金屬切削加工基礎(chǔ)知識演講人：日期：目錄CATALOGUE01金屬切削概述02切削運(yùn)動與切削要素03金屬切削機(jī)床與夾具04刀具與工件05金屬切削過程的現(xiàn)象與規(guī)律06金屬切削的質(zhì)量控制與優(yōu)化01金屬切削概述CHAPTER金屬切削是金屬成形工藝中的材料去除加成形方法，通過刀具與工件的相對運(yùn)動，切除多余金屬，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的幾何精度、尺寸精度和表面質(zhì)量。定義金屬切削過程涉及力學(xué)、熱學(xué)、摩擦學(xué)等多學(xué)科，具有高效率、高精度、高表面質(zhì)量等特點(diǎn)。特點(diǎn)定義與特點(diǎn)提高生產(chǎn)效率金屬切削可通過優(yōu)化切削參數(shù)和刀具結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。加工范圍廣金屬切削可加工各種金屬材料，包括鋼鐵、有色金屬等，是機(jī)械制造中不可或缺的加工方法。保證加工精度金屬切削可實(shí)現(xiàn)較高的加工精度和表面質(zhì)量，滿足機(jī)械制造中的高精度要求。金屬切削在機(jī)械制造中的重要性金屬切削的歷史與發(fā)展早期研究金屬切削原理的研究始于19世紀(jì)中葉，早期研究主要集中在刀具幾何參數(shù)對切削力的影響以及切屑的形成過程。發(fā)展歷程現(xiàn)代應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，金屬切削技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了各種新型刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)和切削工藝。現(xiàn)代金屬切削技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天、汽車制造等領(lǐng)域，成為推動工業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)之一。02切削運(yùn)動與切削要素CHAPTER切削運(yùn)動的基本概念主運(yùn)動刀具切削刃相對于工件進(jìn)行的切削運(yùn)動，是切削加工中最基本、最主要的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動刀具沿著工件切削方向相對于工件的移動，是切削運(yùn)動中不可或缺的一部分。切削速度主運(yùn)動的速度，是切削加工中最重要的參數(shù)之一，對切削效率、切削力、切削溫度等產(chǎn)生顯著影響。切削深度刀具切削刃切入工件內(nèi)部的深度，它決定了切削層的厚度和切削力的大小。切削用量包括切削速度、切削深度以及進(jìn)給量，是切削加工中可控的參數(shù)，對切削效率、切削力、切削溫度、刀具磨損等產(chǎn)生直接影響。切削要素及其影響01切削層參數(shù)包括切削層厚度、切削層寬度等，與切削用量密切相關(guān)，直接影響切削效果和切削力。02刀具幾何參數(shù)包括前角、后角、主偏角、副偏角等，對切削力、切削溫度、刀具磨損等產(chǎn)生重要影響。03工件材料工件材料的硬度、強(qiáng)度、韌性等機(jī)械性能，對切削力、切削溫度、刀具磨損等產(chǎn)生顯著影響。04切削用量的選擇與優(yōu)化根據(jù)工件材料、刀具材料、刀具幾何參數(shù)以及加工要求等，合理選擇切削用量，以達(dá)到最佳的切削效果和經(jīng)濟(jì)效益。切削用量選擇原則通過試驗(yàn)或優(yōu)化算法，確定最優(yōu)的切削用量組合，使切削力、切削溫度、刀具磨損等達(dá)到最佳狀態(tài)，提高加工效率和質(zhì)量。切削用量的選擇直接影響加工表面的粗糙度、尺寸精度和形狀精度，應(yīng)根據(jù)加工要求合理選擇。切削用量優(yōu)化方法切削用量的合理選擇可以延長刀具壽命，降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。切削用量與刀具壽命關(guān)系01020403切削用量與加工質(zhì)量關(guān)系03金屬切削機(jī)床與夾具CHAPTER按加工方式分類金屬切削機(jī)床可分為車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等。每種機(jī)床都有其獨(dú)特的加工方式和適用范圍。按自動化程度分類金屬切削機(jī)床可分為手動、機(jī)動、半自動和自動機(jī)床。自動化程度越高，生產(chǎn)效率越高，但價格也相對更高。金屬切削機(jī)床的特點(diǎn)金屬切削機(jī)床具有高剛度、高精度和高效率等特點(diǎn)，能夠滿足各種金屬切削加工的需求。按加工精度分類金屬切削機(jī)床可分為普通機(jī)床、精密機(jī)床和高精度機(jī)床。高精度機(jī)床具有更高的加工精度和表面質(zhì)量。金屬切削機(jī)床的分類與特點(diǎn)01020304夾具的選用原則夾具的選用應(yīng)根據(jù)工件的形狀、尺寸、加工精度和生產(chǎn)效率等因素進(jìn)行綜合考慮。