机械加工工艺基础(完整版)PPT课件

.1，中南大学CentralSouthUniversity，机械制造工程教育，中南大学工程教育中心，多媒体课件，2，制造技术是将原材料转化为产品的应用技术，是科学技术走向实际应用的接口和桥梁，也是促进科学技术进一步发展的基础。先进的制造技术对创造物质财富和发展科学技术很重要。世界各产业发达国家都有先进的制造技术和庞大的制造业，制造业是各产业发达国家的基础产业。创造的物质财富达到国民经济的一半以上。要使国家繁荣昌盛，必须大力革新制造技术，大力发展现代制造业。机械制造工程训练是工艺理论教育与制造工程实践相结合的基础课程，该课程包括材料成型工艺基础、机械加工工艺基础等大部分内容。3，材料成型工艺基础：主要介绍了机械零件毛坯成型方法的工艺特点、工艺参数选择、各种零件毛坯的结构工艺、零件的材料选择和成型方法选择的基本原则。机械加工工艺基础：主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切削机械和刀具、切削基本工艺、切削方法选择的基本原理、零件加工结构工艺等。4，加工技术基础，中南大学工业训练中心，中南大学中央大学。5，第一章。切削基础知识第二章。金属切削机床第三章。加工工艺第四章。零件表面的加工程序第5章。零件的结构技术第6章。数控加工技术第七章。加工中心自动编程和操作第8章。组装第九章。快速第九章成型制造技术第十章。先进的制造技术，索引，第六章，第一章截肢的基本知识，索引，7，加工是利用刀具和工件的相对运动，刀具在工件或轮廓上切削多余材料，以加工既满足精度又满足表面粗糙度的零件。切削分为加工和夹紧。22.05.2020，1。加工这个概念。8，1.1夹具和机器加工，夹具：通过工人手持工具切削。机器加工：用不同的机器加工工件，如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等。9，2。零件表面质量概念、零件几何图元参数：宏几何图元参数：包含：特征(例如大小、形状、位置等)。精细几何体参数：请参见：精细曲面粗糙度。22.05.2020，10、2.1加工精度、加工精度：指示零件加工后其尺寸、形状、位置等参数与理论参数相符的程度。偏差越小，加工精度越高。a .尺寸精度：零件尺寸参数的精确程度。b .造型精确度：零件造型接近理想造型的程度。c .位置精度：基于基准之间的位置的零件实际特征(点、直线、面)的精度。22.05.2020，11，22.05.2020，2.1加工精度，国家标准规定：常用精度等级为20级，分别为IT01、IT0、IT1和it2.显示为it18。数字越大，准确度越低。其中常用IT5-IT13。高精度：IT5、IT6通常通过磨削获得。中等精度：IT7-IT10通常从精加工汽车、铣削和滑动中获得。低精度：IT11-IT13通常通过粗茶淡饭、铣削、规划、钻孔等加工方法获得。12，2.1.1标注精确度， 25，0-0.04，零件大小特征的错误大小。问：准确度的高低与哪两个因素有关？预设尺寸和公差大小。13，2.1.2形精度， 25轴加工后可能出现的形错误，0-0.013，14，2.1.2造型精确度表示零件中实际特征的造型与理想造型相符的程度；国家标准为六种类型的形位公差(如下表所示)的几何精度指定尺寸。框架被拆分为两个单元格，箭头指向正在表示的表面，数字表示容差的大小(以毫米为单位)。15，2.1.3位置精度表示基于基准之间位置的零件实际特征(点、线、面)的精度。，圆的英文字母指向基准，第3帧，箭头指向要表示的曲面，16，零件精度等级及其处理方法，17，2.2表面加工，表面加工：指示零件的微观表面凹凸度。原因：1)切削时刀具和工件相对运动引起的摩擦。2)加工过程中机床、工具和工件的振动；3)切割时零件表面撕裂的芯片结果痕迹；4)加工时零件表面发生塑料变形。18，2.2表面粗糙度，表面粗糙度对零件质量的影响：零件的表面粗糙度对机械零件的性能和使用寿命有很大影响，主要有以下几个方面：1)零件表面粗糙度减少接触面积，单位面积压力大，接触变形大，磨损阻力大，磨损速度快；2)表面粗糙度会影响拟合特性。对于间隙配合，表面粗糙且容易磨损，因此间隙快速增加。对于干涉配合，您可以在组合时展平小凸毂，并减少有效干涉，以降低贴合强度。