《切削加工概论》课件

切削加工概论切削加工的基本概念材料去除使用刀具从工件上切除多余的材料，以获得所需的形状和尺寸。工件固定工件被固定在机床上，以确保其在加工过程中保持稳定。刀具运动刀具相对于工件进行运动，以完成切削操作。切削加工的分类车削加工车削加工是利用车床对旋转工件进行切削加工的一种加工方法，主要用于加工各种形状的轴类零件，如圆柱体、圆锥体、阶梯轴等。铣削加工铣削加工是利用铣床对工件进行切削加工的一种加工方法，主要用于加工平面、沟槽、轮廓等形状。钻削加工钻削加工是利用钻床对工件进行切削加工的一种加工方法，主要用于加工孔，如圆孔、方孔、斜孔等。磨削加工磨削加工是利用磨床对工件进行切削加工的一种加工方法，主要用于加工表面精度和表面粗糙度要求较高的零件，如轴承、齿轮等。切削力的基本概念和分类切削力切削力是指刀具在切削过程中受到的力。切削力分类切削力可以分为三个方向：主切削力、径向切削力和背向切削力。切削力的计算1切削力公式切削力的大小取决于切削深度、进给量、切削速度、刀具材料和工件材料等因素。2影响因素切削力的大小直接影响刀具的磨损、工件表面的质量以及加工效率。3计算方法可以使用经验公式、理论公式或有限元分析等方法进行计算。切削加工常用材料1金属材料钢、铸铁、铝合金等2非金属材料塑料、木材、陶瓷等3复合材料玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等切削刀具的种类车刀用于车削加工，主要用于加工外圆、内孔、端面、螺纹等。铣刀用于铣削加工，主要用于加工平面、沟槽、齿轮、模具等。钻头用于钻孔加工，主要用于加工各种形状和尺寸的孔。铰刀用于铰孔加工，主要用于扩大和精加工钻孔。刀具材料的选择硬度刀具材料的硬度直接影响其耐磨性和切削性能。韧性韧性是指刀具材料抵抗断裂的能力，好的韧性可以避免刀具在切削过程中发生断裂。耐热性刀具材料在高温下保持其硬度和强度的能力，高温会使刀具变软，影响切削性能。耐腐蚀性刀具材料抵抗腐蚀的能力，腐蚀会降低刀具的寿命和切削性能。刀具的几何参数前角刀具前角影响切削力、切屑形成和刀具耐用性。后角刀具后角影响切削力、切屑流动和摩擦热。刃倾角刀具刃倾角影响切削力方向和切削厚度。切削速度、进给和切深的选择1切削速度影响刀具寿命和加工效率2进给量决定切削力大小和表面粗糙度3切削深度影响切削力、切削热和加工效率切削加工机床的分类普通机床结构简单，操作方便，适用于一般零件的加工，例如车床、铣床、刨床、磨床等。数控机床利用数字控制系统进行加工，具有高精度、高效率、高自动化等特点，例如CNC车床、CNC铣床等。专用机床专用于加工特定零件或完成特定加工任务的机床，例如滚齿机、插齿机等。加工工艺的选择1工件材料2加工精度3加工效率4加工成本选择合适的加工工艺需要综合考虑多种因素，包括工件材料、加工精度、加工效率和加工成本等。根据具体情况选择最优的工艺方案，才能保证加工质量和生产效率。机加工表面质量的影响因素刀具刀具的几何形状、磨损程度和材质都会影响表面质量。切削参数切削速度、进给量和切深都会影响表面粗糙度和尺寸精度。机床机床的刚性、精度和稳定性会影响加工表面的平整度和尺寸精度。工件工件的材质、硬度和表面状态都会影响加工表面的质量。机加工尺寸公差的计算公差带公差带是指允许零件尺寸变化的范围。它由基本尺寸和公差值确定。公差带可以是单边公差带，也可以是双边公差带。计算公式实际尺寸=基本尺寸±公差值。机加工表面粗糙度的测量和控制测量方法利用轮廓仪、表面粗糙度仪等设备进行测量。控制手段通过选择合适的刀具、切削参数、切削液等来控制表面粗糙度。重要性表面粗糙度直接影响零件的性能、使用寿命和外观。切屑的形成和流动切屑是工件在切削过程中被刀具切除的金属材料，它的形成和流动对切削加工过程的影响很大。切屑的形态、尺寸、流动方向等因素都会影响切削力、表面质量、刀具寿命、加工效率等。