金属切削，什么叫金属切削

1，什么叫金属切削

金属切削是研究金属切削加工过程中刀具与工件之间相互作用和各自的变化规律的一门学科。在设计机床和刀具、制订机器零件的切削工艺及其定额、合理地使用刀具和机床以及控制切削过程时，都要利用金属切削原理的研究成果，使机器零件的加工达到经济、优质和高效率的目的。数控（英文名字：Numerical Control 简称:NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(Computer Numerical Control )，简称CNC。

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切削金属

什么叫金属切削

2，什么是金属切削加工

金属切削加工就是利用切削刀具从毛坯上切除多余的金属，以获得要求的形状、尺寸和表面精度零件的加工方法。铸造、锻压和焊接等工艺方法，通常只能用来制造毛坯和较粗糙的零件。凡是要求精度较高的零件，一般来说都需要进行切削加工。因此，切削加工在机械制造业中占有重要的地位。金属切削加工虽然有各种不同的形式，如车、刨、铣、磨以及齿轮加工等但是也存在共同的现象和规律，即从毛坯上切削去多余的金属。掌握这些现象和规律对正确地进行切削加工，对保证零件的加工质量，提高生产率和降低成本，都有着重要的意义。金属切削工艺包括有车、刨、钻、铣等不同的类型，但是概括地看，任何使用刀具从坯件或半成品上去除一定厚度的金属层，而得到在形状上及表面粗糙度上达到要求的加工工艺都是切削加工。当工件与刀具接触，切削层金属经过弹性变形、滑移和切离等阶段而变为切屑的这一过程为金属切削。

什么是金属切削加工

3，金属切削的名词解释

金属切削加工是用刀具从工件上切除多余材料，从而获得形状、尺寸精度及表面质量等合乎要求的零件的加工过程。实现这一切削过程必须具备三个条件：工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动；刀具材料必须具备一定的切削性能；刀具必须具有适当的几何参数，即切削角度等。金属的切削加工过程是通过机床或手持工具来进行切削加工的，其主要方法有车、铣、刨、磨、钻、镗、齿轮加工、划线、锯、锉、刮、研、铰孔、攻螺纹、套螺纹等。其形式虽然多种多样，但它们有很多方面都有着共同的现象和规律，这些现象和规律是学习各种切削加工方法的共同基础。

金属切削是研究金属切削加工过程中刀具与工件之间相互作用和各自的变化规律的一门学科。在设计机床和刀具、制订机器零件的切削工艺及其定额、合理地使用刀具和机床以及控制切削过程时，都要利用金属切削原理的研究成果，使机器零件的加工达到经济、优质和高效率的目的。数控（英文名字：numerical control 简称:nc）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(computer numerical control )，简称cnc。

