《切削加工工藝》課件

切削加工工藝切削加工工藝是制造業(yè)中廣泛應用的技術，它利用刀具對工件進行切削，從而改變工件的形狀、尺寸和表面質量。課程大綱11.切削加工工藝概述介紹切削加工的概念、分類、特點以及在制造業(yè)中的重要性。22.切削基本理論講解切削力、切屑生成理論，以及切屑的形態(tài)和流動機理。33.切削參數與工藝條件分析切削速度、進給量、切深等參數對切削加工的影響，并介紹切削液的應用。44.切削刀具及材料講解刀具的幾何參數、刀具材料的性能和選擇，以及刀具磨損機理。55.基本切削工藝介紹常見的切削加工工藝，包括車削、銑削、鉆削等，并闡述其原理和應用。1.1切削加工工藝概述切削加工是制造業(yè)中最常用的加工方法之一。它通過刀具與工件之間的相對運動，去除工件材料，形成所需形狀和尺寸的工件表面。1.2切削基本理論切削力切削力是指在切削過程中，刀具對工件施加的力，主要包括切削力、背向力、徑向力等。切屑形成切屑是工件被刀具切削后形成的金屬碎屑，其形狀、尺寸和流動狀態(tài)會影響切削效率和工件表面質量。切削熱切削熱是在切削過程中產生的熱量，會影響刀具的壽命、工件的表面質量和切削精度。1.3切削參數與工藝條件切深切深是指刀具切入工件的深度，影響切削力、切削溫度和切屑厚度。進給量進給量是指刀具每轉或每分鐘沿工件進給的距離，影響加工效率和表面粗糙度。切削速度切削速度是指刀具在切削過程中相對工件的運動速度，影響切削力、切削溫度和刀具壽命。1.4切削刀具及材料刀具類型車刀銑刀鉆頭鉸刀鏜刀材料高速度鋼、硬質合金、陶瓷、CBN等刀具參數刀具幾何形狀、刀具材料、刀具尺寸1.5基本切削工藝車削車削是一種去除材料以創(chuàng)建圓柱形、錐形或其他旋轉形狀的工藝。車削廣泛應用于制造軸、軸承、齒輪等。銑削銑削是一種使用多齒刀具去除材料以創(chuàng)建平面、凹槽、槽和輪廓的工藝。銑削在制造飛機部件、汽車零部件和模具等領域中非常常見。2.切削加工工藝概述切削加工是利用刀具對工件進行切削，從而改變工件形狀、尺寸和表面質量的加工方法。它是機械制造中的重要加工方法之一，廣泛應用于各種機械產品的生產。2.1切削加工概念材料去除利用刀具切削去除材料，使工件獲得所需形狀、尺寸和表面質量的過程。機械加工方法廣泛應用于機械制造行業(yè)，用于加工各種金屬材料，以及一些非金屬材料，如塑料和木材。精度要求切削加工工藝通常能夠獲得較高的加工精度和表面質量。2.2切削加工分類車削加工車削加工是利用車床，用刀具對旋轉的工件進行切削加工，形成圓柱形、圓錐形、球形等旋轉體表面。銑削加工銑削加工是利用銑床，用多刃刀具對工件進行切削加工，形成平面、溝槽、齒形等形狀。鉆削加工鉆削加工是利用鉆床，用鉆頭對工件進行切削加工，形成孔洞。磨削加工磨削加工是利用磨床，用砂輪對工件進行切削加工，提高工件的精度和表面光潔度。2.3切削加工特點1高效率切削加工能快速去除材料，提高生產效率。2高精度通過精確控制切削參數，可以獲得高精度零件。3高靈活度適用于各種材料和形狀的加工，滿足復雜零件的加工需求。4廣泛應用切削加工應用于機械制造、航空航天、電子等領域，為各行業(yè)提供精密零件。3.切削基本理論切削基本理論是理解切削加工工藝的基礎。它解釋了切削過程中的力學、熱學和材料學原理，為優(yōu)化切削參數和工藝條件提供理論支撐。3.1切削力理論切削力概念切削力是刀具在切削過程中受到的力。它包括三個主要方向上的分力：切向力（Ft）：推動刀具前進徑向力（Fr）：將刀具壓向工件背向力（Fa）：抵抗刀具切入切削力分析切削力的大小和方向影響切削效率、刀具磨損和工件表面質量。分析切削力的影響因素，如切削速度、進給量、切深、刀具幾何參數和工件材料等，可以優(yōu)化切削加工工藝。3.2切屑生成理論切削力作用切削力導致工件表面材料塑性變形，形成切屑。切屑生成過程復雜，受多種因素影響。切屑類型切屑類型主要有連續(xù)切屑、斷續(xù)切屑和碎屑。切屑類型取決于切削條件和刀具材料。切屑形態(tài)切屑形態(tài)包括卷曲狀、帶狀、塊狀、碎屑狀等，受切削條件、刀具幾何參數和材料性質影響。3.3切屑流動機理11.切屑的形成切削過程中，刀具與工件之間的摩擦力會使工件表面材料發(fā)生塑性變形，形成切屑。22.切屑的流動切屑在切削力作用下從工件表面分離，并沿著刀具刃口流動。33.