精密与特种加工技术_第二章_精密切削加工课件.ppt

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1、第2章精密切削加工2.1概述着科学技术的发展，电子计算机、原子能、激光、宇航和国防等技术部门对零件的加工精度和表面质量要求越来越高。精密加工技术的研究及应用水平已成为衡量一个国家的机械制造业乃至整个制造业水平的重要依据。各国特别是工业发达国家对精密加工技术极其重视，投入了大量的资金对其进行研究，以保证其尖端技术产品处于国际领先地位，提高其产品在国际上的竞争力。所谓精密加工，是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。精密加工：加工精度为0.1~1um，表面粗糙度为0.02~0.1um的加工方法。提高加工精度的好处：1、提高产品的性能与

2、质量、稳定性和可靠性；2、促进产品的小型化；3、增强互换性、促进自动化装配应用。2.1.1概念精密加工技术是一项涉及内容广泛的综合性技术，实现精密加工，不仅需要精密的机械设备和工具，也需要稳定的环境条件，还需运用计算技术进行实时检测和反馈补偿。只有将各个领域的技术成果集成起来，才有可能实现和发展精密加工。精密加工的关键技术：1、精密加工机床关键是主轴部件。能高速旋转、高精度、高刚度、高稳定性主轴轴承：液体静压轴承、空气静压轴承2、金刚石刀具金刚石刀具的特点：硬度自然界最高，耐磨性能极好能磨出极其锋利的刀刃导热性能好金刚石晶体具有强烈的各

3、向异性，不同晶面和不同方向的摩擦系数和耐磨性能不同。金刚石刀具一般带修光刃，有直线修光刃和圆弧修光刃。3、精密切削机理微量切削精密切削机理：采用微量切削方法，对普通切削影响不显著的因素将成为影响精密切削的主要因素。过渡切削：回转刀具的切削过程,是一种包含材料的弹性变形、塑性变形和切离三个阶段的过渡切削过程。零件的最终工序的最小切入深度应小于或等于零件的加工精度。5、误差补偿4、稳定的加工环境包括温度、防振和空气净化。6、精密测量技术对加工过程中出现的误差进行修正、抵消、均化、钝化等措施使误差减小或消除。测量精度比加工精度要高一个数量级检

4、测位移双频激光干涉测量仪、X射线干涉仪检测加工表面激光测量、扫描隧道显微镜、原子力显微镜2.1.2精密切削加工分类根据加工表面及加工刀具的特点，精密切削加工可分为四类，精密与超精密切削方法如下：精密切削研究最早从金刚石车削开始——金刚石铣削——金刚石镗削，来加工型面和内孔。刀具材料从金刚石刀具材料——立方氮化硼、复合陶瓷等。精密加工的经济性：过去尤其其昂贵的价格、高要求的加工环境在一定程度上限制精密加工的应用范围。现在由于科学技术发展和生活水平的提高，精密加工深入到各个领域。机械制造业：加工工具、卡具、量具，发达国家已经开始零件的精密加

5、工。2.2精密切削加工机理金属切削过程，就其本质而言，是材料在刀具的作用下，产生剪切断裂、摩擦挤压和滑移变形的过程，精密切削过程也不例外。但在精密切削中，由于采用的是微量切削方法，一些对普通切削影响不显著的因素将成为影响精密切削过程的主要因素。切削变形过渡切削回转刀具的切削过程,是一种包含材料的弹性变形、塑性变形和切离三个阶段的过渡切削过程。注意：在塑性滑动区域内也存在弹性变形区，而在切削区域内既存在切屑去除区，也存在塑性变形区和弹性变形区。2)最小切入深度p10零件的最终工序的最小切入深度应小于或等于零件的加工精度。车削过程能够成立，

6、需满足以下三个条件：切削过程应是连续的、稳定的。应保持有较高的加工精度和表面质量。刀具应有较长的使用寿命。3)毛刺沿切削刃两侧塑性流动，形成两侧方向毛刺。2.2.1切削变形和切削力2.切削力切削力的来源切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形、塑性变形所产生的抗力；刀具与切削同工件表面间的摩擦阻力。2)影响切削力的因素1、切削速度v：硬质合金车刀——不明显天然金刚石车刀——随v增大F降低考虑积削瘤时，低速时切削力随切削速度增加而急剧下降；到200~300m/min时切削力基本不变。2、进给量f：f对主切削力FZ的影响大于径向切削力FY

7、和轴向切削力FX。3、切削深度ap：硬质合金车刀——影响明显天然金刚石车刀——Fz>Fy精密切削中进给量对切削力的影响大于切削深度。与普通切削相反。4、刀具材料：主要因为摩擦系数不同。1.切削热切削热的来源及切削温度1、弹塑性变形消耗功——热；2、摩擦消耗功——热。切削热通过改变切削温度影响切削过程。切削温度是指切屑、工件和刀具接触表面上的平均温度p16。刀具刀尖的温度最高，对切削过程的影响很大。切削热由切屑、工件、刀具和周围介质传导，传导热的比例随刀具材料、切削用量及刀具几何角度、加工情况等的变化有所不同。其中切削传出的热量最多。采用

8、微量切削方法进行精密切削时，需要采用耐热性高、耐磨性强，有较好的高温硬度和高温强度的刀具材料。2.2.2切削热和切削液2）切削热的影响及控制精密加工中，热变形引起的加工误差占总误差的40%~70%。因此必须