【大學(xué)課件】金屬切削加工原理及設(shè)備

金屬切削加工原理及設(shè)備歡迎來到金屬切削加工原理及設(shè)備課程。本課程將深入探討金屬加工的核心技術(shù)，包括基本原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)和先進技術(shù)。我們將從理論到實踐，全面了解這一重要的工業(yè)領(lǐng)域。金屬切削加工的概述定義金屬切削加工是通過刀具去除材料，使工件達到所需形狀和精度的過程。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于機械、航空、汽車等行業(yè)，是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)。重要性提高生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品質(zhì)量，推動工業(yè)技術(shù)進步。切削加工的基本原理刀具旋轉(zhuǎn)刀具以高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生切削力。材料變形金屬在刀具作用下發(fā)生塑性變形。切屑形成變形的金屬以切屑形式被去除。表面生成工件表面經(jīng)過切削后形成新的表面。切削加工的基本參數(shù)切削深度刀具切入工件的深度，影響材料去除量。切削速度刀具相對于工件的運動速度，影響加工效率。進給量刀具每轉(zhuǎn)進給的距離，影響表面質(zhì)量。切削力的基本概念1主切削力切削方向的力，影響最大。2進給力與進給方向平行的力。3背向力垂直于切削面的力。切削力的合理控制對加工質(zhì)量和效率至關(guān)重要。了解各分力的特點有助于優(yōu)化加工參數(shù)。切削力的影響因素工件材料材料硬度和韌性直接影響切削力大小。切削參數(shù)切削深度、速度和進給量都會影響切削力。刀具幾何刀具的前角、后角等參數(shù)會影響切削力。切削狀態(tài)干切削或濕切削會導(dǎo)致切削力的變化。切削溫度和潤滑冷卻切削溫度來源主要來自塑性變形熱、摩擦熱和切屑變形熱。溫度影響高溫會加速刀具磨損，影響工件表面質(zhì)量。冷卻方法使用切削液、最小量潤滑或氣體冷卻等方法降溫。潤滑作用減少摩擦，延長刀具壽命，改善加工質(zhì)量。切削速度和進給速度的選擇1考慮工件材料不同材料有適合的切削速度范圍。2評估刀具性能選擇與刀具材料和結(jié)構(gòu)匹配的參數(shù)。3權(quán)衡效率和質(zhì)量高速提高效率，但可能影響表面質(zhì)量。4調(diào)整進給速度根據(jù)所需表面粗糙度選擇合適的進給速度。刀具結(jié)構(gòu)和材料刀具結(jié)構(gòu)包括刀身、刀柄和切削刃等部分，設(shè)計影響切削性能。高速鋼傳統(tǒng)刀具材料，適用于一般加工。硬質(zhì)合金硬度高，耐磨性好，適用于高速切削。陶瓷刀具耐高溫，適用于難加工材料的切削。刀具的幾何參數(shù)和磨損形式主要幾何參數(shù)前角后角主偏角刃傾角常見磨損形式前刀面磨損后刀面磨損刀尖圓弧磨損崩刃車削加工的基本知識1定義工件旋轉(zhuǎn)，刀具移動進行切削的加工方法。2特點適用于加工回轉(zhuǎn)體零件，如軸、套等。3加工方式包括外圓車削、內(nèi)孔車削、端面車削等。4應(yīng)用廣泛應(yīng)用于機械零件制造，如軸承、齒輪等。車床的結(jié)構(gòu)和工作原理床身車床的基礎(chǔ)，支撐其他部件。主軸箱提供工件的旋轉(zhuǎn)運動。刀架安裝和移動切削刀具。尾座支撐長工件，進行鉆孔等操作。進給機構(gòu)控制刀具的進給運動。車削工藝及常見加工方法車削工藝包括外圓車削、內(nèi)孔車削、端面車削和螺紋車削等。選擇合適的加工方法可以提高效率和精度。銑削加工的基本知識定義使用旋轉(zhuǎn)的多刃刀具對工件進行切削的加工方法。特點可加工平面、曲面、溝槽等復(fù)雜形狀。分類根據(jù)刀具軸線方向分為立銑和臥銑。優(yōu)勢加工效率高，可實現(xiàn)多面加工。銑床的結(jié)構(gòu)和工作原理1工作臺支撐工件，可進行平移和旋轉(zhuǎn)。