《切削加工工艺》课件

切削加工工艺切削加工工艺是制造业中广泛应用的技术，它利用刀具对工件进行切削，从而改变工件的形状、尺寸和表面质量。课程大纲11.切削加工工艺概述介绍切削加工的概念、分类、特点以及在制造业中的重要性。22.切削基本理论讲解切削力、切屑生成理论，以及切屑的形态和流动机理。33.切削参数与工艺条件分析切削速度、进给量、切深等参数对切削加工的影响，并介绍切削液的应用。44.切削刀具及材料讲解刀具的几何参数、刀具材料的性能和选择，以及刀具磨损机理。55.基本切削工艺介绍常见的切削加工工艺，包括车削、铣削、钻削等，并阐述其原理和应用。1.1切削加工工艺概述切削加工是制造业中最常用的加工方法之一。它通过刀具与工件之间的相对运动，去除工件材料，形成所需形状和尺寸的工件表面。1.2切削基本理论切削力切削力是指在切削过程中，刀具对工件施加的力，主要包括切削力、背向力、径向力等。切屑形成切屑是工件被刀具切削后形成的金属碎屑，其形状、尺寸和流动状态会影响切削效率和工件表面质量。切削热切削热是在切削过程中产生的热量，会影响刀具的寿命、工件的表面质量和切削精度。1.3切削参数与工艺条件切深切深是指刀具切入工件的深度，影响切削力、切削温度和切屑厚度。进给量进给量是指刀具每转或每分钟沿工件进给的距离，影响加工效率和表面粗糙度。切削速度切削速度是指刀具在切削过程中相对工件的运动速度，影响切削力、切削温度和刀具寿命。1.4切削刀具及材料刀具类型车刀铣刀钻头铰刀镗刀材料高速度钢、硬质合金、陶瓷、CBN等刀具参数刀具几何形状、刀具材料、刀具尺寸1.5基本切削工艺车削车削是一种去除材料以创建圆柱形、锥形或其他旋转形状的工艺。车削广泛应用于制造轴、轴承、齿轮等。铣削铣削是一种使用多齿刀具去除材料以创建平面、凹槽、槽和轮廓的工艺。铣削在制造飞机部件、汽车零部件和模具等领域中非常常见。2.切削加工工艺概述切削加工是利用刀具对工件进行切削，从而改变工件形状、尺寸和表面质量的加工方法。它是机械制造中的重要加工方法之一，广泛应用于各种机械产品的生产。2.1切削加工概念材料去除利用刀具切削去除材料，使工件获得所需形状、尺寸和表面质量的过程。机械加工方法广泛应用于机械制造行业，用于加工各种金属材料，以及一些非金属材料，如塑料和木材。精度要求切削加工工艺通常能够获得较高的加工精度和表面质量。2.2切削加工分类车削加工车削加工是利用车床，用刀具对旋转的工件进行切削加工，形成圆柱形、圆锥形、球形等旋转体表面。铣削加工铣削加工是利用铣床，用多刃刀具对工件进行切削加工，形成平面、沟槽、齿形等形状。钻削加工钻削加工是利用钻床，用钻头对工件进行切削加工，形成孔洞。磨削加工磨削加工是利用磨床，用砂轮对工件进行切削加工，提高工件的精度和表面光洁度。2.3切削加工特点1高效率切削加工能快速去除材料，提高生产效率。2高精度通过精确控制切削参数，可以获得高精度零件。3高灵活度适用于各种材料和形状的加工，满足复杂零件的加工需求。4广泛应用切削加工应用于机械制造、航空航天、电子等领域，为各行业提供精密零件。3.切削基本理论切削基本理论是理解切削加工工艺的基础。它解释了切削过程中的力学、热学和材料学原理，为优化切削参数和工艺条件提供理论支撑。3.1切削力理论切削力概念切削力是刀具在切削过程中受到的力。它包括三个主要方向上的分力：切向力（Ft）：推动刀具前进径向力（Fr）：将刀具压向工件背向力（Fa）：抵抗刀具切入切削力分析切削力的大小和方向影响切削效率、刀具磨损和工件表面质量。分析切削力的影响因素，如切削速度、进给量、切深、刀具几何参数和工件材料等，可以优化切削加工工艺。3.2切屑生成理论切削力作用切削力导致工件表面材料塑性变形，形成切屑。切屑生成过程复杂，受多种因素影响。切屑类型切屑类型主要有连续切屑、断续切屑和碎屑。切屑类型取决于切削条件和刀具材料。切屑形态切屑形态包括卷曲状、带状、块状、碎屑状等，受切削条件、刀具几何参数和材料性质影响。3.3切屑流动机理11.切屑的形成切削过程中，刀具与工件之间的摩擦力会使工件表面材料发生塑性变形，形成切屑。22.切屑的流动切屑在切削力作用下从工件表面分离，并沿着刀具刃口流动。