圆锥切削加工课件

圆锥切削加工圆锥切削加工是一种常见的金属加工工艺，用于创建圆锥形形状此过程通常使用车床或铣床，并使用专门的工具来创建圆锥形轮廓课程大纲绪论圆锥切削的几何模型圆锥切削力分析圆锥切削表面质量介绍切削加工的基本概念，例分析圆锥切削的几何模型，包分析圆锥切削力组成，包括切介绍圆锥切削表面质量，包括如刀具、工件、切削参数等括切削参数和刀具运动轨迹削力、推力、侧向力等表面粗糙度、表面应力等讨论切削力计算方法，例如讨论切削加工方法的分类，例讨论切屑形成过程，包括切屑Merchant公式讨论圆锥切削表面质量控制方如车削、铣削、钻削等类型、切屑厚度等法，例如刀具选择、切削参数优化绪论圆锥切削加工是机械加工中一种重要的加工方法它广泛应用于航空航天、汽车、模具等领域本章将对圆锥切削加工的概述进行介绍，为后续章节的深入学习打下基础切削加工简介材料去除刀具与工件各种加工方式切削加工是指使用刀具从工件上切除多余材切削加工过程中，刀具和工件之间的相对运常见的切削加工方式包括车削、铣削、钻削料，以获得所需的形状和尺寸的加工方法动，导致材料被切削去除，形成切屑、磨削等，每种方式适用于不同的加工需求加工方法分类车削铣削

1.

2.12利用车刀将工件旋转，进行切利用铣刀旋转，将工件相对铣削加工的方法刀进行移动，进行切削加工的方法钻削刨削

3.

