金屬切削過程基本知識課件

金屬切削過程基本知識課件金屬切削過程簡介金屬切削的主要參數(shù)金屬切削過程的物理現(xiàn)象金屬切削過程的優(yōu)化與控制金屬切削過程的應用與發(fā)展趨勢目錄01金屬切削過程簡介金屬切削定義金屬切削是將原材料轉化為所需形狀和尺寸的過程，通過刀具對金屬施加切削力，去除多余的金屬材料。切削運動切削運動是指刀具與工件之間的相對運動，包括主運動和進給運動。主運動是刀具切入工件的主要運動，進給運動是刀具沿切削方向移動，使切屑不斷被切除。金屬切削的定義車削是指利用車床去除金屬材料的加工方法，可以加工各種旋轉體零件，如軸、盤、套等。車削銑削鉆削磨削銑削是指利用銑床去除金屬材料的加工方法，可以加工平面、溝槽、齒輪等復雜形狀的零件。鉆削是指利用鉆床在工件上鉆孔的加工方法，可以加工各種孔徑的孔。磨削是指利用磨床去除金屬材料的加工方法，可以加工各種高精度、高光潔度的零件。金屬切削的分類切屑形成在切削過程中，刀具與工件之間的摩擦力將工件表面層材料剪切下來形成切屑。切屑的形成與刀具前角、工件材料硬度等因素有關。切削力切削力是指刀具在切削過程中所受到的力，主要由工件材料抵抗剪切變形的能力決定。切削力的方向和大小對切削過程和刀具壽命有重要影響。切削熱切削熱是指切削過程中因摩擦和剪切變形而產(chǎn)生的熱量，主要通過切屑和工件傳遞給刀具。切削熱對刀具磨損和工件加工質量有較大影響。金屬切削的原理02金屬切削的主要參數(shù)切削速度是指刀具切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度，是描述切削過程的重要參數(shù)之一。切削速度對切削溫度、切削力和切削表面質量有很大影響，過高或過低的切削速度都會導致刀具磨損加劇或工件表面質量下降。選擇合適的切削速度可以有效提高切削效率和加工質量，減少刀具磨損和加工成本。切削速度進給量是指刀具在單位時間內對工件切削層的切入量，是影響切削效率和加工表面質量的重要參數(shù)。進給量的大小直接影響切削厚度、切削寬度和切削面積，進而影響切削力、切削溫度和加工表面質量。選擇適當?shù)倪M給量可以提高加工效率，降低刀具磨損和加工成本，同時保證加工表面質量。進給量03選擇合適的切削深度可以有效降低刀具磨損和加工成本，提高加工效率和表面質量。01切削深度是指刀具切削刃在工件上切下的高度，即被加工表面的去除量。02切削深度的大小直接影響切削力、切削扭矩和刀具的受力狀態(tài)，進而影響刀具壽命和加工表面質量。切削深度刀具角度是指刀具切削刃相對于工件表面的夾角，包括前角、后角、主偏角、副偏角等。刀具角度對切削力、切削溫度、切削刃強度和加工表面質量都有重要影響。選擇合適的刀具角度可以有效提高切削效率和加工質量，降低刀具磨損和加工成本。刀具角度123刀具材料是影響金屬切削加工效率和加工質量的決定性因素之一。常用的刀具材料包括高速鋼、硬質合金、陶瓷和超硬材料等。選擇合適的刀具材料可以提高切削效率和加工質量，降低刀具磨損和加工成本。刀具材料03金屬切削過程的物理現(xiàn)象切屑的形成切削過程中，刀具對金屬施加壓力，使金屬發(fā)生彈性變形、塑性變形和斷裂，形成切屑。切屑的形狀、大小和卷曲程度取決于切削條件和工件材料。切屑控制通過選擇合適的切削速度、進給量和刀具角度，可以控制切屑的生成和排出，提高加工效率。切屑的形成與控制切削過程中，刀具與工件之間的相互作用力，包括前刀面上的摩擦力和剪切力。切削力的大小直接影響切削熱和切削溫度。切削力的產(chǎn)生切削力的大小和方向影響工件的加工精度、刀具的磨損和破損，以及機床的振動和噪聲。切削力的影響切削力的產(chǎn)生與影響切削過程中，由于刀具與工件之間的摩擦和剪切作用，產(chǎn)生大量的熱量。這些熱量使切屑、刀具和工件溫度升高。切削熱通過切屑、刀具和工件傳遞出去。傳熱的方式包括熱傳導、熱對流和熱輻射。選擇合適的冷卻方法可以降低切削溫度，提高加工質量。切削熱產(chǎn)生與傳遞切削熱的傳遞切削熱的產(chǎn)生切削過程中，刀具的前刀面和后刀面與切屑和工件發(fā)生摩擦，導致刀具磨損。刀具磨損會影響切削力和切削熱，降低加工精度和表面質量。刀具磨損在切削過程中，由于過大的切削力或熱量、不合理的刀具幾何參數(shù)或使用不合適的切削參數(shù)，可能導致刀具破損，如崩刃、裂紋或卷曲。刀具破損不僅影響加工質量，還可能對操作者造成傷害。因此，選擇合適的刀具、合理使用切削參數(shù)以及定期更換刀具是提高加工效率和保證安全的重要措施。刀具破損刀具磨損與破損04金屬切削過程的優(yōu)化與控制根據(jù)切削液的成分和用途，可以分為油基切削液和水基切削液兩大類。油基切削液以礦物油為主，具有良好的潤滑性能；水基切削液以水和乳化劑為主要成分，具有較好的冷卻性能。切削液在金屬切削過程中主要起到潤滑、冷卻、清洗和防銹的作用。