《金屬切削技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)》課件

金屬切削技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)課程目標(biāo)掌握金屬切削加工的基本知識了解金屬切削加工的基本原理、工藝參數(shù)和影響因素。熟悉常用刀具的結(jié)構(gòu)和選用了解刀具的材料、幾何特征和成型工藝。掌握切削加工的工藝參數(shù)選擇和控制了解切削速度、進(jìn)給量、切削深度等參數(shù)的選擇和控制方法。提高金屬切削加工的質(zhì)量和效率能夠識別和解決常見的切削加工缺陷，提高加工效率。金屬切削的基本概念金屬切削是指用刀具對金屬工件進(jìn)行切削加工的過程，是機械制造中應(yīng)用最廣泛的加工方法之一。通過刀具的鋒利刃口，將金屬工件切削成所需的形狀和尺寸。金屬切削加工的關(guān)鍵在于選擇合適的刀具、切削參數(shù)以及加工工藝，以實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的加工效果。金屬切削的基本參數(shù)刀具的基本構(gòu)造刀頭刀頭是刀具最鋒利的部位，負(fù)責(zé)切削金屬材料。刀柄刀柄用于固定刀具，方便安裝和拆卸。刀桿刀桿連接刀頭和刀柄，起到支撐和傳力的作用。刀具的材料1高速鋼硬度高、耐磨性好，適用于高速切削。2硬質(zhì)合金耐磨性更高，可承受更高的切削溫度，適用于難加工材料。3陶瓷刀具耐磨性極高，但韌性較差，適用于精密加工。刀具的成型工藝1銑削主要用于加工平面、溝槽、輪廓等2車削主要用于加工軸類、盤類零件3磨削主要用于加工高精度、高光潔度表面刀具的幾何特征刃傾角刃傾角影響切削力的大小和切削過程的平穩(wěn)性。前角前角影響切削力的大小和切削溫度。后角后角影響刀具的耐用性和切削表面的光潔度。刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑影響切削力的大小和切削表面的光潔度。切削時刀具的運動1主運動刀具旋轉(zhuǎn)或直線運動，使刀具與工件接觸切削。2進(jìn)給運動工件或刀具沿與主運動方向垂直的方向移動，實現(xiàn)切削深度和切削長度。3輔助運動用于刀具進(jìn)退、工件裝夾等輔助操作。切削過程中產(chǎn)生的熱量來源描述切削變形切削變形過程中，材料分子間的摩擦，產(chǎn)生大量的熱量。刀具摩擦刀具與工件之間的摩擦，產(chǎn)生熱量。切削液切削液的摩擦和粘度，產(chǎn)生熱量。切削過程中產(chǎn)生的應(yīng)力和變形1切削應(yīng)力切削過程中產(chǎn)生的應(yīng)力主要包括切削應(yīng)力、擠壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力。2切削變形切削變形是指工件在切削力作用下產(chǎn)生的形狀變化，包括切削變形、塑性變形、彈性變形。切削的基本原理切削過程是材料被刀具切削后形成切屑的過程。切削力是刀具對工件施加的力，切削力的大小取決于切削參數(shù)、刀具幾何形狀和工件材料等因素。切削過程中產(chǎn)生的熱量是切削力克服材料的摩擦力所做的功所產(chǎn)生的。切削力的計算主要切削力進(jìn)給力背吃刀力切削力是切削過程中刀具所受到的阻力，主要分為主要切削力、進(jìn)給力、背吃刀力。切削力的計算方法：切削力=切削系數(shù)*切削面積*切削速度。切削速度的選擇材料特性不同材料的切削速度不同。硬度高的材料，切削速度要低；硬度低的材料，切削速度可以高一些。刀具類型刀具材料、幾何形狀和刃口形狀也會影響切削速度。硬質(zhì)合金刀具的切削速度一般比高速鋼刀具高。加工精度加工精度越高，切削速度要低一些。因為速度太高會導(dǎo)致加工表面粗糙度增加。加工效率切削速度越高，加工效率就越高。但是，切削速度也不能無限提高，因為速度太高會造成刀具磨損加劇。進(jìn)給量的選擇進(jìn)給量定義進(jìn)給量是指刀具每轉(zhuǎn)一圈或每分鐘所移動的距離。進(jìn)給量影響進(jìn)給量影響切削效率、表面質(zhì)量和刀具壽命。進(jìn)給量選擇選擇合適的進(jìn)給量需要考慮工件材料、刀具類型、切削速度等因素。切削深度的選擇材料硬度硬度高的材料，切削深度應(yīng)小，反之則可以適當(dāng)增大。刀具強度刀具強度越高，切削深度可以越大，反之則需要減小。機床功率機床功率越大，切削深度可以越大，反之則需要減小。工件材料的選擇1材料性能選擇合適的材料要考慮其機械性能，例如強度、硬度、韌性、塑性等，以滿足加工要求。