圓錐切削加工課件

圓錐切削加工圓錐切削加工是一種常見的加工方法，用于創(chuàng)建錐形零件。此過程涉及使用專用刀具，通過旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)刀具來去除材料。緒論11.引言圓錐切削加工在機(jī)械制造中廣泛應(yīng)用，它能加工出形狀復(fù)雜的圓錐表面。22.重要性掌握?qǐng)A錐切削加工理論和實(shí)踐對(duì)提高加工效率和質(zhì)量至關(guān)重要。33.目標(biāo)本課件旨在介紹圓錐切削加工的基本原理、技術(shù)和應(yīng)用。44.內(nèi)容概述課件涵蓋圓錐切削加工的理論基礎(chǔ)、加工方法和典型案例。切削原理切削接觸刀具與工件之間的相互作用，產(chǎn)生切削力，切削材料，形成切屑。切削過程刀具的運(yùn)動(dòng)與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成切削區(qū)域，切削材料被分離，形成切屑。切削力切削過程中產(chǎn)生的力，包括主切削力、背切削力、徑向切削力等，影響切削效率和加工質(zhì)量。刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)決定刀具的切削性能，對(duì)加工精度和表面質(zhì)量有重大影響。例如，刀具前角決定切削刃的銳利程度，影響切削阻力和切削溫度，進(jìn)而影響加工效率和表面質(zhì)量。刀具后角影響刀具的磨損速度，后角越大，磨損越快，但切削阻力也越小。刀具刃傾角影響切屑的流動(dòng)方向，進(jìn)而影響切屑的形狀和切削過程的穩(wěn)定性。斷屑平面斷屑平面是刀具上形成切屑的表面。它由主切削刃和副切削刃以及切削刃與刀具前角所決定的傾斜角度組成。斷屑平面的形狀和位置會(huì)影響切屑的形狀、尺寸和流動(dòng)方向，進(jìn)而影響切削力、切削溫度和刀具壽命。切削力分析切削力是指工件在切削過程中受到的力，它直接影響著加工過程的穩(wěn)定性和加工質(zhì)量。切削力的方向和大小取決于切削參數(shù)、刀具幾何參數(shù)、工件材料和切削液等因素。切削力可分為三個(gè)分力：切削力、徑向力、背向力。切削力是指沿切削方向的力，它使工件產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)；徑向力是指垂直于切削方向的力，它使刀具產(chǎn)生徑向運(yùn)動(dòng)；背向力是指垂直于切削平面且指向刀具后方的力，它使刀具產(chǎn)生背向運(yùn)動(dòng)。1切削力主要影響切削深度和進(jìn)給量2徑向力會(huì)引起刀具的徑向振動(dòng)3背向力影響切削力的平衡和刀具的穩(wěn)定性切削溫度切削溫度影響因素控制措施切削速度速度越高，溫度越高選擇合適的切削速度切削深度深度越大，溫度越高合理選擇切削深度進(jìn)給量進(jìn)給量越大，溫度越高控制進(jìn)給量刀具材料刀具材料不同，溫度不同選擇合適的刀具材料切削液切削液可以降低溫度使用合適的切削液刀具磨損磨損類型刀具磨損主要分為三種：刃磨損、側(cè)磨損和后刀面磨損。刃磨損是刀具最常見的磨損形式，會(huì)降低加工精度和表面質(zhì)量。影響因素切削速度、切削深度、進(jìn)給量、切削液和工件材料都會(huì)影響刀具磨損。正確選擇切削參數(shù)和切削液可以有效延長刀具壽命。加工精度與表面質(zhì)量精度圓錐切削加工精度取決于刀具、工件、設(shè)備和工藝參數(shù)。表面質(zhì)量表面質(zhì)量取決于切削速度、進(jìn)給量和切削液。測(cè)量使用卡尺、百分表等測(cè)量工具檢測(cè)精度和表面質(zhì)量。切削液冷卻降低切削溫度，防止工件和刀具過熱變形，延長刀具壽命。潤滑降低切削摩擦系數(shù)，減少切削阻力，提高切削效率。排屑帶走切屑，防止切屑堆積在切削區(qū)域，影響切削質(zhì)量。防銹防止工件和刀具在加工過程中生銹。圓錐車床結(jié)構(gòu)圓錐車床是一種專門用于加工圓錐面的機(jī)床，其結(jié)構(gòu)主要由床身、主軸箱、進(jìn)給箱、尾座、刀架、電氣控制系統(tǒng)等組成。床身是圓錐車床的主體，它支撐著其他部件，并提供加工工件的平臺(tái)。主軸箱是圓錐車床的核心部件，它負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，并提供主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量控制。進(jìn)給箱是用于控制刀架沿軸向和徑向進(jìn)給的部件。尾座是用于支撐長工件的部件，它可以根據(jù)需要移動(dòng)到不同的位置。刀架是安裝刀具的部件，它可以沿著不同的方向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)不同的切削加工。電氣控制系統(tǒng)是用于控制圓錐車床運(yùn)行的系統(tǒng)，它包括各種開關(guān)、按鈕、控制器等。三軸坐標(biāo)系X軸X軸代表圓錐車床主軸的旋轉(zhuǎn)方向，是圓錐車床的水平軸線。