金属切削的名词解释

4，如何减少金属切削变形

1、切削过程中用水冷却2、把切削刀具磨锋利3、把工件装夹固定牢，增加刚性4、减少切削用量和进给速度

一切削力的来源，切削合力及其分解，切削功率研究切削力，对进一步弄清切削机理，对计算功率消耗，对刀具、机床、夹具的设计，对制定合理的切削用量，优化刀具几何参数等，都具有非常重要的意义。金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力，称为切削力。切削力来源于三个方面：克服被加工材料对弹性变形的抗力；克服被加工材料对塑性变形的抗力；克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。切削力的来源上述各力的总和形成作用在刀具上的合力fr(国标为f)。为了实际应用，fr可分解为相互垂直的fx(国标为ff)、fy(国标为fp)和fz(国标为fc)三个分力。在车削时：fz——切削力或切向力。它切于过渡表面并与基面垂直。fz是计算车刀强度，设计机床零件，确定机床功率所必需的。fx——进给力、轴向力或走刀力。它是处于基面内并与工件轴线平行与走刀方向相反的力。fx是设计走刀机构，计算车刀进给功率所必需的。fy——切深抗力、或背向力、径向力、吃刀力。它是处于基面内并与工件轴线垂直的力。fy用来确定与工件加工精度有关的工件挠度，计算机床零件和车刀强度。它与工件在切削过程中产生的振动有关。切削力的合力和分力消耗在切削过程中的功率称为切削功率pm(国标为po)。切削功率为力fz和fx所消耗的功率之和，因fy方向没有位移，所以不消耗功率。于是pm=(fzv+fxnwf/1000)×10-3其中：pm—切削功率（kw）；fz—切削力（n）；v—切削速度（m/s）；fx—进给力（n）；nw—工件转速（r/s）；f—进给量（mm/s）。式中等号右侧的第二项是消耗在进给运动中的功率，它相对于f所消耗的功率来说，一般很小(<1%～2%)，可以略去不计，于是pm=fzv×10-3按上式求得切削功率后，如要计算机床电动机的功率(pe)以便选择机床电动机时，还应考虑到机床传动效率。pe≥pm/ηm式中：ηm—机床的传动效率，一般取为0.75～0.85，大值适用于新机床，小值适用于旧机床。二切削力的测量及切削力的计算机辅助测试在生产实际中，切削力的大小一般采用由实验结果建立起来的经验公式计算。在需要较为准确地知道某种切削条件下的切削力时，还需进行实际测量。随着测试手段的现代化，切削力的测量方法有了很大的发展，在很多场合下已经能很精确地测量切削力。切削力的测量成了研究切削力的行之有效的手段。目前采用的切削力测量手段主要有：1.测定机床功率，计算切削力用功率表测出机床电机在切削过程中所消耗的功率pe后，可按下式计算出切削功率pm：pm=peηm在切削速度v为已知的情况下，利用pm即可求出切削力f。这种方法只能粗略估算切削力的大小，不够精确。当要求精确知道切削力的大小时，通常采用测力仪直接测量。2.用测力仪测量切削力测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换后，读出fz、fx、fy的值。在自动化生产中，还可利用测力传感装置产生的信号优化和监控切削过程。按测力仪的工作原理可以分为机械、液压和电气测力仪。目前常用的是电阻应变片式测力仪和压电测力仪。3.切削力的计算机辅助测试三切削力的经验公式和切削力估算目前，人们已经积累了大量的切削力实验数据，对于一般加工方法，如车削、孔加工和铣削等已建立起了可直接利用的经验公式。常用的经验公式约可分为两类：一类是指数公式，一类是按单位切削力进行计算。实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨损状态和切削液等。

