切削过程及控制
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机械制造技术切削过程切削过程切削过程是刀具从工件表面上切除多余材料,从切屑形成开始到已加工表面形成为止的完整过程。
一、切屑的形成过程在刀具的作用下,切削层金属经过一个复杂的过程变成切屑。
在这一过程中,切削层的形态发生了变化。
产生这一变化的根本原因是切削层金属在刀具的作用下产生老变形,这就是切削过程中的变形。
伴随切削过程的变形,出现一系列的物理现象,如切削力、切削热、切削温度、刀具磨损、积屑瘤等。
切削过程的变形是研究切削过程的基础。
图1 塑性金属材料的剪切破坏 削过程三个变形区图1所示模型说明了切削过程的变形。
塑性金属材料在刀具的作用下,沿与作用力成45o 的方向产生剪切滑移变形,当变形达到一定极限值时,就会沿着变形方向产生剪切滑移破坏。
若刀具连续运动,虚线以上的材料就会在刀具的作用下与下方材料分离。
金属切削过程与上述过程基本相似。
如图2所示,在刀具的作用下,切削层金属经过复杂的变形后与工件基体材料分离形成了切屑。
这一过程中产生的变形可以划分为三个区域,即三个变形区,它们是位于切削刃前OAM之间的第I变形区、靠近前刀面的第II变形区和位于后刀面附近的第III变形区。
图2 切削过程三个变形区(1) 第一(Ⅰ)变形区切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区,也就是图3所示OA与OM之间的区域就是第一(Ⅰ)变形区。
图3 金属切削过程的三个变形区金属材料在OA线以左发生弹性变形。
在OA线上,材料的剪应力达到屈服强度τs,开始塑性变形,产生滑移,OA称为始滑移线。
随着刀具的连续移动,原来处于滑移线上的金属不断向刀具靠拢,应力和变形也逐渐增大,达到OM线时,应力和变形达到最大值。
超过OM线,切削层金属将沿前刀面流出,形成切屑,完成切离。
OM线称为终滑移线。
OA线和OM线之间的区域是塑性变形区域。
第一变形区是金属切削变形过程中最大的变形区,在这个区域内,金属将产生大量的切削热,并消耗大部分功率。
此区域较窄,宽度仅0.02~0.2mm。
钳工实训零件加工过程和质量控制过程一、前期准备1.1 工具和材料准备钳工实训零件加工需要的工具主要有:卡盘、钳子、切削工具(铣刀、车刀、钻头等)、测量工具(千分尺、游标卡尺等)、磨料和液压油等。
材料主要有金属板材和金属棒材。
1.2 设计图纸阅读在进行加工前,需要阅读设计图纸,了解零件的形状和尺寸,以及所需加工方式和精度要求。
1.3 工作场所准备为保证加工过程的安全和顺利进行,需要对实训场所进行清洁整理,并保证通风良好。
二、加工过程2.1 零件定位根据设计图纸上给出的定位基准,在卡盘上夹紧金属板材或金属棒材,并用钳子固定好。
2.2 切削加工根据设计要求,在合适的位置上使用切削工具对零件进行铣削、车削或钻孔等操作。
在操作中要注意刀具的选择和切削速度,以及对切屑的处理。
2.3 磨削加工如果需要对零件进行磨削加工,可以使用砂轮机或手动磨削工具进行操作。
在操作中要注意砂轮的选择和转速,以及对磨屑的处理。
2.4 液压油添加在切削和磨削过程中,需要添加液压油来降低摩擦力和防止零件表面损伤。
添加液压油时要注意量的控制和安全操作。
2.5 检查质量加工完成后,需要使用测量工具对零件进行检查,确保其尺寸和形状符合设计要求,并满足精度要求。
三、质量控制过程3.1 设计图纸审核在加工前,需要对设计图纸进行审核,确保其符合标准规范,并能够实现加工要求。
如有问题需要及时与设计人员沟通解决。
3.2 工艺流程制定根据设计图纸和实际情况,制定详细的工艺流程,并确定每个环节的质量控制点和检查方法。
如有问题需要及时调整并记录下来。
3.3 加工过程监控在加工过程中,需要对每个环节进行监控,并记录下来。
如有问题需要及时处理,并记录下来。
