演講人：日期：金屬切削加工的基礎知識目錄CONTENTS金屬切削概述切削運動與切削要素金屬切削機床與夾具刀具材料與結構金屬切削過程與優化工件質量與表面質量金屬切削加工的安全與環保01金屬切削概述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動，切除多余金屬，達到設計要求的幾何精度、尺寸精度和表面質量。定義金屬切削具有高精度、高效率、高表面質量等特點，是機械制造中不可或缺的重要工藝。特點定義與特點金屬切削能實現高效率的材料去除，大幅提高機械制造的生產效率。提高生產效率金屬切削能精確控制工件的尺寸和形狀，保證加工精度和穩定性。保證加工精度金屬切削能獲得良好的表面質量，提高工件的耐腐蝕性和使用壽命。改善表面質量金屬切削在機械制造中的重要性010203金屬切削的歷史與發展早期研究19世紀中葉開始研究金屬切削原理，最早測量鉆頭切削鑄鐵等材料時的扭矩。刀具幾何參數研究若塞耳研究了刀具幾何參數對切削力的影響，為刀具設計提供了理論基礎。切屑形成過程研究季梅解釋了切屑的形成過程，提出金屬材料在刀具前方受擠壓和剪切的觀點。現代發展金屬切削技術不斷發展，涌現出各種新型刀具材料和切削工藝，為機械制造提供了更多選擇。02切削運動與切削要素切削運動的定義切削運動是表面成形切削工的動作，是一種表面成形運動，可分解為主運動和進給運動。切削運動-刀具切削刃毛刺分類體系切削運動的意義切削運動的基本概念該體系以金屬切削加工中最基本的運動——主運動和進給運動為基礎，以刀具切削刃及其與工件的相對位置為參考，包含了金屬切削加工的基本要素。切削運動完全體現出各種切削加工形式的普遍特點，為深入開展毛刺生成機理研究確立出了系統、完整的科學體系。切削要素及其影響切削要素的定義切削要素是指在切削過程中，對切削過程及結果具有影響的因素，如切削速度、進給量、切削深度等。切削要素對切削過程的影響切削要素的改變會直接影響切削力、切削溫度、刀具磨損和加工表面質量等。切削要素的優化通過優化切削要素，可以提高切削效率、降低切削成本，并獲得更好的加工表面質量。切削時，刀具與工件之間會產生切削力，根據力的作用方向不同，可分為主切削力、進給力和背向力。切削力的產生與分類切削過程中產生的熱量會導致刀具和工件的溫度升高，影響切削效率、刀具磨損和加工表面質量。切削溫度的分布與影響切削過程中，工件會發生彈塑性變形，產生切屑。切屑的形態和大小對切削力、切削溫度和刀具磨損都有影響。切削區的變形與斷屑切削過程中的物理現象03金屬切削機床與夾具按加工方式分類按機床精度分類車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等，每種機床都有其獨特的加工方式和適用范圍。普通機床、精密機床、高精度機床，精度依次遞增，加工精度和表面質量也相應提高。金屬切削機床的分類與特點按自動化程度分類手動操作機床、半自動機床、全自動機床，自動化程度越高，生產效率越高，對操作人員技能要求越低。機床特點高精度、高效率、高剛性、高速度、高自動化等，能夠滿足不同加工需求。夾具的選用原則根據工件的形狀、尺寸、加工精度和加工工序等因素，選擇適合的夾具，保證加工質量和效率。夾具的作用快速、準確地定位和夾緊工件，保證工件在加工過程中的位置和尺寸精度，提高加工效率和質量。夾具的種類通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具等，每種夾具都有其獨特的適用場合和優缺點。夾具的作用及種類加工要求根據工件的加工要求，選擇適合的機床和夾具，保證加工精度和表面質量。經濟效益在滿足加工要求和生產工藝的前提下，選擇價格合理、維護方便的機床和夾具，降低生產成本，提高經濟效益。操作便捷性機床和夾具的操作應簡便、靈活，易于工人掌握和使用，提高生產效率和安全性。生產工藝結合生產工藝和工序安排，選擇機床和夾具的類型、規格和精度等級，使生產流程更加順暢。機床與夾具的選用原則0102030404刀具材料與結構刀具材料的性能要求硬度刀具材料必須具有高硬度，以確保在切削過程中能夠抵抗被切削材料的壓力而不變形或磨損。耐磨性刀具在切削過程中需要經常與金屬摩擦，因此必須具有良好的耐磨性，以延長使用壽命。