2立柱支撐主軸箱，提供垂直移動。3主軸箱安裝主軸，驅(qū)動銑刀旋轉(zhuǎn)。4進給系統(tǒng)控制工作臺或主軸箱的移動。銑削工藝及常見加工方法平面銑削加工平面，如機床導(dǎo)軌。曲面銑削加工曲面，如渦輪葉片。齒輪銑削加工齒輪，如直齒輪、斜齒輪。槽銑加工各種溝槽，如鍵槽。鉆削加工的基本知識定義使用旋轉(zhuǎn)的鉆頭在工件上加工孔的方法。特點主要用于加工圓柱形孔，可進行盲孔和通孔加工。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種機械零件的孔加工。挑戰(zhàn)需要控制鉆頭偏心、孔壁粗糙度等問題。鉆床的結(jié)構(gòu)和工作原理底座支撐整個鉆床結(jié)構(gòu)。立柱連接底座和鉆頭，提供高度調(diào)節(jié)。主軸箱包含電機和傳動系統(tǒng)，驅(qū)動鉆頭旋轉(zhuǎn)。工作臺用于固定工件，可調(diào)節(jié)高度和角度。進給機構(gòu)控制鉆頭的進給運動。鉆削工藝及常見加工方法鉆削工藝包括普通鉆削、深孔鉆削、攻絲、擴孔和鉆鉸復(fù)合等方法。選擇合適的工藝可以提高加工效率和孔的質(zhì)量。磨削加工的基本知識定義使用高速旋轉(zhuǎn)的磨具對工件表面進行精加工的方法。特點可以獲得高精度和良好的表面質(zhì)量。應(yīng)用廣泛用于精密零件的最終加工。優(yōu)勢可加工硬質(zhì)材料，實現(xiàn)高精度和高表面光潔度。磨床的結(jié)構(gòu)和工作原理1磨頭包含電機和砂輪，提供主運動。2工作臺支撐工件，提供進給運動。3砂輪修整器保持砂輪的形狀和鋒利度。4冷卻系統(tǒng)提供冷卻液，降低加工溫度。磨削工藝及常見加工方法外圓磨削加工外圓柱面，如軸類零件。平面磨削加工平面，如量具基準面。內(nèi)圓磨削加工內(nèi)圓柱面，如軸承內(nèi)圈。無心磨削高效率加工圓柱形工件。其他切削加工方法簡介拉削使用多刃拉刀加工各種復(fù)雜截面。插削加工內(nèi)外花鍵、槽等特殊形狀。珩磨精加工圓柱孔，提高表面質(zhì)量。超精密加工實現(xiàn)納米級精度的加工方法。夾具和量具的作用和種類夾具作用固定工件，保證加工精度和效率。常見夾具包括卡盤、夾頭、虎鉗、分度頭等。量具作用測量工件尺寸，確保加工質(zhì)量。常見量具包括卡尺、千分尺、量塊、百分表等。數(shù)控加工技術(shù)概述1定義通過計算機數(shù)字控制的加工技術(shù)。2優(yōu)勢高精度、高效率、可重復(fù)性好。3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于航空、汽車、模具等行業(yè)。4發(fā)展趨勢智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化。數(shù)控機床的組成和特點數(shù)控系統(tǒng)控制整個機床運動的核心。機械系統(tǒng)執(zhí)行加工動作的機械部分。驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)各軸運動的動力來源。檢測系統(tǒng)實時監(jiān)測和反饋加工狀態(tài)。數(shù)控加工編程基礎(chǔ)G代碼控制機床運動的主要指令，如G00快速定位。M代碼控制機床輔助功能，如M03主軸正轉(zhuǎn)。坐標系統(tǒng)定義工件和刀具位置的基準。刀具補償考慮刀具尺寸的編程技巧。加工工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制1工藝規(guī)劃合理安排加工順序和方法。2參數(shù)優(yōu)化選擇最佳的切削參數(shù)。3在線監(jiān)測實時監(jiān)控加工過程，及時調(diào)整。4質(zhì)量檢測使用先進測量設(shè)備，確保產(chǎn)品質(zhì)量。切削加工過程的環(huán)境友好性節(jié)能技術(shù)采用高效電機和智能控制系統(tǒng)，降低能耗。廢料回收金屬切屑回收利用，減少資源浪費。綠色切削液使用生物降解切削液，減少