4.34利用钻头旋转，在工件上加工利用刨刀往复运动，进行切削孔的方法加工的方法切削几何参数刃倾角前角刀具主切削刃与工件表面之间的夹角刀具主切削刃与切削方向之间的夹角后角副角刀具主切削刃与工件表面之间的夹角刀具副切削刃与工件表面之间的夹角圆锥切削的几何模型圆锥切削加工过程中的几何模型是理解和分析切削过程的关键该模型描述了刀具、工件和切屑之间的几何关系，并涉及切削参数和运动轨迹该模型还包含了切削力的方向、切屑的形状和大小，以及表面质量和加工精度等方面的分析圆锥切削参数切削速度进给量切削速度是指刀具在切削过程中进给量是指刀具每转或每分钟沿相对于工件的运动速度，通常用进给方向移动的距离，通常用毫米分钟表示米转或毫米分钟表示///切削深度切削方向切削深度是指刀具切入工件的深切削方向是指刀具相对工件的运度，通常用毫米表示动方向，通常有顺铣和逆铣两种圆锥切削加工刀具运动轨迹圆锥切削加工过程中，刀具的运动轨迹是一个复杂的曲线刀具需要沿着圆锥的母线移动，同时还要进行旋转运动为了保证加工精度，刀具的运动轨迹必须精确控制刀具运动轨迹的精确控制依赖于数控机床的控制系统控制系统根据加工程序，精确控制刀具的运动速度和方向，确保刀具按照预定的轨迹进行运动圆锥切削切屑形成过程切削过程中的切屑形成是一个复杂的物理过程切削刀具与工件材料接触，产生切削力，导致工件材料塑性变形和断裂切屑的形状和尺寸取决于切削参数、刀具几何形状、工件材料特性等因素切屑形成过程可分为三个阶段切削开始阶段，切屑形成阶段和切屑分离阶段在切削开始阶段，切削刀具与工件材料接触，产生切削力，导致工件材料塑性变形在切屑形成阶段，切削力继续作用，工件材料发生断裂，形成切屑在切屑分离阶段，切屑从工件上脱离，进入切屑槽圆锥切削力分析圆锥切削加工过程中，刀具与工件之间会产生切削力切削力的分析是理解切削加工过程的关键切削力的方向和大小影响加工效率、表面质量和刀具寿命圆锥切削力组成切削力主切削力切削力是刀具在切削过程中受到主切削力是刀具切削时受到的沿的阻力切削力的大小和方向直切削方向的阻力，影响刀具的切接影响加工效率和表面质量削深度和进给速度背切削力径向切削力背切削力是刀具切削时受到的垂径向切削力是刀具切削时受到的直于切削方向的阻力，影响刀具垂直于主切削力和背切削力的阻的切削力方向和切削效率力，影响刀具的切削力方向和切削稳定性圆锥切削力计算切削力计算方法描述经验公式法基于经验数据和实验结果，建立切削力与切削参数的关系式理论分析法利用切削力模型和切削力分析理论，推导切削力的计算公式有限元分析法建立切削过程的有限元模型，模拟切削过程，计算切削力切削力影响因素切削速度切削深度12切削速度越高，切削力越小，但切削温度会升高，影响刀具切削深度越大，切削力越大，但切削效率也会提高寿命切削宽度刀具材料34切削宽度越大，切削力越大，但切削效率也会提高刀具材料的硬度和强度会影响切削力，更硬的刀具通常具有更高的切削力圆锥切削表面质量圆锥切削表面质量是衡量切削加工质量的重要指标，直接影响零件的性能和使用寿命表面质量主要由表面粗糙度、表面应力和表面完整性等因素决定圆锥切削表面质量表面粗糙度影响因素圆锥切削加工后的表面会呈现出一定的粗糙度切削速度、进给量、切削深度、刀具磨损等因素会影响表面粗糙度表面粗糙度用值表示，值越小，表面越光滑Ra Ra合适的加工参数和刀具选择可以有效控制表面粗糙度表面应力残余应力拉伸应力压缩应力圆锥切削加工过程中，切削力会使工件表面拉伸应力会使工件表面发生膨胀，降低材料压缩应力会使工件表面发生收缩，提高材料产生残余应力的抗拉强度的抗压强度圆锥切削表面质量控制加工参数控制刀具选择与维护冷却润滑液控制切削速度、进给量和切削使用合适的刀具，并定期维护使用合适的冷却润滑液，可以深度等参数，可以有效地提高刀具，可以保证切削过程的稳降低切削温度，减少表面热变表面质量定性，从而提高表面质量形，从而提高表面质量适当的切削参数可以减少表面粗糙度，降低表面应力锋利的刀具可以产生更平滑的冷却润滑液可以有效地减少刀表面，并减少表面缺陷具磨损和切削过程中的摩擦力圆锥切削加工变形切削加工过程中，工件会受到切削力的作用而发生变形变形程度取决于切削力大小、工件材料特性、切削参数等因素圆锥切削加工变形弹性变形-弹性变形应力影响表面形貌弹性变形是指材料在切削力作用下发生的暂弹性变形的大小与切削力的大小和材料的弹弹性变形会影响切削表面的形貌，例如产生时变形，当切削力消失后，材料能够恢复到性模量有关，切削力越大，弹性变形越大微小的凸起或凹陷原来的形状塑性变形材料性质金属材料在切削力作用下发生永久性变形，导致材料内部结构发生变化切削参数切削速度、进给量、切深等参数都会影响塑性变形程度加工环境温度、润滑条件等因素也会影响材料的塑性变形圆锥切削加工变形机理分析切削力切削过程中产生的切削力导致工件发生弹性变形和塑性变形切削力的大小和方向影响变形程度材料性质工件材料的硬度、强度、塑性等影响变形程度硬度高的材料变形较小，塑性好的材料变形较大刀具几何参数刀具的刃口形状、角度和尺寸影响切削力的大小和方向，进而影响变形程度切削速度切削速度越高，切削温度越高，材料的塑性降低，变形程度增加切削深度切削深度越大，切削力越大，变形程度增加切削方向切削方向影响切削力的方向，进而影响变形的方向和程度圆锥切削加工精度圆锥切削加工精度是指加工出来的圆锥形零件尺寸和形状与设计要求的偏差影响圆锥切削加工精度的因素很多，例如刀具磨损、切削参数、工件材料、机床精度等等圆锥切削加工精度公差分析尺寸公差形状公差圆锥切削加工中，尺寸公差是指形状公差是指允许零件实际形状允许零件实际尺寸与理论尺寸之与理论形状之间的偏差范围圆间的偏差范围尺寸公差取决于锥形状的公差包括圆度、直线度加工精度要求、刀具磨损、材料、平面度、圆柱度、平行度等性能等因素位置公差表面粗糙度位置公差是指允许零件实际位置表面粗糙度是指零件表面微观几与理论位置之间的偏差范围圆何形状的特征，包括表面纹理的锥切削加工中，位置公差主要包深度、间距、方向等表面粗糙括同轴度、对称度、平行度、垂度是影响零件功能和寿命的重要直度等因素精度控制措施刀具选择加工参数优化

