哈工大版金属切削原理与刀具课件第3章

哈工大版金属切削原理与刀具课件第3章REPORTING目录金属切削的基本原理刀具材料与刀具结构切削过程与控制切削参数优化与加工质量PART01金属切削的基本原理REPORTING切削运动与切削用量切削运动是指刀具与工件之间的相对运动，包括主运动和进给运动。主运动是切削过程中最主要的运动，它使刀具切入工件，并产生切削速度。进给运动是使刀具连续切入工件的运动，它决定了切削层的厚度和切削量。切削用量是指切削过程中的三个基本要素，即切削速度、进给量和切削深度。切削运动定义主运动进给运动切削用量切削层参数包括切削厚度、切削宽度和切削长度。切削层参数切削方式是指刀具切入工件的方式，包括顺铣和逆铣。切削方式顺铣时，刀具切入工件的方向与进给方向相同，切削力较小，适用于粗加工和软材料加工。顺铣逆铣时，刀具切入工件的方向与进给方向相反，切削力较大，适用于精加工和硬材料加工。逆铣切削层参数与切削方式切削功率切削功率是指切削过程中消耗的功率，它等于切削力与切削速度的乘积。切削热产生与传递在切削过程中，由于工件材料的变形和摩擦会产生大量的切削热，这些热量主要通过工件、刀具和冷却液传递出去。切削力的产生切削力是指切削过程中刀具克服切削阻力的力，它主要由工件材料的硬度、强度和刀具的几何参数等因素决定。切削力的产生与切削功率PART02刀具材料与刀具结构REPORTING具有良好的耐磨性和韧性，适用于粗加工和半精加工。工具钢具有较高的硬度、耐磨性和韧性，适用于加工硬度较高的材料。高速钢具有极高的硬度、耐磨性和耐热性，适用于加工硬度高、耐磨性要求高的材料。硬质合金具有极高的硬度、耐磨性和耐热性，适用于加工各种硬材料。金刚石刀具材料的种类与性能影响切削力、切削热和切削刃强度，增大前角可以减小切削力，降低切削热，但过大的前角会降低切削刃强度。前角影响切削刃的强度和后刀面的磨损，增大后角可以减小后刀面磨损，但过大的后角会降低切削刃强度。后角影响切削力的分配和切削稳定性，增大主偏角可以减小径向切削力，提高切削稳定性。主偏角影响切削刃的强度和后刀面磨损，减小副偏角可以减小后刀面磨损，但过小的副偏角会导致切削刃强度降低。副偏角刀具的结构与几何参数影响切削力、切削热和刀具磨损，增大切削深度可以减小进给量，提高加工效率，但过大的切削深度会增大切削力和刀具磨损。切削深度影响切削温度、切削力和刀具磨损，提高切削速度可以减小切削时间，提高加工效率，但过高的切削速度会导致切削热增加和刀具磨损加剧。切削速度影响切削力和表面粗糙度，增大进给量可以减小切削时间，提高加工效率，但过大的进给量会导致切削力增大和表面粗糙度增加。进给量刀具的切削角度分析PART03切削过程与控制REPORTING切削过程中，刀具切削刃切入工件，使材料产生剪切滑移，形成切屑。切屑的形状和大小取决于工件材料、切削条件和刀具几何参数。切屑的形成为了减小切削阻力、提高切削效率，需要对切屑进行控制。常用的切屑控制方法包括断屑、卷屑和分屑等。切屑控制断屑槽和断屑器是常用的切屑控制工具。断屑槽的设计能够使切屑在一定条件下断裂，而断屑器则通过施加外力使切屑断裂。断屑槽与断屑器切屑的形成与控制切削温度01切削过程中，由于切削力和切削热的产生，切削区温度会升高。温度过高会导致刀具磨损加剧、工件热损伤和加工质量下降。冷却润滑02为了降低切削温度、减小刀具磨损和提升加工质量，需要采用冷却润滑技术。常用的冷却润滑剂包括切削液和润滑油等，它们能够带走切削热、减小摩擦和降低刀具磨损。冷却方式03冷却方式包括内冷、外冷和雾冷等。内冷是将冷却液直接通过刀具内部通道喷向切削区；外冷是将冷却液喷射到刀具和工件表面；雾冷则是将冷却液雾化后喷向切削区。切削区的温度与冷却润滑切削振动切削过程中，由于多种因素的相互作用，如工件材料的内部缺陷、刀具的安装误差或外部干扰等，可能导致切削振动。振动不仅影响加工精度和表面质量，还会加速刀具磨损。刀具磨损刀具在切削过程中，由于受到高温、高压和摩擦的作用，其表面材料会发生转移、氧化、扩散和粘结等变化，导致刀具磨损。磨损会减小刀具使用寿命、降低加工精度和增大加工成本。减振措施为了减小切削振动和刀具磨损，可以采取一系列减振措施，如改进刀具几何参数、优化切削用量、使用减振装置或采用振动主动控制技术等。切削振动与刀具磨损PART04切削参数优化与加工质量REPORTING切削深度选择根据工件材料和加工要求，选择合适的切削深度。较深的切削深度可能导致刀具磨损加剧，而较浅的切削深度可能影响加工效率。切削速度优化切削速度的调整直接影响切削力和切削热，进而影响刀具寿命和加工质量。优化切削速度可以平衡加工效率和加工质量。进给量选择进给量决定了切削厚度和切削表面质量。合适的进给量可以确保加工效率和加工质量的平衡。切削参数的选择与优化表面粗糙度是衡量加工表面微观不平度的参数，直接影响零件的耐磨性、配合性质和疲劳强度。表面粗糙度表面完整性表面微观几何形状包括表面纹理、残余应力和硬化层等，这些因素影响零件的疲劳强度和耐腐蚀性。如微观不平度、波纹度和表面形貌等，这些因素影响零件的摩擦性能和配合性质。030201加工表面质量分析123通过比较不同切削参数下的加工时间和材料去除率，可以评估出最优的切削参数组合，从而提高加工效率。加工效率评估刀具成本是加工成本的重要组成部分