡和刀具的稳定性切削温度切削温度影响因素控制措施切削速度速度越高，温度越高选择合适的切削速度切削深度深度越大，温度越高合理选择切削深度进给量进给量越大，温度越高控制进给量刀具材料刀具材料不同，温度不同选择合适的刀具材料切削液切削液可以降低温度使用合适的切削液刀具磨损磨损类型刀具磨损主要分为三种：刃磨损、侧磨损和后刀面磨损。刃磨损是刀具最常见的磨损形式，会降低加工精度和表面质量。影响因素切削速度、切削深度、进给量、切削液和工件材料都会影响刀具磨损。正确选择切削参数和切削液可以有效延长刀具寿命。加工精度与表面质量精度圆锥切削加工精度取决于刀具、工件、设备和工艺参数。表面质量表面质量取决于切削速度、进给量和切削液。测量使用卡尺、百分表等测量工具检测精度和表面质量。切削液冷却降低切削温度，防止工件和刀具过热变形，延长刀具寿命。润滑降低切削摩擦系数，减少切削阻力，提高切削效率。排屑带走切屑，防止切屑堆积在切削区域，影响切削质量。防锈防止工件和刀具在加工过程中生锈。圆锥车床结构圆锥车床是一种专门用于加工圆锥面的机床，其结构主要由床身、主轴箱、进给箱、尾座、刀架、电气控制系统等组成。床身是圆锥车床的主体，它支撑着其他部件，并提供加工工件的平台。主轴箱是圆锥车床的核心部件，它负责驱动主轴旋转，并提供主轴的转速和进给量控制。进给箱是用于控制刀架沿轴向和径向进给的部件。尾座是用于支撑长工件的部件，它可以根据需要移动到不同的位置。刀架是安装刀具的部件，它可以沿着不同的方向移动，以实现不同的切削加工。电气控制系统是用于控制圆锥车床运行的系统，它包括各种开关、按钮、控制器等。三轴坐标系X轴X轴代表圆锥车床主轴的旋转方向，是圆锥车床的水平轴线。Y轴Y轴垂直于X轴，代表圆锥车床主轴的移动方向，是圆锥车床的垂直轴线。Z轴Z轴垂直于X轴和Y轴，代表圆锥车床刀架的移动方向，是圆锥车床的深度轴线。基本运动形式主轴旋转运动主轴旋转运动是圆锥车床最基本的运动形式。主轴的旋转带动工件旋转，从而实现圆锥面的加工。刀具进给运动刀具进给运动是指刀具沿圆锥面的轴向或径向运动，切削工件材料，形成圆锥面形状。辅助运动辅助运动包括刀架移动、工件夹紧、切削液供给等，辅助圆锥车床的加工过程，提高加工效率和精度。刀具定位刀具长度定位精确控制刀具伸出长度，保证加工精度和刀具安全。刀具中心高度定位确保刀具中心高度与工件中心一致，实现圆锥形工件的准确加工。刀具倾斜角度定位根据工件的圆锥角度，调整刀具倾斜角度，实现精确的圆锥形表面加工。切削用量参数参数说明影响因素切削速度(Vc)刀具每分钟切削的长度材料、刀具、切削液、工件形状进给量(f)刀具每转进给的距离工件材料、刀具类型、切削速度切削深度(ap)刀具切入工件的深度工件形状、加工精度要求圆锥车床操作1准备阶段检查车床，确保安全并清理工作台面。准备车刀、工件以及所需的工具，并将车床调试至合适的工作状态。2加工阶段将工件装夹到车床上，并进行粗加工。然后进行精加工，确保尺寸精度和表面质量符合要求。最后进行尺寸测量，确保符合图纸要求。3收尾阶段将工件从车床上下下来，并进行最后的检验。清理工作台面，整理工具，确保车床处于安全状态，以备下次使用。圆锥车床加工工艺圆锥车床加工工艺是利用圆锥车床加工圆锥形工件的工艺流程。包括工件装夹、刀具选择、切削参数设置、切削过程控制、工件测量等步骤。1工件准备选择合适的工件材料和尺寸2刀具选择根据工件材质、尺寸和精度选择合适的刀具3参数设置设置切削速度、进给量和切削深度等参数4切削加工按照设定的参数进行切削加工，并控制切削过程5工件检验对加工后的工件进行尺寸和精度检验外圆圆锥面车削1工件安装将工件固定在车床主轴上，确保工件中心线与车床主轴中心线重合。2刀具选择选择合适的车刀，并调整刀具角度，使刀刃与工件表面形成正确的切削角度。3切削操作根据工件尺寸和加工要求，设定车床进给量、切削深度和切削速度。4表面质量车削完成后，检查表面光洁度和尺寸精度，确保满足加工要求。外圆圆锥面车削是一种常见的车削加工工艺，用于加工圆柱形工件的外表面圆锥形部分。在车削过程中，车刀沿着圆锥形轨迹移动，形成所需的圆锥形表面。