《金属切削技术与机床设备》课件.pptVIP

金属切削技术与机床设备欢迎学习《金属切削技术与机床设备》课程。本课程将深入探讨金属切削的基本原理、各类机床设备的结构与工作原理，以及现代制造技术的发展趋势。通过系统学习，您将掌握金属加工的核心技术，为未来在制造业的发展奠定坚实基础。无论您是初学者还是希望提升专业知识的从业人员，本课程都将为您提供全面的金属切削理论与实践知识，帮助您理解现代制造业的核心技术和未来发展方向。

课程概述课程目标掌握金属切削的基本理论与技术，熟悉各类机床设备的结构与工作原理，具备分析解决金属切削技术问题的能力，为从事机械制造领域的工作奠定理论基础。学习内容课程涵盖金属切削基础理论、传统机床设备、数控技术、特种加工方法、现代制造技术等多个方面，通过理论学习与实践相结合的方式进行教学。考核方式采用过程性评价与终结性评价相结合的方式，包括课堂表现（10%）、实验报告（30%）、期末考试（60%）三部分内容，全面评估学习效果。

第一章：金属切削基础金属切削的定义金属切削是指利用切削工具与工件之间的相对运动，通过塑性变形或断裂的方式去除工件表面多余材料的加工方法。这一过程通常会产生切屑，是机械制造领域中最基础、应用最广泛的加工方法之一。金属切削的重要性金属切削技术是现代工业制造的基础，约有60%-70%的机械零件需要通过切削加工完成。掌握金属切削技术对提高产品质量、降低生产成本、促进制造业发展具有重要意义。随着工业4.0时代的到来，金属切削技术也在不断创新，向高效、精密、智能、绿色方向发展，在航空航天、汽车制造、能源装备等领域发挥着不可替代的作用。

金属切削的基本要素切削速度刀具切削刃相对于工件的线速度进给量刀具每转进给距离切削深度刀具切入工件的深度切削速度（v）是切削三要素中最重要的参数，对刀具寿命、加工效率和表面质量有显著影响，通常用米/分钟（m/min）表示。进给量（f）直接影响表面粗糙度，常用毫米/转（mm/r）表示。切削深度（ap）决定了单次可去除的材料量，影响切削力和功率消耗，用毫米（mm）表示。这三个参数相互影响，合理选择三者的组合是获得高效、高质量加工的关键。实际生产中，通常根据工件材料、刀具类型、机床性能等因素进行综合考虑。

金属切削过程中的主要运动主运动提供切削所需的主要动力和速度，通常为旋转运动或直线运动。如车床工件的旋转、铣床刀具的旋转等。主运动决定切削速度，是切屑形成的主要条件。进给运动使刀具沿一定方向移动，不断切入新的工件材料，确保切削过程持续进行。进给运动决定进给量，直接影响表面质量和加工效率。切入运动刀具进入工件或退出工件的运动，调整切削深度的运动。切入运动决定切削深度，影响单次切削的材料去除量。在实际加工过程中，这三种运动相互配合，共同完成切削过程。不同的机床设备实现这些运动的方式可能不同，但原理基本相同。例如，在车削加工中，主运动由工件旋转实现，进给运动和切入运动由刀具移动实现。

金属切削的基本原理切屑形成过程当刀具切入工件表面时，在刀具前方的材料受到挤压而产生塑性变形。随着刀具的不断前进，材料沿剪切面滑移，形成切屑。切屑形成过程包括弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。根据工件材料和切削条件的不同，可形成连续切屑、断续切屑和粒状切屑三种基本类型。连续切屑表面光滑，适合精加工；断续切屑有利于排屑但表面质量较差；粒状切屑多出现在脆性材料的切削中。切削力的产生切削力是刀具对工件的作用力，主要由材料变形抗力和刀具与工件、切屑间的摩擦力组成。切削力可分解为主切削力、进给力和背向力三个分量，其中主切削力最大，约占总切削力的70%-80%。切削力的大小受工件材料、切削参数、刀具几何参数等因素影响。切削力过大可能导致刀具变形、振动和过早磨损，因此在实际生产中需要合理控制切削力。

切削热的产生与分布变形热约占总切削热的65%-80%主要产生于剪切区，由材料塑性变形时内部摩擦产生摩擦热约占总切削热的20%-35%产生于刀具前刀面与切屑接触区以及后刀面与已加工表面接触区切削温度影响因素切削速度（影响最大）进给量和切削深度工件材料和刀具材料切削液的使用情况切削热对切削过程有着显著影响。首先，高温会加速刀具磨损，降低刀具寿命；其次，切削温度会导致工件热变形，影响加工精度；此外，切削区的高温还可能改变工件表面的材料性能，影响其使用性能。在实际生产中，通常采用使用切削液、优化切削参数、选择合适的刀具材料和涂层等方式控制切削温度，提高加工质量和效率。

切削工具材料高速钢含钨、钼、铬、钒等合金元素的工具钢，硬度高（62-67HRC），耐热性较好（可在600℃下工作），韧性好，易于加工成复杂形状的刀具，价格较低。适用于中低速切削，制作复杂形状刀具如麻花钻、丝锥等。硬质合金由难熔金属的碳化物（如WC、TiC）和黏结金属（如Co）烧结而成，硬度高（90-93HRA），