韌性刀具材料需要具有一定的韌性，以防止在切削過程中突然斷裂或崩刃。耐熱性切削過程中會產生大量的熱能，刀具材料需要能夠承受高溫而不失去其性能。高速鋼：高速鋼是一種高硬度、高耐磨性的鋼材，適用于制造切削速度較低的刀具，如鉆頭、絲錐等。硬質合金：硬質合金是用粉末冶金方法將硬質化合物和金屬粘結劑壓制而成的，具有高硬度、高耐磨性和高韌性，適用于制造切削速度較高的刀具，如銑刀、車刀等。立方氮化硼（CBN）：CBN刀具具有很高的硬度和耐磨性，適用于切削加工高硬度、高韌性的難加工材料，如高溫合金、硬質鑄鐵等。陶瓷：陶瓷刀具具有高硬度、高耐磨性和化學穩定性，適用于切削加工高硬度、高耐磨性的金屬材料，如鑄鐵、冷硬鑄鐵等。常見刀具材料及其特點切削刃設計排屑設計切削刃的幾何形狀和參數對切削性能有直接影響，合理的切削刃設計可以提高切削效率、降低切削力和溫度。排屑槽的設計有助于在切削過程中及時排除切屑，避免切屑堵塞和劃傷工件表面。刀具結構設計與優化冷卻與潤滑合理的冷卻和潤滑系統可以有效地降低切削溫度、減少刀具磨損和提高加工質量。刀具材料選擇與熱處理根據被切削材料的性質和要求，選擇合適的刀具材料，并進行適當的熱處理，以提高刀具的硬度和耐磨性。05金屬切削過程與優化切削力的來源與分類切削時，刀具對工件產生的作用力，包括主切削力、進給力和背向力等。切削力的影響因素工件材料、刀具材料、切削參數（如切削速度、進給量、背吃刀量）以及切削條件（如切削液、刀具磨損）等。切削力的計算與測量通過實驗、理論計算或數值模擬等方法，獲取切削力的大小和分布，為切削過程優化提供依據。切削過程中的力學分析切削過程中，由于摩擦和塑性變形等因素，會產生大量熱量，這些熱量主要通過刀具、工件和切屑傳導。切削熱的產生與傳導切削溫度過高會導致刀具磨損加劇、工件變形和表面質量降低等問題。切削溫度對加工的影響通過合理選擇切削參數、使用切削液、優化刀具材料等方法，有效控制切削溫度。切削溫度的控制方法切削熱與切削溫度的影響切削參數的優化根據工件材料、刀具材料和加工要求，選擇最佳的切削速度、進給量和背吃刀量等參數。刀具的選擇與合理使用根據加工條件和切削參數，選用合適的刀具材料、刀具結構和幾何參數，提高刀具耐用度和加工效率。切削液的選用與效果根據切削加工的要求和切削溫度的控制，選擇合適的切削液種類、濃度和供給方式，以達到最佳的切削效果。切削過程的優化策略06工件質量與表面質量包括工件的形狀、尺寸和位置精度，是工件質量的重要指標。幾何精度表面粗糙度金屬組織反映工件表面微觀幾何形狀誤差，影響工件的使用壽命和美觀。切削加工會對金屬組織產生影響，影響工件的性能和使用壽命。工件質量的評價指標表面質量的影響因素及改善措施刀具因素刀具的材料、幾何參數和磨損情況直接影響表面質量。切削參數切削速度、進給量、切削深度等參數對表面質量有直接影響。切削液合理使用切削液可以降低切削溫度，減少刀具磨損，提高表面質量。工件材料工件材料的硬度、韌性、導熱性等性質也會影響表面質量。提高工件質量與表面質量的方法精細加工采用精密機床和刀具，嚴格控制切削參數，提高加工精度。表面強化處理通過噴丸、滾壓等表面處理技術提高工件表面硬度和耐磨性。合理選擇切削液根據工件材料和切削條件選擇合適的切削液，以降低表面粗糙度。優化刀具角度合理選擇刀具的幾何角度，可改善切屑的排出和減少刀具的磨損，從而提高工件質量和表面質量。07金屬切削加工的安全與環保金屬切削加工中的安全問題及預防措施切削過程中的危險因素包括機床運動、刀具刃口、工件形狀等，易造成人身傷害和設備損壞。02040301切削參數的合理選擇合理選擇切削速度、進給量和切削深度，避免超負荷運轉和刀具磨損。安全操作規程制定并嚴格執行安全操作規程，確保切削過程中人員和設備的安全。安全防護裝置和設施配備必要的防護罩、防護欄、限位器等安全防護裝置，確保操作人員安全。切削液的作用切削液具有冷卻、潤滑、清洗和防銹等作用，有助于提高切削效率和工件質量。切削液的選用根據加工材料、刀具和切削參數等因素，選用合適的切削液種類和濃度。切削液的合理使用與維護定期更換切削液，避免切削液變質和污染，同時做好切削液的過濾和凈化工作。環保要求選用環保型切削液，減少對環境的污染和對