金屬切削過(guò)程基本知識(shí)課件

金屬切削過(guò)程基本知識(shí)課件金屬切削過(guò)程簡(jiǎn)介金屬切削的主要參數(shù)金屬切削過(guò)程的物理現(xiàn)象金屬切削過(guò)程的優(yōu)化與控制金屬切削過(guò)程的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)目錄01金屬切削過(guò)程簡(jiǎn)介金屬切削定義金屬切削是將原材料轉(zhuǎn)化為所需形狀和尺寸的過(guò)程，通過(guò)刀具對(duì)金屬施加切削力，去除多余的金屬材料。切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)是指刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)是刀具切入工件的主要運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具沿切削方向移動(dòng)，使切屑不斷被切除。金屬切削的定義車(chē)削是指利用車(chē)床去除金屬材料的加工方法，可以加工各種旋轉(zhuǎn)體零件，如軸、盤(pán)、套等。車(chē)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(fù)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(lèi)切屑形成在切削過(guò)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(lái)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(guān)。切削力切削力是指刀具在切削過(guò)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(duì)切削過(guò)程和刀具壽命有重要影響。切削熱切削熱是指切削過(guò)程中因摩擦和剪切變形而產(chǎn)生的熱量，主要通過(guò)切屑和工件傳遞給刀具。切削熱對(duì)刀具磨損和工件加工質(zhì)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(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，是描述切削過(guò)程的重要參數(shù)之一。切削速度對(duì)切削溫度、切削力和切削表面質(zhì)量有很大影響，過(guò)高或過(guò)低的切削速度都會(huì)導(dǎo)致刀具磨損加劇或工件表面質(zhì)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(zhì)量，減少刀具磨損和加工成本。切削速度進(jìn)給量是指刀具在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)工件切削層的切入量，是影響切削效率和加工表面質(zhì)量的重要參數(shù)。進(jìn)給量的大小直接影響切削厚度、切削寬度和切削面積，進(jìn)而影響切削力、切削溫度和加工表面質(zhì)量。選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量可以提高加工效率，降低刀具磨損和加工成本，同時(shí)保證加工表面質(zhì)量。進(jìn)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(zhì)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(jìn)而影響刀具壽命和加工表面質(zhì)量。切削深度刀具角度是指刀具切削刃相對(duì)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(duì)切削力、切削溫度、切削刃強(qiáng)度和加工表面質(zhì)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(zhì)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(zhì)量的決定性因素之一。常用的刀具材料包括高速鋼、硬質(zhì)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(zhì)量，降低刀具磨損和加工成本。刀具材料03金屬切削過(guò)程的物理現(xiàn)象切屑的形成切削過(guò)程中，刀具對(duì)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(guò)選擇合適的切削速度、進(jìn)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(guò)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(jī)床的振動(dòng)和噪聲。切削力的影響切削力的產(chǎn)生與影響切削過(guò)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(guò)切屑、刀具和工件傳遞出去。傳熱的方式包括熱傳導(dǎo)、熱對(duì)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(zhì)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(guò)程中，刀具的前刀面和后刀面與切屑和工件發(fā)生摩擦，導(dǎo)致刀具磨損。刀具磨損會(huì)影響切削力和切削熱，降低加工精度和表面質(zhì)量。刀具磨損在切削過(guò)程中，由于過(guò)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(dǎo)致刀具破損，如崩刃、裂紋或卷曲。刀具破損不僅影響加工質(zhì)量，還可能對(duì)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(guò)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(lèi)。油基切削液以礦物油為主，具有良好的潤(rùn)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(guò)程中主要起到潤(rùn)滑、冷卻、清洗和防銹的作用。通過(guò)潤(rùn)滑作用，減小切削過(guò)程中的摩擦，降低切削力；通過(guò)冷卻作用，將切削熱快速帶走，防止工件熱變形；通過(guò)清洗作用，將切屑和雜質(zhì)沖洗干凈，保持切削過(guò)程的順利進(jìn)行；通過(guò)防銹作用，保護(hù)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(duì)于粗加工和斷續(xù)切削，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能好的切削液；對(duì)于精加工和連續(xù)切削，應(yīng)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(duì)環(huán)境的友好性以及對(duì)人體的安全性等因素。切削液的種類(lèi)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(yīng)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(guò)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(duì)于脆性材料，應(yīng)選擇較小的前角和后角，以增加刀刃強(qiáng)度；對(duì)于塑性材料，應(yīng)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(guò)對(duì)刀具幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，可以提高切削效率和加工質(zhì)量。常用的優(yōu)化方法包括試驗(yàn)優(yōu)化和計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化。試驗(yàn)優(yōu)化是通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，對(duì)刀具幾何參數(shù)進(jìn)行多因素試驗(yàn)，找出最佳組合；計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)刀具幾何參數(shù)進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。刀具的幾何參數(shù)及其對(duì)切削過(guò)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(jìn)給量、切削速度等。這些參數(shù)直接影響切削過(guò)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(shí)，應(yīng)選擇較大的切削深度和進(jìn)給量，以提高加工效率；在精加工時(shí)，應(yīng)選擇較小的切削深度和進(jìn)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(guò)對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，可以提高加工效率和加工質(zhì)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(duì)某一參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，找出最佳值；多因素優(yōu)化是同時(shí)考慮多個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，找出最佳組合。此外，還可以利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。切削參數(shù)的種類(lèi)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(guò)程的自動(dòng)化與智能化控制自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)在金屬切削中的應(yīng)用：隨著工業(yè)自動(dòng)化和智能制造技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)在金屬切削中得到了廣泛應(yīng)用。例如，通過(guò)數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工；通過(guò)傳感器和智能算法實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的監(jiān)控與優(yōu)化。自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)可以提高加工效率和加工質(zhì)量，降低人工干預(yù)和誤差，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性和可重復(fù)性。此外，還可以實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的可視化和優(yōu)化設(shè)計(jì)，為后續(xù)的工藝改進(jìn)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供有力支持。自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)在金屬切削中的應(yīng)用將更加廣泛和深入。未來(lái)，自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)將進(jìn)一步融合人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更加智能化的加工過(guò)程監(jiān)控、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。同時(shí)，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，自動(dòng)化與智能化控制技術(shù)將更加注重設(shè)備間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備、跨地域的協(xié)同制造。05金屬切削過(guò)程的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)金屬切削廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零部件制造，如發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)和車(chē)身結(jié)構(gòu)件。汽車(chē)制造在航空航天領(lǐng)域，金屬切削用于制造高精度零部件，如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身結(jié)構(gòu)。航空航天金屬切削是模具制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，用于加工各種模具鋼材料。模具制造在電子設(shè)備領(lǐng)域，金屬切削用于制造精密電子元件和電路板。電子設(shè)備金屬切削在制造業(yè)中的應(yīng)用提高切削速度和進(jìn)給速度，以實(shí)現(xiàn)更高的材料切除率和生產(chǎn)效率。高效加工應(yīng)用傳感器和智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)整。智能化結(jié)合多種加工方法，如銑削、車(chē)削和磨削，以提高加工精度和表面質(zhì)量。復(fù)合加工采