切屑的流动方式主要有以下几种：连续切屑断续切屑卷屑碎屑切削加工中的热量和温度摩擦生热刀具与工件之间的摩擦导致热量产生。温度升高切削区域的温度显著升高，影响加工质量。刀具磨损高温会导致刀具材料性能下降，加速磨损。切削液的种类和作用水基切削液水基切削液是切削液中最常见的类型。它们通常由水、乳化剂、防锈剂和其他添加剂组成。水基切削液具有良好的冷却和润滑性能，价格低廉，易于使用。但是，它们也容易滋生细菌，需要定期更换。油基切削液油基切削液通常由矿物油、植物油或合成油组成。它们具有良好的润滑性能，可以有效地防止刀具磨损。但是，油基切削液的冷却性能不如水基切削液，而且价格较高。半合成切削液半合成切削液结合了水基和油基切削液的优点，具有良好的冷却、润滑和防锈性能。它们也比油基切削液更环保。加工过程中的振动和噪音振动切削加工过程中产生的振动会影响加工精度、表面质量和刀具寿命。噪音噪音是切削加工过程中的常见问题，会导致听力损伤和工作环境恶化。切削加工的安全操作1个人防护佩戴安全眼镜、手套、耳罩等防护装备，防止切屑飞溅、噪音损伤等。2操作规范严格遵守操作规程，避免违章操作，确保安全操作。3设备维护定期维护保养机床，确保设备处于良好状态，减少安全隐患。数控加工工艺的特点自动化程度高，可实现无人化生产。加工精度高，重复性好，可实现高精度零件的批量生产。柔性化程度高，适应性强，可快速调整加工工艺，满足不同产品的生产需求。CNC机床的组成及编程技术主要组成部分CNC机床主要由数控系统、机床本体、伺服系统、刀具库等组成。编程技术CNC编程技术是使用编程语言编写指令来控制机床加工零件的过程。机械加工工艺的发展趋势自动化提高生产效率，降低人工成本，提高加工精度和质量。智能化利用人工智能、大数据等技术，提高加工效率，优化加工过程，降低能耗。数字化利用数字化技术，提高加工效率，降低成本，实现个性化定制。加工工艺的优化和改进1刀具选择选择合适的刀具可以提高切削效率和加工精度，延长刀具寿命。2切削参数优化根据材料特性和加工要求，优化切削速度、进给量和切深。3工艺路线设计合理的工艺路线可以提高加工效率，减少加工误差，降低生产成本。4工装夹具改进改进工装夹具可以提高加工精度，降低加工成本，提高加工效率。5数控加工应用数控加工可以提高加工精度，降低加工成本，提高生产效率。自动化加工系统的应用提高效率自动化系统可以24小时不间断工作，提高生产效率。提升质量自动化系统可以减少人为误差，提高产品质量的稳定性。降低成本自动化系统可以减少人工成本，降低生产成本。机加工质量检测技术尺寸测量使用卡尺、千分尺等工具测量零件的尺寸，确保符合设计要求。表面粗糙度检测利用表面粗糙度仪等设备，检测零件表面的粗糙程度，符合加工工艺标准。几何形状检测通过投影仪、三坐标测量机等设备，检测零件的几何形状是否准确，符合设计图纸。材料性能检测利用硬度计、拉力试验机等设备，检测零件的材料性能，符合材料标准。机加工中的环境保护减少废气排放使用环保型切削液，并加强废气处理系统，减少有害气体排放。降低噪音污染采用低噪音机床和设备，并采取隔音降噪措施，降低生产噪音。节约能源优化生产工艺，提高设备效率，降低能耗，减少环境负荷。废弃物处理妥善处理切屑、废液等废弃物，进行回收利用或无害化处理。机加工与绿色制造资源节约减少材料浪费，优化加工工艺，提高材料利用率。环境友好降低能源消耗，减少污染排放，采用环保材料和工艺。循环利用回收利用废弃物，延长产品寿命，减少资源消耗。行业应用案例分析切削加工广泛应用于各个行业，例如汽车制造、航空航天、电子制造、机械制造等。本部分将介绍一些典型行业应用案例，展示切削加工在不同领域中的应用场景和技术特点。未来发展方向展望智能化未来切削加工将更智能，通过数据分析、人工智能等技术提升加工效率和质量。数字化数字孪生、虚拟现实等技术将更广泛应用，实现加工过程的实时监控和优化。绿