3.4 检验过程在加工完成后,需要对零件进行检验,并记录下来。
如有问题需要及时处理,并记录下来。
3.5 质量反馈根据检验结果和实际情况,对加工过程进行总结和分析,并提出改进意见和建议。
同时,向设计人员和管理人员反馈质量情况,以便于后续工作的改进和优化。
单元综合复习(七)第三章金属切削过程及控制一、单向选择题:1、机床电机功率是根据切削功率确定的,(C)机床电机功率。
A、所以切削功率就是;B、但工作功率才是;C、但切削功率和工作功率都不是。
2、车削时,切削热传出的途径中所占比例最大的是(C)。
A、刀具;B、工件;C、切屑;D、空气介质。
3、钻削时,切削热传出的途径中所占比例最大的是(B)A、刀具;B、工件;C、切屑;D、空气介质。
4、磨削一般采用低浓度的乳化液,这主要是因为它(B)。
A、润滑作用强;B、冷却、清洗作用强;C、防锈作用好;D、成本低。
5、用硬质合金刀具高速切削时,一般(C)。
A、用低浓度乳化液;B、用切削油;C、不用切削液;D、用少量切削液。
6、精车铸铁工件时,一般(A)A、不用切削液或用煤油;B、用切削液;C、用高浓度乳化液;D、用低浓度乳化液。
7、在钢件上攻螺纹或套螺纹时,一般(B)。
A、不用切削液;B、用机油;C、用高浓度乳化液;D、用低浓度乳化液。
8、当工件的强度、硬度、塑性较大时,刀具耐用度(D)。
A、不变;B、有时长有时短;C、愈长;D、愈短。
9、刀具磨钝的标准是规定控制(B)。
A、刀尖磨损量;B、后刀面平均磨损高度VB;C、前刀面月牙洼的深度;D、后刀面磨损的厚度(即深度)。
10、切削铸铁工件时,刀具的磨损部位主要发生在(B)A、前刀面;B、后刀面;C、前、后刀面。
11、粗车碳钢工件时,刀具的磨损部位主要发生在(B)A、前刀面;B、后刀面;C、前、后刀面。
※12、高速钢车刀和普通硬质合金焊接车刀的刀具耐用度一般为(A)A、15~30min;B、30~60min;C、90~150min。
※13、齿轮滚刀的刀具耐用度一般为(B)A、15~30min;B、30~60min;C、90~150min。
※14、强力磨削的磨削深度可达(B)A、4mm以上;B、6mm以上;C、8mm以上;D、10mm以上。
二、多向选择题:1、在下述条件中,较易形成带状切屑的条件有(A、C、E、G)A、切削低碳钢时;B、切削中碳钢时;C、较小的进给量和背吃刀量;D、较大的进给量和背吃刀量;E、较高的切削速度;F、较低的切削速度;G、较大的前角。
机械制造技术复习题第二章切削过程及其控制复习题答案一、填空题:1.切削加工是利用切削刀具从毛坯上切下多余的材料,所得到的形状、尺寸、精度和表面粗糙度的加工方法。
2.车削的主运动是工件的旋转运动,钻削的主运动是钻头的旋转运动,牛头刨床的主运动是刀具的往复运动。
3.切削用量包括切削速度、切削深度和进给量。
4.车刀切削部分包括:三面、两刃、一尖,三面是指:前刀面、主后刀面、副后刀面;两刃是指:主切削刃、副切削刃;一尖是指:刀尖。
5.在刀具结构中,切屑流过的刀面称为:前刀面。
6.前角是指前刀面与基面的夹角,前角越大,刀具越锋利。
7.后角是指主后刀面与切削平面间的夹角,后角的主要作用是减少刀具与加工表面的摩擦。
8.主偏角是指主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角,它决定了主切削刃的工作长度、刀尖强度和径向力。
9.在切削平面中测量的主切削刃与基面的夹角是刃倾角。
10.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是刃倾角。
11.切断刀切断进给时其工作前角变大,工作后角变小。
12.刀具安装位置对刀具的氏作角度有影响,倾角为零时,切削刃高于工件中心,则工作前角变大,工作后角变小13.当刀杆中心线与进给予方向不垂直且逆时针方向转动时,工作主偏角变大,工作副偏角变小。