3)零件表面粗糙，底部容易堆积腐蚀性物质，引起表面腐蚀，不能轻易去除。4)零件负载后，凹谷中容易发生应力集中，因此发生裂纹，零件中断。19，2.2表面粗糙度评估参数：通常轮廓算术平均偏差ra。20，2.2表面粗糙度，22.05.2020，ra，h1h2h 3.HN，21，2.2表面粗糙度，国家标准规定：表面粗糙度分为14个等级，数值越大，表面越粗糙。表面加工符号上的数字Ra(单位为微米m)。22.05.2020，22，2.2表面加工符号的意义和套用，23，2.3 Ra表面特性的一般加工方法，24，2.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系，精度：宏观几何参数的错误表面粗糙度：精细几何参数的错误处理精度高，应采用一系列高精度加工方法，高精度加工后零件的表面粗糙度必须低，反之，表面粗糙度低，零件必须采用一系列减少表面粗糙度的加工方法，低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度加工方法。例如：各种机床的手柄：表面粗糙度很低，但准确度不高。22.05.2020，零件的加工精度和表面粗糙度之间的关系如何？问题，25，在机械零件的基本面上，外部圆、内部圆(孔)、平面和成型面的基本曲面主要通过以下加工方法获得：3.使用切削运动和切削，26，要完成零件曲面的加工，刀具和工件必须具有形成曲面的基本运动，即切削运动切削运动。刀具和工件的相对运动切削运动分为主运动和进给运动主运动。提供切削可能性的运动。主运动只有一个进给运动。提供连续切削可能性的运动。进给运动有多个，3.1切削运动，27，3.1切削运动，工件机床的切削运动，使用28，3.2切削、切削用量可包括切削速度、进给和后刀具切削速度。切削刃上选取的点以相对于工件主运动的瞬时速度，v以m/s进给(m/s进给)单位表示。进给运动方向的刀具偏移以f表示。对于汽车、钻孔和铣削，mm/r回加工量：加工曲面和要加工曲面之间的垂直距离，以AP表示，单位为mm，如下图所示。29，3.2.1车削切削速度，后加工量计算，v3360切削速度d:工件直径n:工件速度，后加工量：切削速度：Dmax:加工曲面直径dmin:加工曲面直径ap:百刀大小，30，3.3切削的合理选择问题(1)按粗加工AP-f-v顺序选择a是主要目的，粗加工的主要目的是以最小走刀数尽快去除多馀金属，只留下后续工艺的加工馀量。因此，必须先根据毛坯大小选择APB，粗加工，而不考虑表面粗糙度。确定AP后，选择大f，然后减少路径时间。确定c、AP、f后，选择v(2)精加工(如果机器功率和刀具耐用性允许)。按v-f-AP顺序选择精加工的主要目的是保证产品质量并减少零件的表面粗糙度。因此，首先选择尽可能高的v，然后选择满足表面粗糙度要求的f，最后根据精加工裕度选择ap，31，4。切削刀具、刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：刀具材料和刀具的几何角度。4.1刀具材料有五个基本属性，1 .高硬度：HRC60或更高，2 .高强度和韧性：保证在不损伤切削力的情况下承受。3.高热固性：材料在高温下保持高硬度的性能，热硬化性显示为热硬性温度；优秀的耐磨性；良好的工艺和经济；32，碳工具钢：例如T7，T8，T9.t13等。适合创建文件、手锯等简单的手动工具。合金工具钢：在碳工具钢中添加少量钨、铬、锰、硅等，耐热性低，适用于制造丝锥、板齿等低速成型工具。高速钢：包含更多钨、铬、钒和其他合金元素，通常有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。适用于制造中速精加工刀具，如铣刀、钻头花等。硬质合金：组件由WC、TiC和Co组成，是通过烧结方法获得的4.1.1中常用的刀具材料，33，4.1.1常用刀具材料，常用硬质合金如下：钨钴钛(等级YT)硬质合金：代码YT5，YT15，YT30，粗加工-精加工YT30；钨钴(等级YG)硬质合金：适合加工铸铁、青铜等脆性材料的代码名称YG3、YG6、YG8等，用于粗加工的YG8，用于精加工的YG3。