内圆圆锥面车削1选择合适的刀具内圆车刀或内圆车刀组2确定加工参数切削速度、进给量、切深3调整车床设置车刀角度和圆锥度4进行车削缓慢进给，确保加工精度5检查质量测量尺寸和表面质量内圆圆锥面车削需要使用特殊的刀具和加工方法，并注意控制刀具的角度和圆锥度，才能达到加工精度和表面质量的要求。端面圆锥面车削1确定加工尺寸确定圆锥面半径和锥角2刀具选择选择合适的车刀3定位刀具将刀具定位在车床中心4设置车削参数调整车削速度和进给量端面圆锥面车削是加工圆锥形的工件端面。车床中心位置是加工的关键，需要根据实际情况精确调整。切削速度和进给量影响加工效率和表面质量。圆锥螺纹车削1螺纹尺寸选择正确的螺纹尺寸，包括直径、螺距和螺纹类型。例如，公制螺纹、英制螺纹等。2刀具选择选择适合螺纹尺寸的刀具，包括刀具形状、刀具角度和刀具材料。3车削过程根据刀具参数设置车削参数，包括进给量、切削速度和切削深度，并进行车削操作。4检验用螺纹规或其他测量工具检查车削后的螺纹尺寸是否符合要求。圆锥孔加工选择合适的刀具根据孔的尺寸、精度、表面粗糙度等要求选择合适的刀具。可以使用圆锥刀具、钻头、铰刀等，并确保刀具尺寸与孔的尺寸匹配。设定切削参数根据材料特性、刀具类型、加工精度要求等设定合理的切削参数，例如切削速度、进给量、切深等。进行试切在正式加工前进行试切，观察切削过程，调整切削参数，确保加工过程稳定、安全，并达到预期效果。加工孔根据加工工艺要求选择合适的加工方法，例如钻孔、铰孔、扩孔等。加工过程中应注意控制刀具的切削方向，避免产生过大的切削力。检验孔加工完成后进行检验，测量孔的尺寸、精度和表面粗糙度等，确保加工质量符合要求。圆锥曲面加工1数控加工中心数控加工中心是圆锥曲面加工的常见方法，可以实现复杂曲面形状的精确加工。数控编程可以实现曲面轮廓的准确定义和控制，并通过刀具的轨迹运动进行加工。2五轴联动加工五轴联动加工中心可以实现对圆锥曲面的多角度加工，通过刀具角度的灵活调整，可以实现曲面轮廓的完整加工。3专用加工设备一些专用加工设备，例如专用圆锥曲面铣床或车床，可以专门用于加工特定类型的圆锥曲面，例如抛物面、双曲线面等。圆锥滚花滚花刀具圆锥滚花刀具用于在圆锥表面形成花纹，主要用于提高表面摩擦系数，防止松动。加工工艺滚花加工通常在车床上进行，通过滚花刀具的旋转运动，在工件表面形成滚花纹路。圆锥表面粗糙度圆锥表面粗糙度是指圆锥表面微观几何形状的特征，是衡量表面加工质量的重要指标之一。圆锥表面粗糙度主要受切削加工参数影响，如切削速度、进给量和切削深度等。RaRa平均粗糙度RzRz十点平均粗糙度RyRy轮廓峰谷高度RtRt最大轮廓高度圆锥表面精度圆锥表面精度是指圆锥形零件表面形状的准确程度，影响零件的配合精度和使用性能。圆锥表面精度受加工方法、切削参数、刀具磨损等因素影响。圆锥表面精度可分为形状精度和尺寸精度，形状精度指圆锥形表面的形状是否符合设计要求，尺寸精度指圆锥形表面的尺寸误差。圆锥表面精度可以通过测量方法进行检测，常用的测量方法包括投影仪测量法、三坐标测量机测量法等。常见问题与注意事项圆锥切削加工需要注意刀具的锋利程度、切削液的选择，以及工件的夹紧方式。切削过程中要控制好切削速度、进给量和深度，防止刀具崩刃或工件变形。圆锥车床加工中，要注意工件的装夹精度，以及加工过程中刀具的回转中心与工件回转中心的对中精度。加工后需要对工件进行测量，检查尺寸精度和表面质量是否合格。在进行圆锥加工时，还要注意安全事项，避免意外发生。例如，操作圆锥车床前要仔细检查机器设备，确保安全，操作过程中要集中精力，避免操作失误。典型案例圆锥切削加工应用广泛，在机械制造、航空航天、汽车制造等领域发挥重要作用。例如，圆锥齿轮的制作、发动机活塞的加工以及航空发动机的圆锥形零件等都需要用到圆锥切削加工技术。圆锥切削加工的精度和表面质量直接影响产品的性能和寿命，因此需要选择合适的刀具、切削参数和工艺方法才能实现高精度、高质量的加工。课后练习理论练习完成课本中的相关习题，并思考圆锥切削加工的原理和应用。计算切削力的大小分析刀具磨损的影响因素设计圆锥车床的加工工艺实践练习利用圆锥车床进