《金属切削技术基础培训》课件

金属切削技术基础培训课程目标掌握金属切削加工的基本知识了解金属切削加工的基本原理、工艺参数和影响因素。熟悉常用刀具的结构和选用了解刀具的材料、几何特征和成型工艺。掌握切削加工的工艺参数选择和控制了解切削速度、进给量、切削深度等参数的选择和控制方法。提高金属切削加工的质量和效率能够识别和解决常见的切削加工缺陷，提高加工效率。金属切削的基本概念金属切削是指用刀具对金属工件进行切削加工的过程，是机械制造中应用最广泛的加工方法之一。通过刀具的锋利刃口，将金属工件切削成所需的形状和尺寸。金属切削加工的关键在于选择合适的刀具、切削参数以及加工工艺，以实现高质量、高效率的加工效果。金属切削的基本参数刀具的基本构造刀头刀头是刀具最锋利的部位，负责切削金属材料。刀柄刀柄用于固定刀具，方便安装和拆卸。刀杆刀杆连接刀头和刀柄，起到支撑和传力的作用。刀具的材料1高速钢硬度高、耐磨性好，适用于高速切削。2硬质合金耐磨性更高，可承受更高的切削温度，适用于难加工材料。3陶瓷刀具耐磨性极高，但韧性较差，适用于精密加工。刀具的成型工艺1铣削主要用于加工平面、沟槽、轮廓等2车削主要用于加工轴类、盘类零件3磨削主要用于加工高精度、高光洁度表面刀具的几何特征刃倾角刃倾角影响切削力的大小和切削过程的平稳性。前角前角影响切削力的大小和切削温度。后角后角影响刀具的耐用性和切削表面的光洁度。刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径影响切削力的大小和切削表面的光洁度。切削时刀具的运动1主运动刀具旋转或直线运动，使刀具与工件接触切削。2进给运动工件或刀具沿与主运动方向垂直的方向移动，实现切削深度和切削长度。3辅助运动用于刀具进退、工件装夹等辅助操作。切削过程中产生的热量来源描述切削变形切削变形过程中，材料分子间的摩擦，产生大量的热量。刀具摩擦刀具与工件之间的摩擦，产生热量。切削液切削液的摩擦和粘度，产生热量。切削过程中产生的应力和变形1切削应力切削过程中产生的应力主要包括切削应力、挤压应力、弯曲应力。2切削变形切削变形是指工件在切削力作用下产生的形状变化，包括切削变形、塑性变形、弹性变形。切削的基本原理切削过程是材料被刀具切削后形成切屑的过程。切削力是刀具对工件施加的力，切削力的大小取决于切削参数、刀具几何形状和工件材料等因素。切削过程中产生的热量是切削力克服材料的摩擦力所做的功所产生的。切削力的计算主要切削力进给力背吃刀力切削力是切削过程中刀具所受到的阻力，主要分为主要切削力、进给力、背吃刀力。切削力的计算方法：切削力=切削系数*切削面积*切削速度。切削速度的选择材料特性不同材料的切削速度不同。硬度高的材料，切削速度要低；硬度低的材料，切削速度可以高一些。刀具类型刀具材料、几何形状和刃口形状也会影响切削速度。硬质合金刀具的切削速度一般比高速钢刀具高。加工精度加工精度越高，切削速度要低一些。因为速度太高会导致加工表面粗糙度增加。加工效率切削速度越高，加工效率就越高。但是，切削速度也不能无限提高，因为速度太高会造成刀具磨损加剧。进给量的选择进给量定义进给量是指刀具每转一圈或每分钟所移动的距离。进给量影响进给量影响切削效率、表面质量和刀具寿命。进给量选择选择合适的进给量需要考虑工件材料、刀具类型、切削速度等因素。切削深度的选择材料硬度硬度高的材料，切削深度应小，反之则可以适当增大。刀具强度刀具强度越高，切削深度可以越大，反之则需要减小。机床功率机床功率越大，切削深度可以越大，反之则需要减小。