5，如何提升金属切削效率

通过对整个金属切削过程进行优化，可以在加工中实现最高的生产率和利润率。这项工作的基础是明智地运用刀具切削参数，同时充分利用机床的加工能力。实现有效机床利用包含两个重要组成部分。一是找到将机器可用于切削金属的时间量最大化的方法，第二部分包括使这一时间最富有成效、二是设法以最富有成效、最可靠、最具盈利性的方式利用这一时间。将可用时间最大化机床的充分利用必须始于将其可用于切割金属的时间最大化。即使一台机器全年365天都在车间中，它的生产可用性。在每周工作五天，每天单个班次的情况下除去每年花费在假期和其他事情上的时间，每年可用于生产的时间约为1,300或1,400机时。即使这样，在这些时间内，机器也并非都在切割金属。编程和设置会耗费一定时间。要使非生产时间尽可能短，制造商应采用包含离线编程和模块化设计方法的战略。刀具库和自动刀具转换器加快了刀具搬运这另一耗时事件。机器人化工作处理和交换工作台有助于减少装载原始工件和卸载已完成零件所需的时间。通过提高编程速度、加快设置方法和简化刀具及工作处理而节省的时间可以用于加工零件。高效利用时间实施最大化切割金属可用时间的战略后，制造商面临的问题是如何高效利用这些时间以尽可能低的成本生产尽可能多的产品。关键在于在切削刃与工件材料接触时充分利用机床功能。另外，了解机床的功能局限性也非常重要。当制定计划以最有效的方式利用可用时间时，很显然，无法改变加工工艺中的某些元素。加工工件的最终用途决定制造商应选用的工件材料，而材料的可加工性指明了可以使用的初始切削参数。例如，钛合金导热性能较差，这就需要使用低切割速度和进给率来最大限度地减少热量积聚。机床功能也是给定的，因为通常情况下更换机器并不是一个直接选项。制造商在评估生产成本时会意识到这些因素。然而，如果对机床特性评估不准确，并且采用了不可持续的切削工况，则会导致预计成本和实际成本相差甚远。在确定所有加工的初始切削参数时，需要遵守一些通用的规则。必须选择适当的切削深度和进给率以避免刀具破损，确保形成所需切片，并限制热量的产生。切削速度过高将导致刀具快速磨损，而速度过低将使刀具无法高效工作。快速切割通常会在较短时间内制成工件。虽然加工时间缩短，但刀具寿命也会缩短，同时刀具成本将会升高。将需要更造成具来完成工作，并且需要转位和更换刀具产生的停机时间会增加整体运营成本。实际上，快速切割、加工成本更高与慢速切割、运营成本更低之间是可以折衷的。稳定的生产效率和工艺稳定性介于两种方法之间：不够充分的切削参数会降低成本，但刀具不能高效工作，且生产率会下降;而越来越高的参数虽然会提高生产率，但刀具会快速磨损或断裂。此外，切削工况的选择不仅仅取决于切削工具，大多数情况下，还取决于机床的功能。不同的机床具有不同的功率、扭矩、转速和稳定性限制。最显而易见的限制是功率。仅额定功率不会确定机器对特定应用的功能。一个60-kW的机床似乎可以提供充足的功率，但如果计划制造12m长、3m直径的扎辊，那么60kW并不够。切削特定工件所需的功率取决于工件材料及尺寸、切削深度、进给率和切割速度。由于切削力随着转速的提高而成倍增加,功率需求将会提高。因此，高切割速度可能需要超过机器额定功率的功率。此外，极端切削参数可能超出机床其它功能的承受能力。极高的切削深度会产生高于机床结构刚度的力，振动可能会降低零件质量。同样，过高的进给率会产生大量切屑，会干涉切削过程并堵塞排屑系统。要最大程度地在其功能限度内利用机床，需要在切割参数开发中应用智能、平衡的方法。通常，会涉及到降低切割速度，同时相应提高进给率和切削深度。在考虑机床稳定性的情况下使用尽可能大的切削深度可以减少走刀次数，因此减短了加工时间。切削深度通常对刀具寿命的影响微乎其微，但切削速度对刀具寿命影响深远。同时，尽管极端的进给率对工件表面抛光有负面影响，仍应最大程度提高进给率。当供应商实现进给率和切削深度的可靠组合后，可以使用切削速度对加工进行最终校准。目的在于利用可提供富有成效的金属切除率和工艺稳定性的切削条件。机器性能和切削参数的最佳组合可实现刀具成本、工艺稳定性和生产率之间保持平衡。未来战略如果意识到机床性能可对加工过程形成限制，更换机床并不是一种简单、快速或经济的解决方案。控制切削刀具应用参数以使现有机床达到最佳性能是更快、更简单的方式。即使对新机床的投资具备可行性，相对较长的设备工作寿命也是一个重要的考虑因素。某家公司可能购买性能匹配或超过其当前需要的机床，在接下来的五年、十年或更多年内，零件工件材料、尺寸和体积等因素可以而且将会发生显着变化，而机床仍可正常运行。为了应对这些变化，必须以更加明智的方式改变切削条件。找到最大程度增加机床可用于切削金属的时间的方法后，推荐的做法是为工件材料和相关加工选择具有最适合的基体材料、镀层和切削刃槽型的刀具。接下来是在保证刀具正常工作的情况下选择最小的切削速度。之后，进给率和切削深度应尽可能高，同时考虑机床的功率和稳定性特征。已经创建了有助于确定加工参数和机器性能最佳匹配的数学公式。如有可能，车间可能倾向于执行现场测试来获得相似的结果。通常情况下，公式仅可确认事实情况。但在超过90%的情况下，简单、实际的最有效方在采用最大进给率和切削尝试的同时使用较低的切削速度，并将切削速度作为校准工具。这一方法不仅可以成功地提供可靠且富有成效的加工，而且还能充分利用现有机床的加工能力。