切屑形態(tài)的影響因素切屑形態(tài)受切削速度、切深、進給量、刀具形狀、工件材料等因素的影響。44.切屑流動機理的重要性了解切屑流動機理有助于優(yōu)化切削參數，提高加工效率和表面質量。3.4切屑形態(tài)分類連續(xù)切屑切屑形態(tài)為連續(xù)的帶狀，切削過程平穩(wěn)。斷續(xù)切屑切屑斷裂成碎屑，容易卡在刀具或工件之間，影響加工精度。卷屑切屑卷曲成螺旋形，容易纏繞刀具，影響切削效率。切削參數與工藝條件切削加工的工藝參數是指影響切削加工過程的各種因素，包括切削速度、進給量、切深、切削液等。這些參數的選擇直接影響切削加工效率、加工精度和刀具壽命。4.1切深、進給、切削速度切深切深是指刀具每次切削時進入工件的深度。切深會影響切削力的大小，切深越大，切削力越大。進給量進給量是指刀具在每分鐘內相對于工件的移動距離。進給量會影響切削速度，進給量越大，切削速度越快。切削速度切削速度是指刀具在切削過程中與工件接觸點的切向速度。切削速度會影響切削溫度和刀具壽命，切削速度越高，切削溫度越高，刀具壽命越短。4.2切削液應用潤滑切削液可以降低切削刃與工件之間的摩擦，減少熱量產生，延長刀具壽命。冷卻切削過程會產生大量熱量，切削液可以帶走熱量，防止工件變形和刀具過熱。排屑切削液可以將切屑帶走，防止切屑堆積，影響加工精度和切削效率。保護切削液可以保護工件表面，防止腐蝕和生銹。4.3切削工藝參數優(yōu)化優(yōu)化模型選擇選擇適合切削工藝的優(yōu)化模型，例如遺傳算法、模擬退火等，提高優(yōu)化效率。數據分析工具應用利用數據分析工具，例如Python的Scikit-learn，分析切削參數與切削結果的關系，為優(yōu)化提供依據。自動化優(yōu)化技術應用自動化技術，例如機器人自動化，實現(xiàn)切削工藝參數的動態(tài)調整，提高加工效率和精度。5.切削刀具及材料切削刀具是切削加工中不可缺少的工具，其材料和幾何形狀直接影響著加工效率和零件質量。5.1刀具幾何參數刀具刃口角度刃口角是指刀具主切削刃與工件表面之間的夾角，影響切削力的方向和大小，進而影響切削效率和表面質量。刀具前角前角是指刀具主切削刃與工件表面之間的夾角，決定切屑的流動方向和切削阻力，影響切削效率和表面質量。刀具后角后角是指刀具主切削刃與工件表面之間的夾角，影響切削力的方向和大小，進而影響切削效率和表面質量。刀具刃傾角刃傾角是指刀具主切削刃與工件表面之間的夾角，影響切削力的方向和大小，進而影響切削效率和表面質量。5.2刀具材料及性能刀具材料種類刀具材料種類繁多，包括高速鋼、硬質合金、陶瓷、超硬材料等。高速鋼具有韌性好、耐磨性強、價格便宜的優(yōu)點，適用于一般切削加工。刀具材料性能硬質合金具有硬度高、耐磨性好、耐高溫的優(yōu)點，適用于高速切削加工。陶瓷具有硬度高、耐磨性強、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點，適用于超高速切削加工。5.3刀具磨損機理磨損過程刀具在切削過程中，刀刃與工件材料發(fā)生摩擦，導致刀具材料逐漸被磨損，最終影響切削質量。磨損階段刀具磨損一般經歷三個階段：磨合階段、正常磨損階段、劇烈磨損階段。磨損類型常見的刀具磨損類型包括：粘結磨損、磨粒磨損、擴散磨損、疲勞磨損、熱疲勞磨損、化學磨損等。6.基本切削工藝切削加工是機械制造中應用最廣泛的加工方法之一。切削加工工藝涉及車削、銑削、鉆削等多種基本工藝，是機械加工的基礎。6.1車削工藝車床車床是常用的切削設備之一，用于加工各種軸類、盤類零件。車刀車刀是車削加工中使用最廣泛的刀具，根據其結構和用途可分為多種類型。切削參數車削加工的主要參數包括切深、進給量、切削速度等，這些參數會影響加工效率和零件質量。6.2銑削工藝11.銑削加工原理銑削加工是利用銑刀的旋轉運動，將工件切削成所需的形狀和尺寸。22.銑刀分類銑刀按其結構、用途、刃形等進行分類，包括立銑刀、端銑刀、面銑刀、T形銑刀等。33.銑削加工特點銑削加工效率高，加工精度較高，可加工復雜形狀，應用廣泛。44.銑削加工應用銑削加工廣泛應用于機械加工、模具加工、航空航天等領域。6.3鉆削工藝鉆削加工原理鉆頭旋轉，切削刃切入工件，形成圓形孔。鉆削工藝可加工盲孔、通孔，加工效率高，廣泛應用于機械加工領域。鉆削工藝特點鉆削工藝特點包括加工速度快、效率高、