Y軸Y軸垂直于X軸，代表圓錐車床主軸的移動(dòng)方向，是圓錐車床的垂直軸線。Z軸Z軸垂直于X軸和Y軸，代表圓錐車床刀架的移動(dòng)方向，是圓錐車床的深度軸線?；具\(yùn)動(dòng)形式主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是圓錐車床最基本的運(yùn)動(dòng)形式。主軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)圓錐面的加工。刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指刀具沿圓錐面的軸向或徑向運(yùn)動(dòng)，切削工件材料，形成圓錐面形狀。輔助運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng)包括刀架移動(dòng)、工件夾緊、切削液供給等，輔助圓錐車床的加工過程，提高加工效率和精度。刀具定位刀具長度定位精確控制刀具伸出長度，保證加工精度和刀具安全。刀具中心高度定位確保刀具中心高度與工件中心一致，實(shí)現(xiàn)圓錐形工件的準(zhǔn)確加工。刀具傾斜角度定位根據(jù)工件的圓錐角度，調(diào)整刀具傾斜角度，實(shí)現(xiàn)精確的圓錐形表面加工。切削用量參數(shù)參數(shù)說明影響因素切削速度(Vc)刀具每分鐘切削的長度材料、刀具、切削液、工件形狀進(jìn)給量(f)刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給的距離工件材料、刀具類型、切削速度切削深度(ap)刀具切入工件的深度工件形狀、加工精度要求圓錐車床操作1準(zhǔn)備階段檢查車床，確保安全并清理工作臺(tái)面。準(zhǔn)備車刀、工件以及所需的工具，并將車床調(diào)試至合適的工作狀態(tài)。2加工階段將工件裝夾到車床上，并進(jìn)行粗加工。然后進(jìn)行精加工，確保尺寸精度和表面質(zhì)量符合要求。最后進(jìn)行尺寸測(cè)量，確保符合圖紙要求。3收尾階段將工件從車床上下下來，并進(jìn)行最后的檢驗(yàn)。清理工作臺(tái)面，整理工具，確保車床處于安全狀態(tài)，以備下次使用。圓錐車床加工工藝圓錐車床加工工藝是利用圓錐車床加工圓錐形工件的工藝流程。包括工件裝夾、刀具選擇、切削參數(shù)設(shè)置、切削過程控制、工件測(cè)量等步驟。1工件準(zhǔn)備選擇合適的工件材料和尺寸2刀具選擇根據(jù)工件材質(zhì)、尺寸和精度選擇合適的刀具3參數(shù)設(shè)置設(shè)置切削速度、進(jìn)給量和切削深度等參數(shù)4切削加工按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行切削加工，并控制切削過程5工件檢驗(yàn)對(duì)加工后的工件進(jìn)行尺寸和精度檢驗(yàn)外圓圓錐面車削1工件安裝將工件固定在車床主軸上，確保工件中心線與車床主軸中心線重合。2刀具選擇選擇合適的車刀，并調(diào)整刀具角度，使刀刃與工件表面形成正確的切削角度。3切削操作根據(jù)工件尺寸和加工要求，設(shè)定車床進(jìn)給量、切削深度和切削速度。4表面質(zhì)量車削完成后，檢查表面光潔度和尺寸精度，確保滿足加工要求。外圓圓錐面車削是一種常見的車削加工工藝，用于加工圓柱形工件的外表面圓錐形部分。在車削過程中，車刀沿著圓錐形軌跡移動(dòng)，形成所需的圓錐形表面。內(nèi)圓圓錐面車削1選擇合適的刀具內(nèi)圓車刀或內(nèi)圓車刀組2確定加工參數(shù)切削速度、進(jìn)給量、切深3調(diào)整車床設(shè)置車刀角度和圓錐度4進(jìn)行車削緩慢進(jìn)給，確保加工精度5檢查質(zhì)量測(cè)量尺寸和表面質(zhì)量內(nèi)圓圓錐面車削需要使用特殊的刀具和加工方法，并注意控制刀具的角度和圓錐度，才能達(dá)到加工精度和表面質(zhì)量的要求。端面圓錐面車削1確定加工尺寸確定圓錐面半徑和錐角2刀具選擇選擇合適的車刀3定位刀具將刀具定位在車床中心4設(shè)置車削參數(shù)調(diào)整車削速度和進(jìn)給量端面圓錐面車削是加工圓錐形的工件端面。車床中心位置是加工的關(guān)鍵，需要根據(jù)實(shí)際情況精確調(diào)整。切削速度和進(jìn)給量影響加工效率和表面質(zhì)量。圓錐螺紋車削1螺紋尺寸選擇正確的螺紋尺寸，包括直徑、螺距和螺紋類型。例如，公制螺紋、英制螺紋等。2刀具選擇選擇適合螺紋尺寸的刀具，包括刀具形狀、刀具角度和刀具材料。3車削過程根據(jù)刀具參數(shù)設(shè)置車削參數(shù)，包括進(jìn)給量、切削速度和切削深度，并進(jìn)行車削操作。4檢驗(yàn)用螺紋規(guī)或其他測(cè)量工具檢查車削后的螺紋尺寸是否符合要求。圓錐孔加工選擇合適的刀具根據(jù)孔的尺寸、精度、表面粗糙度等要求選擇合適的刀具?？梢允褂脠A錐刀具、鉆頭、鉸刀等，并確保刀具尺寸與孔的尺寸匹配。