同時，夾具的剛性和穩(wěn)定性也是重要的考慮因素。機(jī)床夾具的作用機(jī)床夾具能夠定位和夾緊工件，保證工件在加工過程中的位置和穩(wěn)定性，從而提高加工精度和效率。機(jī)床夾具的種類常見的機(jī)床夾具包括通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具和組合夾具等。不同類型的夾具適用于不同的加工場景和工件形狀。機(jī)床夾具的作用與種類機(jī)床與夾具的選用原則加工精度要求01機(jī)床和夾具的精度應(yīng)滿足加工精度的要求，以保證工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。工件形狀和尺寸02機(jī)床和夾具的選用應(yīng)考慮工件的形狀和尺寸，以確保工件能夠方便地定位和夾緊，同時避免加工過程中的干涉和碰撞。加工效率03機(jī)床和夾具的選用應(yīng)考慮加工效率，以提高生產(chǎn)效率和降低成本。對于大批量生產(chǎn)，應(yīng)選用自動化程度較高的機(jī)床和夾具。機(jī)床與夾具的協(xié)調(diào)性04機(jī)床和夾具之間應(yīng)具有良好的協(xié)調(diào)性，以確保加工過程中的穩(wěn)定性和可靠性。同時，夾具的更換和調(diào)整應(yīng)方便快捷，以減少生產(chǎn)輔助時間。04刀具與工件CHAPTER車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、鋸片、齒輪刀具等。刀具按用途分類刀體、刀柄、刀片等。刀具的結(jié)構(gòu)組成01020304整體式、鑲嵌式、機(jī)夾式、焊接式等。刀具按結(jié)構(gòu)分類前刀面、主后刀面、副后刀面、切削刃等。刀具的切削部分刀具的種類與結(jié)構(gòu)工件的材料與特性工件材料的種類碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬等。工件材料的物理性能硬度、強(qiáng)度、韌性、塑性等。工件材料的化學(xué)性能對刀具的耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性影響。工件材料的加工特性切削難易程度、加工硬化程度、切削溫度等。刀具與工件的匹配與優(yōu)化刀具材料與工件材料的匹配01選擇合適的刀具材料以匹配工件材料的特性。刀具幾何參數(shù)與工件材料的匹配02根據(jù)工件材料的特性選擇刀具的前角、后角、刃傾角等幾何參數(shù)。切削參數(shù)的選擇與優(yōu)化03合理選擇切削速度、進(jìn)給量、切削深度等切削參數(shù)，以提高加工效率和刀具壽命。切削液的合理選擇04根據(jù)加工情況選用合適的切削液，以降低切削溫度、減少摩擦和刀具磨損。05金屬切削過程的現(xiàn)象與規(guī)律CHAPTER切屑的形成原因由于切削工具與工件材料的相互作用，使工件材料發(fā)生變形而成為切屑。切屑的分類根據(jù)切屑形態(tài)，可分為帶狀切屑、擠裂切屑、單元切屑和崩碎切屑等；根據(jù)工件材料，可分為塑性材料切屑和脆性材料切屑。切屑的控制通過選擇合適的刀具、切削參數(shù)和切削液，可以控制切屑的形狀、大小和排出方向，從而提高加工效率和表面質(zhì)量。切屑的形成與分類切削過程中，工件材料在刀具的作用下發(fā)生彈性變形和塑性變形，使切屑形成并產(chǎn)生加工硬化。切削變形切削過程中，由于摩擦和材料變形會產(chǎn)生大量熱量，使切削區(qū)溫度升高，導(dǎo)致工件材料性能變化和刀具磨損。切削熱與溫度切削液可以冷卻、潤滑切削區(qū)，減小切削力和切削溫度，提高刀具耐用度和加工質(zhì)量。切削液的作用切削過程中的物理現(xiàn)象切削過程中的力學(xué)規(guī)律切削力切削時，刀具對工件施加的壓力和摩擦力稱為切削力，它是影響切削效率、刀具耐用度和加工質(zhì)量的重要因素。切削力的來源切削力的影響因素切削力主要來源于工件材料的彈性變形、塑性變形以及刀具與工件之間的摩擦。切削力的大小與工件材料的性質(zhì)、刀具材料、切削參數(shù)（如切削速度、進(jìn)給量、切削深度）以及切削液的使用情況有關(guān)。06金屬切削的質(zhì)量控制與優(yōu)化CHAPTER描述加工后零件幾何形狀與理想形狀的偏差。幾何精度切削質(zhì)量的評價指標(biāo)描述加工后零件的尺寸與預(yù)期尺寸之間的偏差。尺寸精度反映零件表面微觀幾何形狀誤差，影響零件的使用性能和美觀。表面粗糙度零件加工后內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力，可能導(dǎo)致零件變形或開裂。殘余應(yīng)力切削參數(shù)切削速度、進(jìn)給量、切削深度等直接影響切削質(zhì)量和效率。刀具材料刀具的硬度、耐磨性、耐熱性等直接影響切削質(zhì)量和刀具壽命。刀具幾何參數(shù)前角、后角、刃傾角等刀具幾何角度影響切削過程的切削力和切削溫度。工件材料工件材料的硬度、塑性、導(dǎo)熱性等影響切削過程中的切削力和切削溫度。影響切削質(zhì)量的因素切削質(zhì)量的優(yōu)化方法合理選擇切削參數(shù)01根據(jù)工件材料、刀具材料等因