34，4.1.2其他刀具材料、陶瓷：基于Al2O3的陶瓷和基于Si3N4的陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是硬度高、耐磨性高、耐热性强，主要缺点是弯曲强度低、冲击韧性差，承受不了大冲击载荷。金刚石：三种天然单晶金刚石工具全合成金刚石工具金刚石复合刀片立方硼氧化物：在高温高压下添加催化剂的软立方硼，35，常用刀具材料，36，相当于多种齿刀具或复杂刀具的一把刀。车削刀具分为加工部分和夹紧部分，切削部分由前后三个刀具面组成。前后加工面的交线称为主切削刃前后加工面的交线。辅助切削刃两个切削边的交点称为刀尖，但刀尖绝对不锋利。要研究刀具的几何角度，请通过三个辅助平面：主切削边上的一点与该点切削速度方向垂直的平面。切削平面：通过主切削边上的一点，针对该点加工与曲面相切的平面。正交平面：通过主切削刃上的一点与主切削刃投影垂直的平面，4.2刀具的几何角度(车削刀具的基本形式)，37，前角度gamma。正交平面中前刀面和基础面之间的角度；嗅觉阿尔法。在直角平面中，主后切削平面和切削平面之间的角度；主偏折Kr:主切削刃在基本面上的投影和进给方向的角度。次偏转角Kr :底部子切削刃的投影和进给相反方向的角度。叶片倾斜s，4.2.1车削刀具的几何角度，38，4.2.2前角的正负一般加工韧性材料必须有较大的前角。加工脆性材料需要使用较小的前角度。初始角度的范围通常在-5到25之间。39，4.2.3刀片倾斜s，刀片倾斜s:加工平面中主切削刃和基座之间的角度。主要影响磁头的强度和芯片移除方向。通常取 s=-10到10，粗加工经常取负值以增加头部强度。精加工通常采用正值，以防止加工表面擦伤。40，4.2.4刀片倾斜s的正值和负值，如果刀尖位于主切削刃最高点，s为正值，反之为负值。41，4.3刀具角度的合理选择问题，原则：粗加工时为了提高切削效率，切削力更大，必须提高强度；精加工时的切削力较小，刀具更加锋利，以确保零件质量。粗加工：前角度、后角度均小、强度高的精加工：前角度、后角度均大，刀具的锐利主偏角：手推车轴：90度外圆和外侧端，使用45度半角：较小值以减少表面粗糙度：通常为5-15度角倾斜：对于粗加工，为负值；对于精加工，为正值；对于精加工，为正值，42，麻花钻由工作部分、颈部和手柄组成，工作部分包括导向和切口，4.4麻花钻的基本形状，43，螺旋角:包含切线的前角度：。后角度：f天花板角度2 :投影到垂直钻孔轴平面上的两个主切削刃角度(通常在2 =116-120度之间)；倾斜角:主切削刃和水平边投影到钻孔的垂直轴平面上的角度。通常47-55度；4.4.1麻花钻的主要几何角度，44，车轮：是用磨料和结合剂烧结的磨削工具。磨料：磨料是砂轮的主要组成部分，负责切削作用，因此磨料硬度很高。粒子大小：指示磨粒的大小。结合剂：结合剂有粘合磨料颗粒的作用。硬度：指示研磨轮上研磨颗粒下落的程度。4.5车轮材料和外观，45，4.5.1常用磨料的特性和用途，46，47，5。刀具磨损和刀具耐久性，刀具在使用一定时间后，由于摩擦和切削热量的作用，刀具变钝，切削温度升高，影响加工精度和表面质量，因此必须及时锐化。刀具耐久性是刀具从起始切削到达到磨损限制为止的切削时间。例如：硬质合金焊接刀具的耐久性规定为60分钟。22.05.2020，48，刀具使用，钝磨工具，包含：3种磨损形式和3种磨损阶段，5.1刀具使用过程，49，金属切削过程从工件表面切削额外的金属层，表示芯片形成过程。1.金属在刀具前刀面的作用下挤压，产生弹性变形。应力逐渐增大，发生塑性变形-滑动。3.应力达到强度极限，剪切滑移挤压形成芯片。4.切断。、1的弹性变形2塑胶变形3分割晶片、6金属的切削工艺，50，典型芯片是a .带状芯片：大前角刀具，切削速度高，进给率小，加工塑料材料时出现。带状芯片形成后，切削力柔软，表面光滑，但切片连续，容易刮伤不安全或加工的表面。b .螺距芯片：以较低的切削速度以较大的进给速度加工中等硬度的钢时出现。形成这种芯片时，金属经过弹性变形、塑性变形、挤压和切割阶段，这是典型的切削过程，但切削力大幅度波动，工件表面粗糙。C.碎屑崩溃：加工铸铁、黄铜等易碎材料时出现，形成这种芯片时，切削力和切削力都集中在刀刃和刀尖上，刀具容易磨损。6.1金属的芯片类型，51，6.2芯片肿瘤，芯片肿瘤：芯片沿着前刀面流出时，与前刀