設(shè)定切削參數(shù)根據(jù)材料特性、刀具類型、加工精度要求等設(shè)定合理的切削參數(shù)，例如切削速度、進(jìn)給量、切深等。進(jìn)行試切在正式加工前進(jìn)行試切，觀察切削過程，調(diào)整切削參數(shù)，確保加工過程穩(wěn)定、安全，并達(dá)到預(yù)期效果。加工孔根據(jù)加工工藝要求選擇合適的加工方法，例如鉆孔、鉸孔、擴(kuò)孔等。加工過程中應(yīng)注意控制刀具的切削方向，避免產(chǎn)生過大的切削力。檢驗(yàn)孔加工完成后進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)量孔的尺寸、精度和表面粗糙度等，確保加工質(zhì)量符合要求。圓錐曲面加工1數(shù)控加工中心數(shù)控加工中心是圓錐曲面加工的常見方法，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面形狀的精確加工。數(shù)控編程可以實(shí)現(xiàn)曲面輪廓的準(zhǔn)確定義和控制，并通過刀具的軌跡運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。2五軸聯(lián)動(dòng)加工五軸聯(lián)動(dòng)加工中心可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圓錐曲面的多角度加工，通過刀具角度的靈活調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)曲面輪廓的完整加工。3專用加工設(shè)備一些專用加工設(shè)備，例如專用圓錐曲面銑床或車床，可以專門用于加工特定類型的圓錐曲面，例如拋物面、雙曲線面等。圓錐滾花滾花刀具圓錐滾花刀具用于在圓錐表面形成花紋，主要用于提高表面摩擦系數(shù)，防止松動(dòng)。加工工藝滾花加工通常在車床上進(jìn)行，通過滾花刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在工件表面形成滾花紋路。圓錐表面粗糙度圓錐表面粗糙度是指圓錐表面微觀幾何形狀的特征，是衡量表面加工質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。圓錐表面粗糙度主要受切削加工參數(shù)影響，如切削速度、進(jìn)給量和切削深度等。RaRa平均粗糙度RzRz十點(diǎn)平均粗糙度RyRy輪廓峰谷高度RtRt最大輪廓高度圓錐表面精度圓錐表面精度是指圓錐形零件表面形狀的準(zhǔn)確程度，影響零件的配合精度和使用性能。圓錐表面精度受加工方法、切削參數(shù)、刀具磨損等因素影響。圓錐表面精度可分為形狀精度和尺寸精度，形狀精度指圓錐形表面的形狀是否符合設(shè)計(jì)要求，尺寸精度指圓錐形表面的尺寸誤差。圓錐表面精度可以通過測(cè)量方法進(jìn)行檢測(cè)，常用的測(cè)量方法包括投影儀測(cè)量法、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量法等。常見問題與注意事項(xiàng)圓錐切削加工需要注意刀具的鋒利程度、切削液的選擇，以及工件的夾緊方式。切削過程中要控制好切削速度、進(jìn)給量和深度，防止刀具崩刃或工件變形。圓錐車床加工中，要注意工件的裝夾精度，以及加工過程中刀具的回轉(zhuǎn)中心與工件回轉(zhuǎn)中心的對(duì)中精度。加工后需要對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量，檢查尺寸精度和表面質(zhì)量是否合格。在進(jìn)行圓錐加工時(shí)，還要注意安全事項(xiàng)，避免意外發(fā)生。例如，操作圓錐車床前要仔細(xì)檢查機(jī)器設(shè)備，確保安全，操作過程中要集中精力，避免操作失誤。典型案例圓錐切削加工應(yīng)用廣泛，在機(jī)械制造、航空航天、汽車制造等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。例如，圓錐齒輪的制作、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的加工以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的圓錐形零件等都需要用到圓錐切削加工技術(shù)。圓錐切削加工的精度和表面質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的性能和壽命，因此需要選擇合適的刀具、切削參數(shù)和工藝方法才能實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量的加工。課后練習(xí)理論練習(xí)完成課本中的相關(guān)習(xí)題，并思考圓錐切削加工的原理和應(yīng)用。計(jì)算切削力的大小分析刀具磨損的影響因素設(shè)計(jì)圓錐車床的加工工藝實(shí)踐練習(xí)利用圓錐車床進(jìn)