33.切屑形态的影响因素切屑形态受切削速度、切深、进给量、刀具形状、工件材料等因素的影响。44.切屑流动机理的重要性了解切屑流动机理有助于优化切削参数，提高加工效率和表面质量。3.4切屑形态分类连续切屑切屑形态为连续的带状，切削过程平稳。断续切屑切屑断裂成碎屑，容易卡在刀具或工件之间，影响加工精度。卷屑切屑卷曲成螺旋形，容易缠绕刀具，影响切削效率。切削参数与工艺条件切削加工的工艺参数是指影响切削加工过程的各种因素，包括切削速度、进给量、切深、切削液等。这些参数的选择直接影响切削加工效率、加工精度和刀具寿命。4.1切深、进给、切削速度切深切深是指刀具每次切削时进入工件的深度。切深会影响切削力的大小，切深越大，切削力越大。进给量进给量是指刀具在每分钟内相对于工件的移动距离。进给量会影响切削速度，进给量越大，切削速度越快。切削速度切削速度是指刀具在切削过程中与工件接触点的切向速度。切削速度会影响切削温度和刀具寿命，切削速度越高，切削温度越高，刀具寿命越短。4.2切削液应用润滑切削液可以降低切削刃与工件之间的摩擦，减少热量产生，延长刀具寿命。冷却切削过程会产生大量热量，切削液可以带走热量，防止工件变形和刀具过热。排屑切削液可以将切屑带走，防止切屑堆积，影响加工精度和切削效率。保护切削液可以保护工件表面，防止腐蚀和生锈。4.3切削工艺参数优化优化模型选择选择适合切削工艺的优化模型，例如遗传算法、模拟退火等，提高优化效率。数据分析工具应用利用数据分析工具，例如Python的Scikit-learn，分析切削参数与切削结果的关系，为优化提供依据。自动化优化技术应用自动化技术，例如机器人自动化，实现切削工艺参数的动态调整，提高加工效率和精度。5.切削刀具及材料切削刀具是切削加工中不可缺少的工具，其材料和几何形状直接影响着加工效率和零件质量。5.1刀具几何参数刀具刃口角度刃口角是指刀具主切削刃与工件表面之间的夹角，影响切削力的方向和大小，进而影响切削效率和表面质量。刀具前角前角是指刀具主切削刃与工件表面之间的夹角，决定切屑的流动方向和切削阻力，影响切削效率和表面质量。刀具后角后角是指刀具主切削刃与工件表面之间的夹角，影响切削力的方向和大小，进而影响切削效率和表面质量。刀具刃倾角刃倾角是指刀具主切削刃与工件表面之间的夹角，影响切削力的方向和大小，进而影响切削效率和表面质量。5.2刀具材料及性能刀具材料种类刀具材料种类繁多，包括高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料等。高速钢具有韧性好、耐磨性强、价格便宜的优点，适用于一般切削加工。刀具材料性能硬质合金具有硬度高、耐磨性好、耐高温的优点，适用于高速切削加工。陶瓷具有硬度高、耐磨性强、热稳定性好的优点，适用于超高速切削加工。5.3刀具磨损机理磨损过程刀具在切削过程中，刀刃与工件材料发生摩擦，导致刀具材料逐渐被磨损，最终影响切削质量。磨损阶段刀具磨损一般经历三个阶段：磨合阶段、正常磨损阶段、剧烈磨损阶段。磨损类型常见的刀具磨损类型包括：粘结磨损、磨粒磨损、扩散磨损、疲劳磨损、热疲劳磨损、化学磨损等。6.基本切削工艺切削加工是机械制造中应用最广泛的加工方法之一。切削加工工艺涉及车削、铣削、钻削等多种基本工艺，是机械加工的基础。6.1车削工艺车床车床是常用的切削设备之一，用于加工各种轴类、盘类零件。车刀车刀是车削加工中使用最广泛的刀具，根据其结构和用途可分为多种类型。切削参数车削加工的主要参数包括切深、进给量、切削速度等，这些参数会影响加工效率和零件质量。6.2铣削工艺11.铣削加工原理铣削加工是利用铣刀的旋转运动，将工件切削成所需的形状和尺寸。22.铣刀分类铣刀按其结构、用途、刃形等进行分类，包括立铣刀、端铣刀、面铣刀、T形铣刀等。33.铣削加工特点铣削加工效率高，加工精度较高，可加工复杂形状，应用广泛。44.铣削加工应用铣削加工广泛应用于机械加工、模具加工、航空航天等领域。6.3钻削工艺钻削加工原理钻头旋转，切削刃切入工件，形成圆形孔。钻削工艺可加工盲孔、通孔，加工效率高，广泛应用于机械加工领域。钻削工艺特点钻削工艺特点包括加工速度快、效率高、