14.从形态上看,切屑可分为带状切屑、挤裂切屑、单元切削和崩碎切屑四种类型。
15.在形成挤裂切屑的条件下,若减小刀具前角、降低切削速度、加大切削厚度,就可能变为单元切屑。
16.靠前刀面的变形区称为第二变形区,这个变形区主要集中在与前刀面接触的切屑底面一薄层金属。
17.在已加工表面处形成的显着变形层(晶格发生纤维化)是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦所造成的,这一变形层称为第三变形区。
18.经过塑性变形后形成的切屑,其厚度h ch通常都要大于工件上切削层的厚度hD,而切屑长度Lch通常小于切削层长度Lc。
19.切削过程中金属的变形主要是剪切滑移,所以用相对滑行移量的大小来衡量变形程度要比变形系数精确些。
第3章金属切削过程及其控制3.1 概述■金属切削过程通过刀具从被加工表面切除多余材料而获得预定的尺寸精度和形状、位置精度的过程。
■金属切削过程中所涉及的主要问题●工件材料及其切削加工性能●切削力、切削热●刀具材料、角度●刀具变形、磨损●积屑瘤、残余应力●切屑控制3.2 金属切削加工的基本概念Basic Concepts About Metal Cutting■主运动v c(T——直线运动R——回转运动)■进给运动v f■合成切削运动v e■定位调整运动3.2.2 加工表面■待加工表面■已加工表面■过渡表面3.2.3 切削用量切削用量——切削时各种参数的总称。
包括:切削三要素●切削速度●进给量●背吃刀量(切削深度)■切削速度v c单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移。
切削速度的单位为m/s,用v c 表示。
●主运动为回转运动(R)时Vc=πdn/1000*60n——主运动(工件或刀具)的转速(r/min);d——工件或刀具接触部位的最大直径(mm)。
●主运动为往复直线运动(T)时,Vc=2Ln/1000*60L——每次往复运动的行程长度(mm);nr——主运动每分钟的往复次数(str/min)。
■进给量 f主运动一个循环(回转一周或往复一次),工件与刀具沿进给方向上的相对位移。
进给量用 f 表示,单位是mm/r 或mm/str。
每齿进给量fz (对多点刀具)f=z*f z进给速度V f=n*f=n*z*f z■背吃刀量(切削深度)ap主切削刃与工件切削表面接触长度在主运动方向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值——已加工表面和待加工表面间的垂直距离,单位为mm。
3.2.4 切削层截面参数■切削层(公称)厚度■切削层(公称)宽度■切削层(公称)横截面积3.3 金属切削刀具Metal Cutting T ools3.3.1 刀具结构●外圆车刀是最基本、最典型的刀具,由刀头和刀体组成●车刀的切削部分由3个刀面、2个刀刃和1个刀尖组成刨刀、铣刀、钻头等其他刀具可视为车刀的演变或组合3.3.2 刀具标注角度参考系(刀具静止参考系)设计标注、刃磨、测量刀具角度的基准.⑴基面Pr :通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。
机械切削加工过程的应力分析与控制机械切削加工是一种常见的金属加工方法,旨在通过机械力将材料从工件中剥离,以达到通过去除材料的方法来加工出所需的形状和尺寸。
然而,在这个过程中,会产生大量的应力,可能会对工件和刀具产生一系列不利影响。
因此,对机械切削加工过程的应力进行分析和控制,对于提高加工质量和效率具有重要意义。
首先,机械切削加工过程会导致工件表面的剪切应力和剪切应变。
剪切应力和剪切应变是由于切削刃尖端对工件进行切削时所产生的力和力矩引起的。
这些应力和应变可能导致工件表面的塑性变形或破坏,从而影响到工件的表面质量和尺寸精度。