1.

2.12选择合适的刀具类型和磨损状合理设置切削速度、进给量和况的刀具可以有效提高加工精切深等加工参数，可以控制加度工变形，提高精度工件夹紧加工环境控制

3.

4.34选择合适的夹紧方式，保证工控制车间温度、湿度等环境因件在加工过程中的稳定性，避素，减少加工误差免加工变形刀具佩带及磨损刀具佩带是指刀具在切削过程中因切削力和切削热的作用而发生的形状和尺寸变化刀具磨损则是指刀具在切削过程中因切削力和切削热的作用而导致的刀具材料逐渐损耗的现象刀具佩带及磨损机理磨损的定义刀具在切削过程中与工件表面发生摩擦和碰撞，导致刀具表面材料逐渐损失的现象磨损会导致刀具尺寸变化，影响加工精度，降低加工效率，甚至导致刀具断裂磨损的影响因素•切削速度•切削深度•切削液•工件材料圆锥切削刀具磨损形式粘结磨损磨粒磨损塑性变形磨损疲劳磨损切屑粘附在刀具表面，造成刀切削过程中，工件表面的磨粒刀具材料在切削过程中发生塑切削力循环作用下，刀具材料具刃口钝化嵌入刀具表面，造成刀具表面性变形，造成刀具刃口圆钝发生疲劳断裂，形成裂纹和崩损伤刃磨损控制切削液切削液可以减少摩擦，降低温度，延长刀具寿命切削速度适当的切削速度可以减少刀具磨损刀具材料使用耐磨性强的刀具材料，可延长刀具寿命加工工艺圆锥切削加工工艺是指将圆锥形刀具与工件进行相对运动，从而在工件表面形成圆锥形形状的加工过程该工艺涉及多种加工参数和工艺步骤，需要根据不同的加工需求进行选择和调整加工工艺工件准备1首先，需要对工件进行清洁和检验，确保工件表面干净无油污，并符合尺寸和形状要求刀具选择2根据圆锥的尺寸、材料和精度要求，选择合适的刀具例如，对于硬度较高的材料，需要使用硬质合金刀具切削参数设置3根据刀具和工件的材料特性，合理设置切削速度、进给量和切深切削速度过高或过低都会影响切削效率和加工质量切削加工4按照预先设定的切削参数，进行切削加工同时，要监控切削过程，及时调整切削参数，确保切削顺利进行检验和修整5加工完成后，需要对圆锥进行检验，确保其尺寸和形状符合要求必要时，进行修整，以满足精度要求工艺参数优化切削速度进给量切削速度影响切削力、切削温度进给量影响切削力、切屑厚度和和刀具寿命选择合适的切削速表面粗糙度合理选择进给量，度，可以提高生产效率并延长刀可以提高加工效率并控制表面质具使用寿命量切削深度刀具选择切削深度影响切削力、切屑厚度刀具的材料、几何形状和刃磨角和加工效率根据工件材料和加度都会影响加工效率和表面质量工要求，选择合适的切削深度选择合适的刀具，可以提高加工精度并延长刀具使用寿命加工实例圆锥切削加工广泛应用于制造业例如，汽车制造中，发动机凸轮轴、气门杆、活塞杆等零件都需要圆锥切削加工其他行业，如航空航天、机械制造、电子设备等，也大量使用圆锥切削加工技术圆锥切削加工工艺的应用，提高了产品质量和生产效率，并推动了工业技术的发展。