《切削加工概論》課件

切削加工概論切削加工的基本概念材料去除使用刀具從工件上切除多余的材料，以獲得所需的形狀和尺寸。工件固定工件被固定在機床上，以確保其在加工過程中保持穩(wěn)定。刀具運動刀具相對于工件進行運動，以完成切削操作。切削加工的分類車削加工車削加工是利用車床對旋轉(zhuǎn)工件進行切削加工的一種加工方法，主要用于加工各種形狀的軸類零件，如圓柱體、圓錐體、階梯軸等。銑削加工銑削加工是利用銑床對工件進行切削加工的一種加工方法，主要用于加工平面、溝槽、輪廓等形狀。鉆削加工鉆削加工是利用鉆床對工件進行切削加工的一種加工方法，主要用于加工孔，如圓孔、方孔、斜孔等。磨削加工磨削加工是利用磨床對工件進行切削加工的一種加工方法，主要用于加工表面精度和表面粗糙度要求較高的零件，如軸承、齒輪等。切削力的基本概念和分類切削力切削力是指刀具在切削過程中受到的力。切削力分類切削力可以分為三個方向：主切削力、徑向切削力和背向切削力。切削力的計算1切削力公式切削力的大小取決于切削深度、進給量、切削速度、刀具材料和工件材料等因素。2影響因素切削力的大小直接影響刀具的磨損、工件表面的質(zhì)量以及加工效率。3計算方法可以使用經(jīng)驗公式、理論公式或有限元分析等方法進行計算。切削加工常用材料1金屬材料鋼、鑄鐵、鋁合金等2非金屬材料塑料、木材、陶瓷等3復合材料玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料等切削刀具的種類車刀用于車削加工，主要用于加工外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋等。銑刀用于銑削加工，主要用于加工平面、溝槽、齒輪、模具等。鉆頭用于鉆孔加工，主要用于加工各種形狀和尺寸的孔。鉸刀用于鉸孔加工，主要用于擴大和精加工鉆孔。刀具材料的選擇硬度刀具材料的硬度直接影響其耐磨性和切削性能。韌性韌性是指刀具材料抵抗斷裂的能力，好的韌性可以避免刀具在切削過程中發(fā)生斷裂。耐熱性刀具材料在高溫下保持其硬度和強度的能力，高溫會使刀具變軟，影響切削性能。耐腐蝕性刀具材料抵抗腐蝕的能力，腐蝕會降低刀具的壽命和切削性能。刀具的幾何參數(shù)前角刀具前角影響切削力、切屑形成和刀具耐用性。后角刀具后角影響切削力、切屑流動和摩擦熱。刃傾角刀具刃傾角影響切削力方向和切削厚度。切削速度、進給和切深的選擇1切削速度影響刀具壽命和加工效率2進給量決定切削力大小和表面粗糙度3切削深度影響切削力、切削熱和加工效率切削加工機床的分類普通機床結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適用于一般零件的加工，例如車床、銑床、刨床、磨床等。數(shù)控機床利用數(shù)字控制系統(tǒng)進行加工，具有高精度、高效率、高自動化等特點，例如CNC車床、CNC銑床等。專用機床專用于加工特定零件或完成特定加工任務的機床，例如滾齒機、插齒機等。加工工藝的選擇1工件材料2加工精度3加工效率4加工成本選擇合適的加工工藝需要綜合考慮多種因素，包括工件材料、加工精度、加工效率和加工成本等。根據(jù)具體情況選擇最優(yōu)的工藝方案，才能保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機加工表面質(zhì)量的影響因素刀具刀具的幾何形狀、磨損程度和材質(zhì)都會影響表面質(zhì)量。切削參數(shù)切削速度、進給量和切深都會影響表面粗糙度和尺寸精度。機床機床的剛性、精度和穩(wěn)定性會影響加工表面的平整度和尺寸精度。工件工件的材質(zhì)、硬度和表面狀態(tài)都會影響加工表面的質(zhì)量。機加工尺寸公差的計算公差帶公差帶是指允許零件尺寸變化的范圍。它由基本尺寸和公差值確定。公差帶可以是單邊公差帶，也可以是雙邊公差帶。計算公式實際尺寸=基本尺寸±公差值。機加工表面粗糙度的測量和控制測量方法利用輪廓儀、表面粗糙度儀等設(shè)備進行測量?？刂剖侄瓮ㄟ^選擇合適的刀具、切削參數(shù)、切削液等來控制表面粗糙度。重要性表面粗糙度直接影響零件的性能、使用壽命和外觀。切屑的形成和流動切屑是工件在切削過程中被刀具切除的金屬材料，它的形成和流動對切削加工過程的影響很大。切屑的形態(tài)、尺寸、流動方向等因素都會影響切削力、表面質(zhì)量、刀具壽命、加工效率等。切屑的流動方式主要有以下幾種：連續(xù)切屑斷續(xù)切屑卷屑碎屑切削加工中的熱量和溫度摩擦生熱刀具與工件之間的摩擦導致熱量產(chǎn)生。溫度升高切削區(qū)域的溫度顯著升高，影響加工質(zhì)量。刀具磨損高溫會導致刀具材料性能下降，加速磨損。切削液的種類和作用水基切削液水基切削液是切削液中最常見的類型。它們通常由水、乳化劑、防銹劑和其他添加劑組成。水基切削液具有良好的冷卻和潤滑性能，價格低廉，易于使用。但是，它們也容易滋生細菌，需要定期更換。油基切削液油基切削液通常由礦物油、植物油或合成油組成。它們具有良好的潤滑性能，可以有效地防止刀具磨損。但是，油基切削液的冷卻性能不如水基切削液，而且價格較高。