金属切削基础知识

演讲人：日期：金属切削基础知识目录CONTENTS金属切削概述金属切削基本原理机床与夹具基础知识刀具材料与选用依据金属切削过程中的物理现象金属切削质量控制方法01金属切削概述定义金属切削是金属成形工艺中的材料去除加成形方法，通过刀具与工件的相对运动，切除多余金属获得所需形状和尺寸。特点金属切削具有高效、精确、灵活等特点，广泛应用于机械制造各个领域。定义与特点金属切削是机械制造中不可或缺的基础工艺之一，占机械制造总工时的很大比例。重要地位金属切削直接关系到零件的加工质量、生产效率和制造成本，对机械制造具有重要意义。关键作用金属切削在机械制造中的地位金属切削过程简介切削要素切削要素包括切削速度、进给量、背吃刀量（切削深度）等，它们对切削过程及切削结果有重要影响。切削运动金属切削过程是通过刀具与工件之间的相对运动来实现的，包括主运动（切削运动）和进给运动（进刀运动）。02金属切削基本原理切削方式根据工件材料、刀具类型和加工要求，选择合适的切削方式，如车削、铣削、钻削等。切削运动描述刀具相对于工件的运动，包括主运动（沿切削方向的直线运动）和进给运动（垂直于主运动的直线运动）。切削要素描述切削操作的参数，包括切削速度、进给量、切削深度等，这些参数直接影响切削效率、刀具寿命和加工质量。切削运动及切削要素刀具的几何形状，包括前角、后角、主偏角等，对切削力、切削温度和刀具寿命有重要影响。刀具角度切削过程中产生的力，包括主切削力、进给力和背向力，这些力的大小和分布影响切削过程的稳定性和效率。切削力通过调整刀具角度，可以改变切削力的方向和大小，从而优化切削过程。切削力与刀具角度的关系刀具角度与切削力关系切屑形成与排出过程切屑形成切削过程中，工件材料在刀具作用下发生塑性变形，最终断裂形成切屑。切屑类型切屑排出根据切削条件和工件材料不同，切屑可分为带状切屑、节状切屑和崩碎切屑等类型。切屑在切削过程中的及时排出对加工质量和刀具寿命至关重要，需通过合理的刀具设计、切削参数和排屑装置来实现。03机床与夹具基础知识按加工方式分类分为手动、机动、半自动和自动机床等，自动化程度越高，生产效率也越高。按自动化程度分类按精度分类分为普通机床、精密机床和高精度机床，高精度机床适用于加工精密零件。包括车床、铣床、刨床、磨床、钻床等，每种机床都有其独特的加工方式和适用范围。机床分类及功能介绍机床结构主要由床身、主轴、传动机构、进给机构、刀架和工作台等部分组成，各部分相互配合，完成工件的加工。工作原理传动方式机床结构组成及工作原理通过刀具与工件之间的相对运动，将工件上多余的材料切除，以达到图纸要求的尺寸和形状。机床的传动方式包括机械传动、液压传动、电气传动等，现代机床多采用电气和液压传动相结合的方式。夹具作用夹具是用来将工件夹紧并定位在机床上的装置，它可以保证工件在加工过程中的稳定性和精度。选用原则根据工件的形状、尺寸和加工要求来选择合适的夹具，夹具应具有夹紧可靠、操作方便、精度高等特点。常见夹具常见的夹具有卡盘、花盘、顶尖、分度头、电磁吸盘等，每种夹具都有其特定的使用范围和操作注意事项。夹具作用及选用原则04刀具材料与选用依据常见刀具材料类型及性能特点具有较高的硬度、耐磨性和热稳定性，适用于制造中等硬度的切削刀具。高速钢由难熔金属化合物和粘结剂组成，具有高硬度、高耐磨性和高热稳定性，是制造高速切削刀具的主要材料。具有硬度高、耐磨性好、热稳定性强等特点，适用于加工高硬度、高温合金等难加工材料。硬质合金具有高硬度、高耐磨性、高温稳定性和化学稳定性，适用于加工高强度、高硬度的金属材料。陶瓷刀具01020403立方氮化硼（CBN）刀具刀具选用依据和注意事项工件材料根据工件的材料类型、硬度、强度等特性，选择适合的刀具材料。加工条件考虑切削速度、进给量、切削深度等加工条件，选用能够承受相应负荷的刀具。刀具寿命在保证加工质量的前提下，尽量提高刀具的耐用度，减少换刀次数和成本。刀具形状根据加工表面的形状和精度要求，选择刀具的形状和几何参数。包括磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损等，需根据不同磨损类型采取相应的预防措施。通过实际加工情况和刀具磨损情况，评估刀具的寿命，并确定合理的换刀时间。定期对刀具进行检查、修磨和涂层处理，保持刀具的锋利度和使用寿命。通过调整切削参数，如切削速度、进给量等，降低刀具的磨损，提高加工效率和质量。刀具磨损与寿命管理策略磨损类型刀具寿命评估刀具维护切削参数优化05金属切削过程中的物理现象切削力影响因素工件材料的硬度、韧性、塑性，刀具的几何参数、切削用量，以及切削过程中的摩擦、积屑瘤等现象。切削热影响因素切削用量、工件材料、刀具材料、刀具几何参数以及切削液的使用等。切削热产生原因切削金属时，切屑剪切变形所作的功和刀具前面、后面摩擦所作的功都转变为热。切削力产生原因切削时，工件材料抵抗刀具切削产生的阻力，包括弹性变形阻力、塑性变形阻力和摩擦力。切削力与切削热产生原因分析积屑瘤控制措施合理选择切削速度，避免积屑瘤的产生；使用切削液，降低切削温度，减少积屑瘤的形成。积屑瘤形成原因在一定的切削速度范围内，切削塑性金属时，刀具前刀面靠近切削刃部位粘附的硬金属块。积屑瘤对加工的影响积屑瘤硬度很高，能代替刀刃进行切削，保护刀具；但积屑瘤不稳定，易脱落，可能导致刀具磨损加快，影响加工表面质量。积屑瘤现象及其对加工影响剖析加工硬化原因金属在塑性变形过程中，晶粒发生滑移，出现位错缠结，导致晶粒拉长、扭曲、破碎，使金属内部产生了残余应力。加工硬化预防措施合理制定加工工艺，避免过大的冷变形；采用退火处理，消除加工硬化；选用合适的刀具和切削参数，减少加工硬化的产生。加工硬化对加工的影响加工硬化能提高材料的强度和硬度，但会降低材料的塑性，增加后续加工的难度；同时，加工硬化也会增加工件的变形和开裂倾向。加工硬化现象随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标提高，但塑性、韧性有所下降。加工硬化现象及预防措施探讨06金属切削质量控制方法几何精度和尺寸精度控制技巧分享刀具选择与刃磨选用合适刀具，控制刀具磨损，保证切削刃锋利。切削参数优化合理选择切削速度、进给量和切削深度等参数。机床精度维护定期检测机床精度，确保机床自身精度符合要求。工艺流程设计制定合理工艺流程，减少加工过程中的误差积累。控制机床振动和切削力变化，减少表面波纹产生。表面波纹度合理选择切削液，控制切削温度，减轻表面硬化和残余应力。表面硬化与残余应力01020304采用合适的切削参数和刀具，提高表面光洁度。表面粗糙度优化切削参数、选用高性能刀具和切削液、提高机床刚度等。提高途径表面质量评价指标及提高途径阐述轴类零件加工分析轴类零件的加工特点，制定合理工艺方案，保