《精密切削工具与课件》课件

课程简介课程目标本课程旨在帮助学生深入了解精密切削工具和加工工艺，并掌握相关知识和技能，为实际生产和科研工作奠定基础。内容概述学习目标1掌握切削工具的分类、结构、材料、涂层2了解切削液的作用、种类和应用3熟悉切削工艺的基本知识，包括加工表面粗糙度、刀具磨损机理、刀具寿命掌握数控机床的基本结构、编程方法和操作5具备一定的机床故障诊断和维护保养能力切削工具分类按加工方法分车削刀具铣削刀具钻削刀具镗削刀具铰削刀具磨削刀具拉削刀具滚刀按刀具材料分高速钢刀具硬质合金刀具陶瓷刀具CBN刀具PCD刀具切削工具组成结构刀柄连接刀具与机床，传递切削力，保证刀具的安装精度。刀体固定刀片，提供刀具的主要尺寸和形状。刀片直接进行切削加工，是刀具最主要的部分。刀具几何参数前角影响切削力、切削温度和刀具耐用度。后角影响切削力和切削表面光洁度。刃倾角影响切削力和切削温度，可提高切削效率。刀尖圆弧半径影响切削表面光洁度和刀具耐用度。刀具材料高速钢具有较高的硬度和耐热性，但耐磨性较差。硬质合金具有高硬度、耐磨性、耐热性，但脆性较大。陶瓷具有极高的硬度、耐磨性，但耐热性差，脆性大。CBN和PCD具有超高的硬度和耐磨性，可用于加工高硬度材料。刀具涂层涂层作用提高刀具耐磨性、耐热性、耐腐蚀性，延长刀具寿命，改善加工表面质量。常见涂层TiN涂层TiAlN涂层DLC涂层CrN涂层切削液的作用冷却刀具润滑切削区带走切屑防止刀具粘结保护加工表面切削液种类水基切削液以水为主要成分，加入各种添加剂，具有冷却、润滑、防锈等功能。油基切削液以矿物油为主要成分，具有良好的润滑性能，但冷却效果较差。合成切削液以合成油为主要成分，具有优异的冷却、润滑、防锈性能。切削液应用注意事项选择合适的切削液控制切削液的浓度定期更换切削液确保切削液的清洁注意安全操作切削工艺的基本知识1切削速度2切削深度3进给量4切削力5切削温度加工表面粗糙度定义指加工表面微观几何形状的偏差程度，反映表面质量。影响因素切削工具切削参数机床精度工件材料表面粗糙度测量方法接触式测量使用轮廓仪、表面粗糙度仪等设备，直接接触表面进行测量。非接触式测量使用光学干涉仪、原子力显微镜等设备，不直接接触表面进行测量。刀具磨损机理机械磨损切削过程中的机械摩擦导致刀具刃口磨损。化学磨损切削温度过高导致刀具材料与工件材料发生化学反应而磨损。热疲劳磨损切削温度过高导致刀具材料发生热疲劳而破裂。刀具磨损形式刃口磨损刀具刃口因机械磨损而变钝。崩刃刀具刃口因切削力过大而崩裂。磨损刀具表面因摩擦而产生磨损。刀具寿命定义刀具在加工过程中，从开始使用到其性能下降到一定程度时所加工的工件数量或加工时间。影响因素刀具材料刀具几何参数切削参数切削液工件材料刀具可靠性定义刀具在规定的条件下，在规定的时间内完成预期功能的概率。影响因素刀具设计刀具制造工艺刀具使用环境刀具维护保养刀具保养清洁刀具检查刀具磨损情况磨削刀具存放刀具数控机床的发展120世纪50年代第一台数控机床诞生220世纪60年代数控机床开始应用于工业生产320世纪70年代数控机床技术迅速发展420世纪80年代数控机床普及应用520世纪90年代数控机床向智能化发展621世纪数控机床成为现代制造业的核心装备数控机床类型数控铣床用于加工各种平面、曲面、沟槽等形状。数控车床用于加工各种轴类、盘类零件。数控加工中心集铣削、钻削、镗削、攻丝等功能于一体。数控磨床用于加工各种高精度零件。数控机床结构组成机床本体包括床身、立柱、工作台、主轴箱等。数控系统控制机床的运动和加工过程。伺服系统执行数控系统的指令，驱动机床运动。传动系统传递运动和动力。程序编写基础编程语言G代码是数控机床编程常用的语言。编程软件常用的编程软件有：UG、Mastercam、Pro/E等。G代码基本命令1G00：快速定位2G01：直线插补3G02、G03：圆弧插补4G90：绝对坐标编程5G91：增量坐标编程6M30：程序结束编程坐标系机床坐标系以机床的固定点为原点，X轴、Y轴、Z轴相互垂直。工件坐标系以工件的固定点为原点，X轴、Y轴、Z轴相互垂直。加工中心编程步骤确定加工路径选择刀具编写程序模拟加工调试程序正式加工编程实例一N10G90G00X0Y0Z100N20G01Z0F100N30G01X50F100N40G01Y50F100N50G01Z100F100N60G00X0Y0Z100M30编程实例二N10G90G00X0Y0Z100N20G01Z0F100N30G02X50Y50I50J0F100N40G01Z100F100N50G00X0Y0Z100M30编程实例三N10G90G00X0Y0Z100N20G01Z0F100N30G01X50F100N40G01Y50F100N50G01X0F100N60G01Y0F100N70G01Z100F100N80G00X0Y0Z100M30数控车床编程基础编程指令G代码和M代码编程步骤确定加工路径、选择刀具、编写程序、模拟加工、调试程序、正式加工数控车床编程实例N10G90G00X0Z0N20G01X50F100N30G01Z10F100N40G01X0F100N50G01Z0F100N60G00X0Z0M30复合加工编程示例N10G90G00X0Y0Z100N20G01Z0F100N30G01X50F100N40G01Y50F100N50G01Z100F100N60G00X0Y0Z100N70M06T1N80G01Z0F100N90G01X25F100N100G01Z10F100N110G01X0F100N120G01Z0F100N130G00X0Y0Z100M30机床常见故障机械故障电气故障液压故障控制系统故障机床故障诊断观察法观察机床运行状况，判断故障现象。听觉法听机床的声音，判断故障部位。触觉法触摸机床温度，判断故障原因。仪表法使用仪表测量数据，判断故障部位。机床维护保养定期清洁机床检查机床润滑油检查机床零部件保养数控系统定期校准机床刀具后处理功能将编程软件生成的刀具路径数据转换成数控机床可以识别的代码。重要性保证刀具路径的准确性，提高加工效率和精度。刀具管理系统功能管理刀具库存、刀具使用记录、刀具磨损记录等信息。作用提高刀具利用率，降低生产成本。机床数控系统作用控制机床的运动和加工过程，实现自动化生产。功能程序存储和解释运动控制数据处理人机交互精密加工工艺案例案例一：汽车发动机零件加工案例二：航空发动机叶片加工案例三：精密医疗器械加工精密加工工艺要点1选择合适的切削工具2控制切削参数3保证机床精度4严格控制加工环境5加强质量检验精密加工实操技能刀具选择与使用尺寸测量与控制数控编程与操作机床调试与故障排除精密加工实践环节项目准备方案