因此,在机械切削加工过程中需要对切削参数进行优化,以减小剪切应力和剪切应变的大小,从而提高加工质量。
其次,机械切削加工过程还会引起刀具和工件的热应力。
在切削加工时,由于切削刃尖端与工件之间的摩擦和变形,会产生大量的热量。
这些热量会使刀具和工件局部温度升高,从而导致热膨胀和热收缩,产生热应力。
热应力会对刀具和工件的寿命和加工精度产生不利影响,因此需要通过选择合适的冷却液和优化切削参数来控制热应力的大小,以提高切削加工的效率和效果。
此外,机械切削加工过程还会引起工件材料的残余应力。
残余应力是指在切削加工过程中,由于材料的去除和形变所导致的应力,这些应力会在加工完成后留存在工件中。
残余应力的存在可能导致工件的变形和破坏,影响到工件的装配和使用性能。
因此,在机械切削加工过程中,需要通过选择合适的切削参数和工艺,以减小残余应力的大小,从而提高工件的加工质量。
最后,机械切削加工过程的应力分析和控制还需要考虑切削液的选择和使用。
切削液的主要功能是冷却、润滑和去除切屑。
通过选择合适的切削液,可以有效降低切削温度,减小摩擦和磨损,从而降低了切削过程中产生的应力和能量消耗。
切削液的选择还应考虑材料性质、加工条件和环保要求等因素,并采取相应的控制措施,以保证切削加工过程的顺利进行。
综上所述,机械切削加工过程的应力分析和控制对于提高加工质量和效率具有重要意义。
《机械制造技术基础》切削过程及其控制教案教案标题:《机械制造技术基础》切削过程及其控制教案内容:一、教学目标:1.了解切削过程的基本概念和原理;2.掌握切削过程的分类及其特点;3.熟悉切削力的计算方法;4.了解切削热和其对切削过程的影响;5.掌握切削过程的控制方法。
二、教学重点:1.切削过程的基本概念和原理;2.切削过程的分类及其特点;3.切削力的计算方法。
三、教学难点:1.切削热对切削过程的影响;2.切削过程的控制方法。
四、教学方法:1.讲授法:通过讲解切削过程的原理和分类,引导学生理解切削过程的基本概念;2.实例法:通过实际的切削过程案例,让学生了解不同类型的切削过程特点;3.探究法:通过课堂讨论和实验,让学生参与切削力的计算和切削热的影响分析;4.案例分析法:通过分析典型的切削过程,让学生掌握切削过程的控制方法。
五、教学过程:1.引入(5分钟)通过引入一段关于切削过程的实际案例,激发学生对切削过程的兴趣。
2.理论讲解(30分钟)(1)切削过程的基本概念和原理a.切削过程的定义和目的;b.切削过程涉及的基本概念:主切削速度、进给量、切削深度等;c.切削过程的原理:切削削屑的形成、切削力的产生;(2)切削过程的分类及其特点a.按切削物料划分:金属切削、非金属切削;b.按切削速度划分:高速切削、低速切削;c.按刀具类型划分:刀具式切削、砂轮切削等。
(3)切削力的计算方法a.切削力的计算公式;b.切削力的影响因素;c.应用实例分析切削力的计算方法。
3.实例分析(20分钟)通过展示实际切削过程的视频和案例,让学生了解不同类型的切削过程特点,并分析产生的切削力。
4.切削热的影响(15分钟)(1)切削热的产生原因;(2)切削热对切削过程的影响;(3)切削热的控制方法。
5.切削过程的控制方法(20分钟)(1)机械控制方法:选择合适的刀具和加工参数,提高切削效率;(2)刀具设计与选择;(3)切削液的应用;(4)切削过程的监测和反馈控制。
切削加工的工艺步骤切削加工是一种通过切削工具对工件进行剪切、刮削、磨削等方式来改变其形状、尺寸和表面质量的加工方法。
它广泛应用于金属加工领域,包括铣削、车削、钻削、刨削等不同类型的切削加工过程。
下面将详细介绍切削加工的工艺步骤。
第一步:确定工件和切削工具在进行切削加工之前,首先需要确定加工的工件物料和形状尺寸要求,以及使用的切削工具。
根据工件的材料和加工要求,选择适当的切削工具,包括铣刀、车刀、钻头等。
第二步:工件定位和夹紧将工件固定在加工设备上,确保其在加工过程中保持稳定的位置和姿态。