工件材料的选择1材料性能选择合适的材料要考虑其机械性能，例如强度、硬度、韧性、塑性等，以满足加工要求。2加工性不同材料的切削加工性不同，要选择易于切削、不易产生切削缺陷的材料。3成本材料成本也是选择材料的重要因素，要考虑材料的价格和加工成本的平衡。刀具的选择刀具类型选择合适的刀具类型取决于加工工件的材料、形状和尺寸。刀具材料刀具材料应具有高硬度、耐磨性、耐热性和韧性。刀具尺寸刀具尺寸应与加工工件的尺寸和形状相匹配。加工表面质量的影响因素切削参数切削速度、进给量和切削深度都会影响表面粗糙度和表面完整性。刀具磨损刀具的磨损会导致切削刃的钝化，从而影响表面质量。工件材料材料的硬度、韧性、可加工性等都会影响表面质量。切削液切削液可以降低切削温度，减少刀具磨损，提高表面质量。常见切削缺陷及成因分析刀具磨损刀具磨损会导致切削刃变钝，造成加工表面粗糙度增加，甚至产生毛刺或崩刃。切削速度过高切削速度过高会导致切削温度升高，造成工件表面烧伤或产生裂纹。进给量过大进给量过大会导致切削力增大，造成工件表面出现凹坑或毛刺。切削深度过深切削深度过深会导致切削力增大，造成工件表面出现凹坑或毛刺，甚至发生断刀。切削液的作用和选用1冷却降低切削温度，防止工件和刀具过热变形。2润滑减少切削摩擦，降低切削阻力，延长刀具寿命。3清洗带走切屑和磨屑，防止切屑粘附在刀具和工件表面，提高加工精度和表面质量。夹具的作用和选择定位和夹紧确保工件在加工过程中保持稳定，防止工件移动，保证加工精度。提高效率减少工件装夹时间，提高加工效率。保证安全防止工件在加工过程中飞出，保障操作人员安全。切削参数对加工精度的影响切削参数加工精度影响切削速度速度过高会导致刀具磨损加剧，降低表面光洁度和尺寸精度；速度过低会导致加工效率降低。进给量进给量过大会导致表面粗糙度增加，尺寸精度降低；进给量过小会导致加工效率降低。切削深度切削深度过大会导致刀具磨损加剧，尺寸精度降低；切削深度过小会导致加工效率降低。切削参数对加工效率的影响1切削速度提高切削速度可以提升生产效率，但需注意刀具寿命。2进给量增大进给量可提高加工效率，但会导致表面粗糙度增大。3切削深度合理的切削深度可以平衡效率和加工质量。切削参数优化的方法1实验设计法通过设计实验，分析不同参数对加工质量和效率的影响。2响应面法利用数学模型，预测参数变化对响应变量的影响，寻找最佳参数组合。3遗传算法模拟生物进化过程，通过迭代优化，寻找全局最优参数组合。数控加工的基本原理数字指令控制数控机床通过数字指令来控制加工过程，包括刀具路径、进给速度、切削深度等。精确加工数控机床能够实现高精度加工，满足现代制造业对产品质量和一致性的要求。自动化操作数控机床能够实现自动化操作，提高生产效率，降低人工成本。数控加工的编程技术G代码控制机床运动和辅助功能。M代码控制机床的辅助功能，例如刀具更换和冷却液。程序结构程序块、程序段和程序行。数控加工的夹具和周边设备1夹具确保工件在加工过程中的准确位置和固定，提高加工精度和效率。2周边设备包括冷却系统、切削液供应系统、自动换刀装置等，辅助数控机床完成加工任务。3安全防护安全防护设备，例如护罩、围栏等，保障操作人员的安全。数控加工的误差分析尺寸误差加工过程中产生的尺寸误差，包括尺寸偏差和尺寸公差。形状误差加工过程中产生的形状误差，包括圆度误差、直线度误差、平面度误差等。位置误差加工过程中产生的位置误差，包括孔的中心位置误差、端面位置误差等。课程总结金属切削技术重要性金属切削技术在机械制造业中发挥着至关重要的作用，是制造精密零件和复