【大学课件】金属切削加工原理及设备

金属切削加工原理及设备欢迎来到金属切削加工原理及设备课程。本课程将深入探讨金属加工的核心技术，包括基本原理、设备结构和先进技术。我们将从理论到实践，全面了解这一重要的工业领域。金属切削加工的概述定义金属切削加工是通过刀具去除材料，使工件达到所需形状和精度的过程。应用领域广泛应用于机械、航空、汽车等行业，是现代制造业的基础。重要性提高生产效率，确保产品质量，推动工业技术进步。切削加工的基本原理刀具旋转刀具以高速旋转，产生切削力。材料变形金属在刀具作用下发生塑性变形。切屑形成变形的金属以切屑形式被去除。表面生成工件表面经过切削后形成新的表面。切削加工的基本参数切削深度刀具切入工件的深度，影响材料去除量。切削速度刀具相对于工件的运动速度，影响加工效率。进给量刀具每转进给的距离，影响表面质量。切削力的基本概念1主切削力切削方向的力，影响最大。2进给力与进给方向平行的力。3背向力垂直于切削面的力。切削力的合理控制对加工质量和效率至关重要。了解各分力的特点有助于优化加工参数。切削力的影响因素工件材料材料硬度和韧性直接影响切削力大小。切削参数切削深度、速度和进给量都会影响切削力。刀具几何刀具的前角、后角等参数会影响切削力。切削状态干切削或湿切削会导致切削力的变化。切削温度和润滑冷却切削温度来源主要来自塑性变形热、摩擦热和切屑变形热。温度影响高温会加速刀具磨损，影响工件表面质量。冷却方法使用切削液、最小量润滑或气体冷却等方法降温。润滑作用减少摩擦，延长刀具寿命，改善加工质量。切削速度和进给速度的选择1考虑工件材料不同材料有适合的切削速度范围。2评估刀具性能选择与刀具材料和结构匹配的参数。3权衡效率和质量高速提高效率，但可能影响表面质量。4调整进给速度根据所需表面粗糙度选择合适的进给速度。刀具结构和材料刀具结构包括刀身、刀柄和切削刃等部分，设计影响切削性能。高速钢传统刀具材料，适用于一般加工。硬质合金硬度高，耐磨性好，适用于高速切削。陶瓷刀具耐高温，适用于难加工材料的切削。刀具的几何参数和磨损形式主要几何参数前角后角主偏角刃倾角常见磨损形式前刀面磨损后刀面磨损刀尖圆弧磨损崩刃车削加工的基本知识1定义工件旋转，刀具移动进行切削的加工方法。2特点适用于加工回转体零件，如轴、套等。3加工方式包括外圆车削、内孔车削、端面车削等。4应用广泛应用于机械零件制造，如轴承、齿轮等。车床的结构和工作原理床身车床的基础，支撑其他部件。主轴箱提供工件的旋转运动。刀架安装和移动切削刀具。尾座支撑长工件，进行钻孔等操作。进给机构控制刀具的进给运动。车削工艺及常见加工方法车削工艺包括外圆车削、内孔车削、端面车削和螺纹车削等。选择合适的加工方法可以提高效率和精度。铣削加工的基本知识定义使用旋转的多刃刀具对工件进行切削的加工方法。特点可加工平面、曲面、沟槽等复杂形状。分类根据刀具轴线方向分为立铣和卧铣。优势加工效率高，可实现多面加工。铣床的结构和工作原理1工作台支撑工件，可进行平移和旋转。2立柱支撑主轴箱，提供垂直移动。3主轴箱安装主轴，驱动铣刀旋转。4进给系统控制工作台或主轴箱的移动。铣削工艺及常见加工方法平面铣削加工平面，如机床导轨。曲面铣削加工曲面，如涡轮叶片。齿轮铣削加工齿轮，如直齿轮、斜齿轮。槽铣加工各种沟槽，如键槽。钻削加工的基本知识定义使用旋转的钻头在工件上加工孔的方法。特点主要用于加工圆柱形孔，可进行盲孔和通孔加工。应用广泛应用于各种机械零件的孔加工。挑战需要控制钻头偏心、孔壁粗糙度等问题。钻床的结构和工作原理底座支撑整个钻床结构。立柱连接底座和钻头，提供高度调节。主轴箱包含电机和传动系统，驱动钻头旋转。工作台用于固定工件，可调节高度和角度。进给机构控制钻头的进给运动。钻削工艺及常见加工方法钻削工艺包括普通钻削、深孔钻削、攻丝、扩孔和钻铰复合等方法。选择合适的工艺可以提高加工效率和孔的质量。磨削加工的基本知识定义使用高速旋转的磨具对工件表面进行精加工的方法。特点可以获得高精度和良好的表面质量。应用广泛用于精密零件的最终加工。优势可加工硬质材料，实现高精度和高表面光洁度。磨床的结构和工作原理1磨头包含电机和砂轮，提供主运动。2工作台支撑工件，提供进给运动。3砂轮修整器保持砂轮的形状和锋利度。4冷却系统提供冷却液，降低加工温度。磨削工艺及常见加工方法外圆磨削加工外圆柱面，如轴类零件。平面磨削加工平面，如量具基准面。内圆磨削加工内圆柱面，如轴承内圈。无心磨削高效率加工圆柱形工件。其他切削加工方法简介拉削使用多刃拉刀加工各种复杂截面。插削加工内外花键、槽等特殊形状。珩磨精加工圆柱孔，提高表面质量。超精密加工实现纳米级精度的加工方法。夹具和量具的作用和种类夹具作用固定工件，保证加工精度和效率。常见夹具包括卡盘、夹头、虎钳、分度头等。量具作用测量工件尺寸，确保加工质量。常见量具包括卡尺、千分尺、量块、百分表等。数控加工技术概述1定义通过计算机数字控制的加工技术。2优势高精度、高效率、可重复性好。3应用领域广泛应用于航空、汽车、模具等行业。4发展趋势智能化、网络化、集成化。数控机床的组成和特点数控系统控制整个机床运动的核心。机械系统执行加工动作的机械部分。驱动系统实现各轴运动的动力来源。检测系统实时监测和反馈加工状态。数控加工编程基础G代码控制机床运动的主要指令，如G00快速定位。M代码控制机床辅助功能，如M03主轴正转。坐标系统定义工件和刀具位置的基准。刀具补偿考虑刀具尺寸的编程技巧。加工工艺优化与质量控制1工艺规划合理安排加工顺序和方法。2参数优化选择最佳的切削参数。3在线监测实时监控加工过程，及时调整。4质量检测使用先进测量设备，确保产品质量。切削加工过程的环境友好性节能技术采用高效电机和智能控制系统，降低能耗。废料回收金属切屑回收利用，减少资源浪费。绿色切削液使用生物降解切削液，减少