金属切削原理与刀具-00绪论.ppt

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1、金属切削原理与刀具,Metal cutting tools and the principle,课程的性质和任务,切削加工的发展历史,本课程研究内容,本课程的特点及学习方法,绪论,为什么学？,学什么？,怎样学？,金属切削原理与刀具是研究金属切削加工与生产的理论和应用的技术基础课程，也是机械设计制造与自动化专业的一门专业基础课，还是其它后续专业课的基础。,1、课程性质,切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，经切削加工后的零件能获得要求的尺寸精度和表面质量，是机械制造业中最基本的加工方法。,切削加工的分类,机械加工（机工）利用机械力对各种工件进行加工。方法：车削、钻削、镗削、铣削、刨削

2、、拉削、磨削、光整加工等。,钳工加工（钳工）在钳台上以手工工具为主对工件进行加工的加工方法。方法：划线、锯削、锉削、刮削、研磨等。,在现代机械制造中，除少量零件采用精密铸造、精密锻造、粉末冶金等到方法直接获得零件外，大部分零件都要经过切削加工才能获得所需要的加工精度和表面粗糙度。,基本任务:研究金属切削过程的基本规律，研究各种刀具材料的切削性能，研究如何提高切削效率，保证加工零件的表面质量。,2、课程任务,主要目标:通过对金属切削过程一般现象的认识，掌握其内在的基本规律，能按具体条件合理地选择刀具材料、切削部分几何参数和切削用量，计算切削力和功率，了解金属切削实验的基本方法。并能用所学金属切削

3、的科学理论知识对生产中的一些问题进行分析、解释和解决。,3、制造业在国民经济中的重要作用,机械工业的发展和进步，在很大程度上取决于切削加工技术的发展。事实证明，切削加工技术的发展水平直接影响着机械制造工业的发达程度，更是表征综合国力的标志。,在机械零件的加工制造过程中，采用铸造、锻压、焊接、冲压等制造方法，可以获得低精度的零件。对于精度要求较高、表面粗糙度值较小的零件，主要依靠切削加工的方法来实现。,工欲善其事，必先利其器,课程的性质和任务,本课程研究内容,本课程的特点及学习方法,绪论,切削加工的发展历史,金属切削加工技术早在我国古代（公元前2000多年的青铜器时代）就已出现萌芽。,青铜弩机,

4、1、我国切削加工技术的发展概况,春秋中晚期的著作周易.考工记对木工、金工有记载：“材美工巧”是制成良器的必要条件（材美就是采用优良的加工材料；工巧就是利用合理的制造工艺和方法）。,湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄,越王勾践剑,大量出土文物考证，公元8世纪（唐代）就有了最原始的车床。,公元1668年（明代）加工天文仪器上铜环的方法和设备,近代以来，我国切削加工技术的发展极其缓慢，1915年才出现第一台国产车床，1947年我国车床仅20000多台，刀具材料仅限于碳素工具钢，切削速度小于10m/min。,建国后，我国的金属切削技术发展迅速。机床年产量已达13万台，品种达1千多种。切削速度大大提高，1950

5、年首创切削速度达550m/min。同时兴起刀具改革热潮，研制出了大批先进刀具。,改革开放以来，我国金属切削加工设备及技术水平进一步提高，逐步缩小与先进国家的差距。当前，切削加工铝合金材料时，可达7500m/min；航空零件的切削加工所用的高速铣削设备主轴转速已经达到24000m/min。,工业革命前：生产加工是低效的手工劳作方式 1769年瓦特发明了蒸汽机，但因加工技术还很落后，苦于加工不出高精度的汽缸而得不到推广应用。1775年，威尔逊成功地改造了一台汽缸镗床，解决了一大难题。就在第二年（1776年）蒸汽机便得到了实际应用，迎来了第一次产业革命。,2、世界切削加工技术的发展概况,1797 发

6、明第一台滑动刀架车床，1860年以后，车、铣、刨、磨以及齿轮和螺纹加工的机床相继出现 1873 第一台凸轮控制的自动车床,1910-1920 福特汽车公司，泰勒首先建立了流水线生产方式，创造了平均每分钟生产一辆T型车的记录。1952 美国首先研制成功数控（Numerical Control NC）机床及自动编程，CAM的开端 1953美国麻省理工学院制备出第一台数控加工中心（Machining Center）MIT机床，可通过自动换刀实现铣、钻、镗、锪，铰、磨及攻丝等多种工艺。1962 美国第一台工业机器人，（Industrial Robot）1967 英、美FMS(Flexible Manu

7、facturing system)柔性制造系统，解决了批量，离散形生产自动化。,60年代末CAPP（Computer-Aided Process Planning）计算机进行加工工艺路线和工序内容的设计及机床切削用量、时间定额等的选择与制定。现代逐渐发展并成功应用到生产实践的加工方法主要有：MIS（Management Information System）、CIM、精良生产、并行工程、敏捷制造等。,刀具材料相继出现了碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、单晶金刚石刀具、各种涂层硬质合金刀具及陶瓷刀具和各种新型磨料（如立方氮化硼）。,3、切削加工技术的发展方向：,加工设备朝着数控技术、精密

8、和超精密、高速和超高速方向发展。,生产方式由手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线自动化向柔性自动化和智能自动化方向发展。,生产规模由小批量和单品种大批量向多品种、变批量的方向发展。,刀具材料朝超硬刀具材料方向发展。,课程的性质和任务,切削加工的发展历史,本课程研究内容,本课程的特点及学习方法,绪论,几何问题：掌握刀具的几何参数及其相互关系 规律问题：掌握切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损等规律。,1、金属切削原理,2、刀具方面,标准刀具：学习重点是刀具结构、工作原理、选用方法。非标准刀具：这类刀具主要学习设计原理与计算方法。,切削原理部分,刀具部分,刀具几何角度和切削要素,基本规律,规律

9、的应用,标准刀具,非标准刀具,切削加工的目的1.高效率、低成本的加工出符合要求的零件；2.进一步发展切削加工工艺技术,yes,结 束,No,No,课程的性质和任务,切削加工的发展历史,本课程研究内容,本课程的特点及学习方法,绪论,基础性：指基本理论、基本知识和基本技能。应用性：指本课程基本理论来源于实际生产和科学实验。同时又直接服务于生产。先进性：在科学实验和刀具设计研究中采用了许多独特的先进的研究手段。学习本课程是为后续专业课程打基础，是为毕业后从事有关机械加工和产品生产工作打基础，是研究和发展本专业的重要出发点。同时也培养了解决实际问题的能力。,1、本课程特点及学习方法,2、参考书目,陈锡渠,彭晓南.金属切削原理与刀具，北京：中国林业出版社，2008年，ISBN：978-7-5038-4447-8 王启仲.金属切削原理与刀具，北京：机械工业出版社，2008年，ISBN：9787111235309 张若峰.金属切削原理与刀具，北京：人民邮电出版社，2010年，ISBN：9787115223296 王洪琳.金属切削原理与刀具，济南：山东大学出版社，2004年，ISBN：7560728553,