2加工性不同材料的切削加工性不同，要選擇易于切削、不易產(chǎn)生切削缺陷的材料。3成本材料成本也是選擇材料的重要因素，要考慮材料的價格和加工成本的平衡。刀具的選擇刀具類型選擇合適的刀具類型取決于加工工件的材料、形狀和尺寸。刀具材料刀具材料應(yīng)具有高硬度、耐磨性、耐熱性和韌性。刀具尺寸刀具尺寸應(yīng)與加工工件的尺寸和形狀相匹配。加工表面質(zhì)量的影響因素切削參數(shù)切削速度、進(jìn)給量和切削深度都會影響表面粗糙度和表面完整性。刀具磨損刀具的磨損會導(dǎo)致切削刃的鈍化，從而影響表面質(zhì)量。工件材料材料的硬度、韌性、可加工性等都會影響表面質(zhì)量。切削液切削液可以降低切削溫度，減少刀具磨損，提高表面質(zhì)量。常見切削缺陷及成因分析刀具磨損刀具磨損會導(dǎo)致切削刃變鈍，造成加工表面粗糙度增加，甚至產(chǎn)生毛刺或崩刃。切削速度過高切削速度過高會導(dǎo)致切削溫度升高，造成工件表面燒傷或產(chǎn)生裂紋。進(jìn)給量過大進(jìn)給量過大會導(dǎo)致切削力增大，造成工件表面出現(xiàn)凹坑或毛刺。切削深度過深切削深度過深會導(dǎo)致切削力增大，造成工件表面出現(xiàn)凹坑或毛刺，甚至發(fā)生斷刀。切削液的作用和選用1冷卻降低切削溫度，防止工件和刀具過熱變形。2潤滑減少切削摩擦，降低切削阻力，延長刀具壽命。3清洗帶走切屑和磨屑，防止切屑粘附在刀具和工件表面，提高加工精度和表面質(zhì)量。夾具的作用和選擇定位和夾緊確保工件在加工過程中保持穩(wěn)定，防止工件移動，保證加工精度。提高效率減少工件裝夾時間，提高加工效率。保證安全防止工件在加工過程中飛出，保障操作人員安全。切削參數(shù)對加工精度的影響切削參數(shù)加工精度影響切削速度速度過高會導(dǎo)致刀具磨損加劇，降低表面光潔度和尺寸精度；速度過低會導(dǎo)致加工效率降低。進(jìn)給量進(jìn)給量過大會導(dǎo)致表面粗糙度增加，尺寸精度降低；進(jìn)給量過小會導(dǎo)致加工效率降低。切削深度切削深度過大會導(dǎo)致刀具磨損加劇，尺寸精度降低；切削深度過小會導(dǎo)致加工效率降低。切削參數(shù)對加工效率的影響1切削速度提高切削速度可以提升生產(chǎn)效率，但需注意刀具壽命。2進(jìn)給量增大進(jìn)給量可提高加工效率，但會導(dǎo)致表面粗糙度增大。3切削深度合理的切削深度可以平衡效率和加工質(zhì)量。切削參數(shù)優(yōu)化的方法1實驗設(shè)計法通過設(shè)計實驗，分析不同參數(shù)對加工質(zhì)量和效率的影響。2響應(yīng)面法利用數(shù)學(xué)模型，預(yù)測參數(shù)變化對響應(yīng)變量的影響，尋找最佳參數(shù)組合。3遺傳算法模擬生物進(jìn)化過程，通過迭代優(yōu)化，尋找全局最優(yōu)參數(shù)組合。數(shù)控加工的基本原理數(shù)字指令控制數(shù)控機床通過數(shù)字指令來控制加工過程，包括刀具路徑、進(jìn)給速度、切削深度等。精確加工數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)高精度加工，滿足現(xiàn)代制造業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和一致性的要求。自動化操作數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本。數(shù)控加工的編程技術(shù)G代碼控制機床運動和輔助功能。M代碼控制機床的輔助功能，例如刀具更換和冷卻液。程序結(jié)構(gòu)程序塊、程序段和程序行。數(shù)控加工的夾具和周邊設(shè)備1夾具確保工件在加工過程中的準(zhǔn)確位置和固定，提高加工精度和效率。2周邊設(shè)備包括冷卻系統(tǒng)、切削液供應(yīng)系統(tǒng)、自動換刀裝置等，輔助數(shù)控機床完成加工任務(wù)。3安全防護(hù)安全防護(hù)設(shè)備，例如護(hù)罩、圍欄等，保障操作人員的安全。數(shù)控加工的誤差分析尺寸誤差加工過程中產(chǎn)生的尺寸誤差，包括尺寸偏差和尺寸公差。形狀誤差加工過程中產(chǎn)生的形狀誤差，包括圓度誤差、直線度誤差、平面度誤差等。位置誤差加工過程中產(chǎn)生的位置誤差，包括孔的中心位置誤差、端面位置誤差等。課程總結(jié)金屬切削技術(shù)重要性金屬切削技術(shù)在機械制造業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是制造精密零件和復(fù)