半合成切削液半合成切削液結(jié)合了水基和油基切削液的優(yōu)點，具有良好的冷卻、潤滑和防銹性能。它們也比油基切削液更環(huán)保。加工過程中的振動和噪音振動切削加工過程中產(chǎn)生的振動會影響加工精度、表面質(zhì)量和刀具壽命。噪音噪音是切削加工過程中的常見問題，會導致聽力損傷和工作環(huán)境惡化。切削加工的安全操作1個人防護佩戴安全眼鏡、手套、耳罩等防護裝備，防止切屑飛濺、噪音損傷等。2操作規(guī)范嚴格遵守操作規(guī)程，避免違章操作，確保安全操作。3設(shè)備維護定期維護保養(yǎng)機床，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)，減少安全隱患。數(shù)控加工工藝的特點自動化程度高，可實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。加工精度高，重復性好，可實現(xiàn)高精度零件的批量生產(chǎn)。柔性化程度高，適應性強，可快速調(diào)整加工工藝，滿足不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。CNC機床的組成及編程技術(shù)主要組成部分CNC機床主要由數(shù)控系統(tǒng)、機床本體、伺服系統(tǒng)、刀具庫等組成。編程技術(shù)CNC編程技術(shù)是使用編程語言編寫指令來控制機床加工零件的過程。機械加工工藝的發(fā)展趨勢自動化提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，提高加工精度和質(zhì)量。智能化利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，提高加工效率，優(yōu)化加工過程，降低能耗。數(shù)字化利用數(shù)字化技術(shù)，提高加工效率，降低成本，實現(xiàn)個性化定制。加工工藝的優(yōu)化和改進1刀具選擇選擇合適的刀具可以提高切削效率和加工精度，延長刀具壽命。2切削參數(shù)優(yōu)化根據(jù)材料特性和加工要求，優(yōu)化切削速度、進給量和切深。3工藝路線設(shè)計合理的工藝路線可以提高加工效率，減少加工誤差，降低生產(chǎn)成本。4工裝夾具改進改進工裝夾具可以提高加工精度，降低加工成本，提高加工效率。5數(shù)控加工應用數(shù)控加工可以提高加工精度，降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。自動化加工系統(tǒng)的應用提高效率自動化系統(tǒng)可以24小時不間斷工作，提高生產(chǎn)效率。提升質(zhì)量自動化系統(tǒng)可以減少人為誤差，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。降低成本自動化系統(tǒng)可以減少人工成本，降低生產(chǎn)成本。機加工質(zhì)量檢測技術(shù)尺寸測量使用卡尺、千分尺等工具測量零件的尺寸，確保符合設(shè)計要求。表面粗糙度檢測利用表面粗糙度儀等設(shè)備，檢測零件表面的粗糙程度，符合加工工藝標準。幾何形狀檢測通過投影儀、三坐標測量機等設(shè)備，檢測零件的幾何形狀是否準確，符合設(shè)計圖紙。材料性能檢測利用硬度計、拉力試驗機等設(shè)備，檢測零件的材料性能，符合材料標準。機加工中的環(huán)境保護減少廢氣排放使用環(huán)保型切削液，并加強廢氣處理系統(tǒng)，減少有害氣體排放。降低噪音污染采用低噪音機床和設(shè)備，并采取隔音降噪措施，降低生產(chǎn)噪音。節(jié)約能源優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高設(shè)備效率，降低能耗，減少環(huán)境負荷。廢棄物處理妥善處理切屑、廢液等廢棄物，進行回收利用或無害化處理。機加工與綠色制造資源節(jié)約減少材料浪費，優(yōu)化加工工藝，提高材料利用率。環(huán)境友好降低能源消耗，減少污染排放，采用環(huán)保材料和工藝。循環(huán)利用回收利用廢棄物，延長產(chǎn)品壽命，減少資源消耗。行業(yè)應用案例分析切削加工廣泛應用于各個行業(yè)，例如汽車制造、航空航天、電子制造、機械制造等。本部分將介紹一些典型行業(yè)應用案例，展示切削加工在不同領(lǐng)域中的應用場景和技術(shù)特點。未來發(fā)展方向展望智能化未來切削加工將更智能，通過數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)提升加工效率和質(zhì)量。數(shù)字化數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)將更廣泛應用，實現(xiàn)加工過程的實時監(jiān)控和優(yōu)化。綠