看是什么金属，如果想提高切削效率，要刀具和冷却液的选用，这个很重要，每种金属的硬度也不同。

6，影响金属切削质量的主要因素有哪些

通过大量的生产实践证明，在金属切削加工中某些因素是可以控制和影响材料的表面质量的。这些因素主要包括：切削力、切削液及刀具材料。在金属切削加工过程中，如果对这些因素进行合理的选择以及对金属切削过程进行正确的控制，不仅能高效率地得到优质的产品，而且还能得到更好的收益。切削力对金属切削加工的影响　　2.1.工件材料对切削力的影响　　切削力是由材料的剪切屈服强度、塑性变形等因素来影响的。材料的剪切屈服强度与切削力成正相关关系，即材料的剪切屈服强度越高，切削力越大。切削力还受到材料塑性、韧性的影响，材料塑性、韧性越好，切削力越大。　　2.2.刀具几何角度对切削力的影响　　从刀具几何角度分析，切削力主要受前角、主偏角和刃倾角变化的影响。当前角减小时，切削变形增大，切削力加强。但是还需注意，前角对切削力的影响与材料有关。切削力的作用方向主要受主偏角影响，与此同时，主偏角对主切削力、进给力和背向力都有一定影响。刃倾角对主切削力影响不大，但在一定范围内增大刃倾角使进给力增加、背向力减小。切削液对金属切削加工的影响　　3.1.切削液的作用　　在金属切削加工过程中，切削液对切削加工有重要作用。主要分为四点：第一，冷却作用。切削液常常以液体形式存在于切削区，它不仅能够降低切削温度，起到冷却作用，还能够减小工件与刀具的热变形。第二，润滑作用。切削液在工件与刀具、切屑之间形成一层油膜，减少它们之间的摩擦，起到润滑作用。第三，排屑与清洗作用。生产加工时，切削液处于流动状态，可将切削区域及机床上的细碎切屑冲走。第四，防锈作用。将防锈剂加入到切削液中，使金属表面形成一层保护膜，可防止工件及刀具出现生锈现象。　　3.2.切削液的种类　　切削液主要分为三类。第一类，非水溶性切削液，主要对工件、刀具等有润滑作用。第二类，水溶性切削液，主要用于工件、刀具等的冷却和清洗。第三类，表面活性剂，这种物质既溶于水也溶于油，而且将水和油连接在一起，故其有乳化作用。　　3.3.切削液的选择　　切削液的选择常根据工件材料、加工方法以及刀具材料等具体情况而选择。（1）根据工件材料选择。切削加工塑性材料时需用切削液，脆性材料则不需要。（2）根据加工方法选择。如果对材料进行磨削加工，选择具有冷却、清洗排泄及防锈功能的切削液。如果对材料进行半封闭或封闭加工，可以考虑极压切削油和极压乳化液。刀具材料对金属切削加工的影响　4.1.刀具材料的性能　　通过考虑金属切削加工中的实际因素，刀具材料应具有高硬度、高强度、以及良好的耐磨性、耐热性和导热性。硬度高的刀具材料才能完成切削加工任务，足够的强度才能保证切削加工不会产生危险，良好的耐热性才能保证在高温环境下进行加工工作。只有这样，才能保证加工安全、高效率的运行。　　4.2.刀具材料的种类　　刀具材料的种类一般是按照材料的物理化学性能区分。在实际生产中，高速钢、硬质合金是使用最为广泛的。耐热性较差的碳素、合金工具钢因其抗弯强度较高，主要用于中、低速切割。高速钢按用途又可分类，通常分为两类：第一类，通用型高速钢；第二类，高性能高速钢。良好的工艺性是通用型高速钢的显著特色，而高性能高速钢是在通用型高速钢的基础上加入微量元素，故高性能高速钢的耐磨性、耐热性显著提高。陶瓷材料的主要成分是氧化铝，是经压制成型后烧结而成。其具备稳定的化学性能，故适用于较高的切削速度。金刚石是目前最硬的刀具材料，不仅能够完成有色金属的加工，而且善用于非金属材料的高速精加工。立方氮化硼，一种硬度和耐磨性仅次于金刚石的刀具材料。适用于冷硬铸铁和一些很难加工材料的加工。金属切削加工中控制表面质量的方法　　5.1.合理选择刀具材料　　刀具材料的选择一般根据加工材料和具体的加工情况而定。在金属切削加工过程中，对有色金属及非金属材料进行高速精加工时，一般采用金刚刀。利用的是金刚刀硬度高，耐磨性好，摩擦系数小的性能。对碳钢、合金钢进行高速精加工时，可以采用涂层硬质合金、或者立方氮化硼刀具材料，利用的是硬度高，耐磨性好，特别是其化学稳定性好的性能。　　5.2.合理选择切削液　　为了减少切屑、刀具与工件间的摩擦，可通过选择合理的切削液来实现。切削液的科学应用，可避免粘结现象，改善已加工表面质量。但是其使用效果，还需综合考虑与刀具材料、工件材料、加工方法等因素。

