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工藝，用于創(chuàng)建錐形形狀的工件。它是制造許多機(jī)械零件的關(guān)鍵步驟，例如齒輪、軸承和模具。緒論本節(jié)將介紹圓錐切削加工的基本概念、應(yīng)用領(lǐng)域和研究意義。1.1切削加工及其類型切削加工定義切削加工是指用刀具去除材料，改變工件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。車削在車床上用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行切削加工，主要加工圓柱形、圓錐形、球面等形狀。銑削在銑床上用銑刀對(duì)工件進(jìn)行切削加工，主要加工平面、溝槽、輪廓等形狀。鉆削在鉆床上用鉆頭對(duì)工件進(jìn)行切削加工，主要加工孔。圓錐切削加工的定義及特點(diǎn)1定義圓錐切削加工是指利用刀具對(duì)工件進(jìn)行切削，使工件表面形成圓錐形狀的加工過程。2特點(diǎn)圓錐切削加工的特點(diǎn)包括：加工精度高、表面質(zhì)量好、加工效率高、適用范圍廣。圓錐切削過程分析切削過程切削過程是指切削刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在切削力的作用下，將工件上的材料切削下來，形成所需的形狀和尺寸。切削參數(shù)切削參數(shù)是影響切削加工效率、工件表面質(zhì)量和刀具壽命的重要因素，包括切削速度、進(jìn)給量、切深等。2.1切削刀具及其運(yùn)動(dòng)刀具類型圓錐切削加工常用的刀具包括車刀、銑刀、鉆頭等，選擇合適的刀具類型是保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵。刀具幾何參數(shù)刀具的幾何參數(shù)如刃傾角、前角、后角等會(huì)直接影響切削過程的力、熱、振動(dòng)等，需要根據(jù)加工要求進(jìn)行合理的調(diào)整。刀具運(yùn)動(dòng)切削刀具在加工過程中的運(yùn)動(dòng)方式主要包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)切削效率和加工精度有重要影響。切削參數(shù)2.3切削力分析3主要切削力切削力通常分為三個(gè)主要方向：主切削力、背切削力和徑向切削力。1影響因素切削力的影響因素包括切削速度、進(jìn)給量、切削深度、刀具幾何參數(shù)、材料性質(zhì)等。2重要性切削力分析對(duì)于刀具選擇、切削參數(shù)確定、工件變形控制、機(jī)床剛度設(shè)計(jì)等至關(guān)重要。2.4切削熱及其分布切削熱源切削刃與工件之間的摩擦切屑變形和壓縮刀具和工件的彈性變形切削熱分布刀具切屑工件切削熱影響刀具磨損工件變形切削精度圓錐切削的加工誤差及其控制圓錐切削加工過程中會(huì)產(chǎn)生多種誤差，影響最終加工精度和表面質(zhì)量。誤差的來源包括幾何誤差、熱變形誤差、振動(dòng)誤差等。幾何誤差主要由刀具磨損、機(jī)床精度、工件定位誤差等引起。熱變形誤差切削過程中產(chǎn)生的熱量會(huì)引起刀具和工件的熱變形，影響加工精度。振動(dòng)誤差切削過程中產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)造成表面粗糙度增加，降低加工精度。幾何誤差尺寸誤差圓錐的直徑、錐度、長度等尺寸與設(shè)計(jì)值之間的偏差。形狀誤差圓錐的形狀與理論形狀之間的偏差，例如圓錐度不均勻、圓錐表面不平整等。位置誤差圓錐的中心軸線與設(shè)計(jì)位置之間的偏差，例如圓錐中心偏移、圓錐軸線傾斜等。熱變形誤差切削熱切削過程中產(chǎn)生的熱量會(huì)使工件和刀具發(fā)生熱膨脹，導(dǎo)致尺寸誤差。工件變形工件的熱變形會(huì)影響加工精度，導(dǎo)致尺寸偏差和形狀變化。刀具磨損高溫會(huì)導(dǎo)致刀具磨損加劇，影響切削質(zhì)量和加工效率。振動(dòng)誤差工具振動(dòng)切削過程中，刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致切削表面出現(xiàn)波紋、刀具磨損加速等問題。系統(tǒng)振動(dòng)機(jī)床本身的剛性不足、導(dǎo)軌磨損、主軸軸承磨損等都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)振動(dòng)，從而影響加工精度。誤差控制措施精密測(cè)量使用高精度測(cè)量?jī)x器，例如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，對(duì)加工件進(jìn)行精確測(cè)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正加工誤差。數(shù)控機(jī)床應(yīng)用采用數(shù)控機(jī)床，可以有效地提高加工精度，減少人為誤差的影響。刀具管理定期檢查和更換刀具，避免刀具磨損導(dǎo)致的尺寸誤差和表面質(zhì)量下降。圓錐切削的工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)是圓錐切削加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理的工藝設(shè)計(jì)能夠提高加工效率，降低加工成本，保證加工質(zhì)量。刀具選擇根據(jù)工件材料、加工精度、表面質(zhì)量等要求選擇合適的刀具。