使用夹具、工件夹等夹具来夹紧工件,使其能够受到切削力的作用而不会移动或变形。
第三步:确定切削参数根据加工工件的材料、形状和尺寸等要求,确定合适的切削参数,包括切削速度、进给速度、切削深度等。
这些参数会直接影响加工过程中的切削力、切削温度和加工效率等指标。
第四步:进行切削加工根据切削参数,使用适当的切削工具进入工件表面,开始切削加工。
切削过程中,根据实际情况可适当调整切削参数来得到更好的加工效果。
第五步:监测加工过程在加工过程中,需要对切削过程进行监测和控制,以确保加工的结果达到所需的要求。
通过测量切削力、切削温度、加工表面粗糙度等指标,监测加工过程中的切削质量和切削工具的磨损情况。
第六步:调整切削参数根据加工过程中的监测结果,对切削参数进行及时的调整。
例如,根据切削力的变化来调整进给速度和切削深度,以保证切削过程的稳定性和加工质量。
第七步:结束加工当工件达到预定的形状和尺寸要求时,结束切削加工过程。
在结束加工之前,对加工表面进行检查和修整,以确保其达到要求的光洁度和精度。
切削加工的工艺步骤如上所述。
通过确定工件和切削工具、工件定位和夹紧、确定切削参数、进行切削加工、监测加工过程、调整切削参数和结束加工等步骤,可以有效地进行切削加工,并获得满足要求的加工结果。
切削加工技术的应用不仅提高了工件的加工精度和表面质量,还大大缩短了制造周期,提高了生产效率,为各行各业的发展做出了巨大贡献。
第二章练习题一。
单项选择题1。
切削铸铁工件时,刀具的磨损部位主要发生在: ( )a、前刀面b、后刀面c、前、后刀面2。
影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是:()a、主偏角b、前角c、副偏角d、刃倾角3.粗车碳钢工件时,刀具的磨损部位主要发生在: ( )a、前刀面b、后刀面c、前、后刀面4。
钻削时,切削热传出途径中所占比例最大的是:( )a、刀具b、工件c、切屑d、空气介质5.车削时,切削热传出途径中所占比例最大的是: ( )a、刀具b、工件c、切屑d、空气介质6.对铸铁材料进行粗车,宜选用的刀具材料是: ( )a、YT15(P10)b、YT5(P30)c、YG3X(K01)d、YG8(K20)7。
下列刀具材料中,强度和韧性最好的是:( )a、高速钢b、YG类硬质合金c、YT类硬质合金d、立方氮化硼8.安装外车槽刀时,当刀尖低于工件的回转轴线,与其标注角度相比刀具工作角度将会:()a、前角不变,后角变小b、前角变大,后角变小c、前角变小,后角变大d、前后角均不变9。
ISO标准规定刀具的磨钝标准是控制: ( )a、沿工件径向刀具的磨损量 b、后刀面上平均磨损带的宽度VB c、前刀面月牙洼的深度KTd、前刀面月牙洼的宽度10.一般当工件的强度、硬度、塑性越高时,刀具耐用度:( )a、不变b、有时高,有时低c、越高d、越低11。
下列刀具材料中,适宜制造形状复杂的机用刀具的材料是: ( )a、碳素工具钢b、人造金刚石c、高速钢d、硬质合金12.精车碳钢工件时,刀具的磨损部位主要发生在: ( )a、前刀面b、后刀面c、前、后刀面13。
工件材料相对加工性的等级划分是: ( )a、分为10级,1级最易切削,10级最难切削 b、分为8级,8级最易切削,1级最难切削c、分为8级,1级最易切削,8级最难切削d、分为10级,10级最易切削,1级最难切削14.生产中用来衡量工件材料切削加工性所采用的基准是:()a、切削退火状态下的45钢,切削速度为60m/min时的刀具耐用度b、切削正火状态下的45钢,刀具工作60min时的磨损量c、刀具耐用度为60min时,切削正火状态45钢所允许的切削速度d、切削q235钢时切削速度为60m/min时的刀具耐用度15。
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