通過潤滑作用，減小切削過程中的摩擦，降低切削力；通過冷卻作用，將切削熱快速帶走，防止工件熱變形；通過清洗作用，將切屑和雜質沖洗干凈，保持切削過程的順利進行；通過防銹作用，保護工件和刀具不受腐蝕。根據(jù)不同的切削條件和要求，選擇合適的切削液。對于粗加工和斷續(xù)切削，應選用潤滑性能好的切削液；對于精加工和連續(xù)切削，應選用冷卻性能好的切削液。此外，還要考慮切削液的穩(wěn)定性、對環(huán)境的友好性以及對人體的安全性等因素。切削液的種類與特性切削液的作用切削液的選用原則切削液的選擇與應用刀具的幾何參數(shù)包括前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角等。這些參數(shù)直接影響切削過程中的切削力、切削熱、切屑形態(tài)和刀具壽命等。根據(jù)不同的切削材料和加工要求，選擇合適的刀具幾何參數(shù)。例如，對于脆性材料，應選擇較小的前角和后角，以增加刀刃強度；對于塑性材料，應選擇較大的前角和后角，以減小切削力。此外，還要考慮刀具的壽命和加工效率等因素。通過對刀具幾何參數(shù)進行優(yōu)化，可以提高切削效率和加工質量。常用的優(yōu)化方法包括試驗優(yōu)化和計算機輔助優(yōu)化。試驗優(yōu)化是通過試驗設計方法，對刀具幾何參數(shù)進行多因素試驗，找出最佳組合；計算機輔助優(yōu)化是利用計算機仿真技術，對刀具幾何參數(shù)進行模擬分析和優(yōu)化設計。刀具的幾何參數(shù)及其對切削過程的影響刀具幾何參數(shù)的選擇原則刀具幾何參數(shù)的優(yōu)化方法刀具幾何參數(shù)的選擇與優(yōu)化切削參數(shù)包括切削深度、進給量、切削速度等。這些參數(shù)直接影響切削過程中的切削力、切削熱、切屑形態(tài)和加工精度等。根據(jù)不同的加工要求和工藝條件，選擇合適的切削參數(shù)。例如，在粗加工時，應選擇較大的切削深度和進給量，以提高加工效率；在精加工時，應選擇較小的切削深度和進給量，以保證加工精度。此外，還要考慮刀具的壽命和加工成本等因素。通過對切削參數(shù)進行優(yōu)化，可以提高加工效率和加工質量。常用的優(yōu)化方法包括單因素優(yōu)化和多因素優(yōu)化。單因素優(yōu)化是針對某一參數(shù)進行優(yōu)化，找出最佳值；多因素優(yōu)化是同時考慮多個參數(shù)進行優(yōu)化，找出最佳組合。此外，還可以利用計算機輔助技術進行優(yōu)化設計。切削參數(shù)的種類與作用切削參數(shù)的選擇原則切削參數(shù)的優(yōu)化方法切削參數(shù)的優(yōu)化與選擇加工過程的自動化與智能化控制自動化與智能化控制技術在金屬切削中的應用：隨著工業(yè)自動化和智能制造技術的發(fā)展，自動化與智能化控制技術在金屬切削中得到了廣泛應用。例如，通過數(shù)控機床實現(xiàn)自動化加工；通過傳感器和智能算法實現(xiàn)加工過程的監(jiān)控與優(yōu)化。自動化與智能化控制技術的優(yōu)勢：自動化與智能化控制技術可以提高加工效率和加工質量，降低人工干預和誤差，提高生產(chǎn)過程的可控性和可重復性。此外，還可以實現(xiàn)加工過程的可視化和優(yōu)化設計，為后續(xù)的工藝改進和新產(chǎn)品開發(fā)提供有力支持。自動化與智能化控制技術的發(fā)展趨勢：隨著技術的不斷發(fā)展，自動化與智能化控制技術在金屬切削中的應用將更加廣泛和深入。未來，自動化與智能化控制技術將進一步融合人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術，實現(xiàn)更加智能化的加工過程監(jiān)控、預測和優(yōu)化。同時，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，自動化與智能化控制技術將更加注重設備間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)跨設備、跨地域的協(xié)同制造。05金屬切削過程的應用與發(fā)展趨勢金屬切削廣泛應用于汽車零部件制造，如發(fā)動機、底盤和車身結構件。汽車制造在航空航天領域，金屬切削用于制造高精度零部件，如飛機發(fā)動機和機身結構。航空航天金屬切削是模具制造的關鍵環(huán)節(jié)，用于加工各種模具鋼材料。模具制造在電子設備領域，金屬切削用于制造精密電子元件和電路板。電子設備金屬切削在制造業(yè)中的應用提高切削速度和進給速度，以實現(xiàn)更高的材料切除率和生產(chǎn)效率。高效加工應用傳感器和智能技術，實現(xiàn)加工過程的實時監(jiān)控和自動調整。智能化結合多種加工方法，如銑削、車削和磨削，以提高加工精度和表面質量。復合加工采