切削參數(shù)確定確定切削速度、進(jìn)給量、切深等參數(shù)，以保證加工效率和質(zhì)量。刀具選擇刀具材料刀具材料的選擇取決于加工工件的材質(zhì)、切削速度和切削溫度等因素。常用的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金和陶瓷等。刀具形狀刀具形狀應(yīng)根據(jù)圓錐的形狀和尺寸選擇，常見的刀具形狀有圓錐形、圓柱形和組合形等。刀具尺寸刀具尺寸應(yīng)根據(jù)圓錐的尺寸和加工精度要求選擇，刀具尺寸過小會(huì)導(dǎo)致加工效率低，尺寸過大則會(huì)導(dǎo)致加工精度下降。刀具磨損刀具在切削過程中會(huì)發(fā)生磨損，磨損程度會(huì)影響加工精度和表面質(zhì)量，應(yīng)定期檢查刀具磨損情況，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的刀具。切削參數(shù)的確定切削參數(shù)影響圓錐加工精度和效率。4.3加工夾具設(shè)計(jì)夾具類型選擇根據(jù)圓錐工件的尺寸、形狀和加工精度要求選擇合適的夾具類型，如三爪卡盤、四爪卡盤、磁性夾具等。夾具定位精度保證工件在夾具中的定位精度，確保圓錐切削加工的尺寸精度和形狀精度。夾具剛性選擇具有足夠剛性的夾具，防止在切削過程中發(fā)生變形，影響加工精度。夾具穩(wěn)定性確保夾具在切削過程中穩(wěn)定可靠，避免工件松動(dòng)或脫落，造成安全事故。加工工藝流程1準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備原材料，刀具，夾具2加工階段按照工藝要求進(jìn)行圓錐切削3檢驗(yàn)階段檢驗(yàn)尺寸精度和表面質(zhì)量圓錐切削加工質(zhì)量及其檢測(cè)表面質(zhì)量表面粗糙度、表面完整性、表面硬度等尺寸精度錐度、直徑、長度等5.1表面質(zhì)量表面粗糙度表面粗糙度反映加工表面微觀幾何形狀的特征，是衡量加工質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。表面完整性表面完整性是指表面層結(jié)構(gòu)的完整程度，包括表面層硬度、殘余應(yīng)力等。表面清潔度表面清潔度是指表面上的污垢、雜質(zhì)等污染物的程度。尺寸精度1公差圓錐切削加工的尺寸精度通常用公差來表示。2誤差來源尺寸誤差主要來源于刀具磨損、熱變形和振動(dòng)等。3控制方法通過選擇合適的刀具、控制切削參數(shù)和使用精密測(cè)量?jī)x器來控制尺寸誤差。5.3檢測(cè)方法圓錐度測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)激光掃描儀圓錐切削加工的應(yīng)用實(shí)例汽車行業(yè)例如，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸、凸輪軸、齒輪等零件的加工都需要用到圓錐切削加工。航空航天行業(yè)例如，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)身、機(jī)翼等零件的加工都需要用到圓錐切削加工。汽車行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)圓錐切削用于加工發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座，提高密封性能和燃油效率。變速箱圓錐切削用于加工變速箱齒輪，提高傳動(dòng)效率和平順性。懸掛系統(tǒng)圓錐切削用于加工懸掛臂和轉(zhuǎn)向節(jié)，提高車輛操控性和穩(wěn)定性。航空航天行業(yè)的應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)部件圓錐切削加工用于制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，如渦輪葉片、噴嘴和燃燒室。這些部件需要高精度和耐用性才能在極端條件下工作。機(jī)身結(jié)構(gòu)圓錐切削加工用于制造機(jī)身結(jié)構(gòu)部件，如機(jī)翼、尾翼和機(jī)身。這些部件需要輕質(zhì)且堅(jiān)固，以滿足飛機(jī)的飛行性能要求。模具制造精密加工模具制造需要高精度和表面質(zhì)量，圓錐切削加工能夠滿足這些要求。復(fù)雜形狀圓錐切削加工可以用于制造各種形狀的模具，例如圓錐形、錐形等。高效生產(chǎn)圓錐切削加工可以提高模具制造的效率，減少加工時(shí)間和成本。結(jié)論圓錐切削加工作為一項(xiàng)重要加工工藝，在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著科技的不斷發(fā)展，圓錐切削加工技術(shù)將會(huì)更加精密、高效、智能化，為推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)力支撐。圓錐切削加工的發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化和智能化數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用，將進(jìn)一步提高圓錐切削加工的效率和精度。新型材料與工藝復(fù)合材料和增材制造等新技術(shù)，將為圓錐切削加工帶來新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。精密測(cè)量與檢測(cè)在線測(cè)量和非接觸式測(cè)量等技術(shù)，將提高圓錐切削加工的質(zhì)量控制水平。主要研究