影响金属切削加工表面质量的因素；机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。因此，正确地理解零件表面质量内涵，分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素，改善表面质量、提高产品使用性能具有重要的意义。　　1. 影响机械加工表面质量的因素1.1 机器使用性能对机械加工表面质量的影响　　(1)耐磨性对表面质量的影响。一个刚加工好的摩檫副的两个接触表面之间，最初阶段在表面粗糙的峰部触，实际接触面积远小于理论接触面积，在相互接触的部有非常大的单位应力，使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏，引起严重磨损。　　(2)疲劳强度对表面质量的影响。在交变载荷作用，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳纹。表面粗糙度值愈大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈，抗疲劳破坏的能力就愈差。残余应力对零件疲劳强度的影响很大。表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏;而表面层残余应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的产生。　　(3)耐蚀性对表面质量的影响。零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多。抗蚀性就愈差。表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐磨性，而残余压应力则能防止应力腐蚀开裂。1.2 影响表面粗糙度的因素　　(1)切削加工影响表面粗糙度的因素。①刀具几何形状的反映刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的反映。②工件材料的性质加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。③切削用量加工脆性材料时，切削速度对于粗糙度影响不大;加工塑性材料时，积屑瘤对粗糙度影响很大。　　(2)磨削加工影响表面粗糙度的因素。影响磨削表面粗糙的主要因素有：砂轮的粒度、砂轮的硬度、砂轮的修整、磨削速度、磨削径向、进给量与光磨次数、工件圆周进给速度与轴向进给量、冷却润滑液等。1.3 影响加工表面层物理机械性能的因素　　(1)表面层冷作硬化。机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使品格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移，品粒被拉长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化(或称为强化)。影响冷作硬化的主要因素有：切削刃钝圆半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。刀具后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层深度减小。切削速度增大后，切削热在工件表面层上的作用时间也缩短，将使冷硬程度增加。进给量增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严重。　　(2)表面层材料金相组织变化。当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。主要有磨削烧伤、淬火烧伤和退火烧伤三种。改善磨削烧伤有两个途径：一是尽可能地减少磨削热的产生;二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传人工件。正确选择砂轮，合理选择切削用量改善冷却条件。　　(3)表面层残余应力。表面残余应力产生的原因：一是切削时在表面金属层产生了残余应力，而在里层金属中产生残余拉应力。二是切削加工中，切削区会有大量的切削热产生。三是不同金相组织表面层金属产生了金相组织的变化，表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生。

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