金属切削液

金属切削液（精选十篇）

金属切削液 篇1

1 选择切削用量应考虑的因索

切削用量的制订就是确定合理的背吃刀量、进给量和切削速度。由金属切除率Zw=1000apfu, 可知:要提高切削效率, 就应尽量增大切削用量三要素。而增大切削用量, 不仅受许多因紫的影响和限制, 而且在不同条件下, 它们对生产率影响的程度各不相同。选择时应考虑以下因素:

1) 机床主电动机功率。主切削力Fc和切削速度uc增大, 使切削功率pc按比例增加, 但从主切削力的经验公式可知, 增大背吃刀量ap使主切削力增加得较多, 而增大进给量f使主切削力增加得较少, 因此为充分利用机床功率, 进给量f的增加量应比背吃刀量aP的增加幅度要大。

2) 刀具耐用度。在切削用量二要素中, 对刀具耐用度影响最大的是切削速度uc, 其次是进给量f, 而背吃刀量ap影响最小。若增大切削速度, 刀具耐用度降低的速度很快, 这样必然导致换刀次数增多, 辅助工时增多, 加工效率降低。所以, 在相同刀具耐用度下, 允许增加背吃刀量的幅度更大些。

3) 已加工表面粗糙度。在半精加工和精加工时, 应考虑表固粗糙的要求。一般提高切削速度uc可减小表面粗糙度, 增加背吃刀量ap对表面粗糙度影响不大, 增加进给量f对表面粗糙度影响较大。

因此, 在一般情况下, 确定切削用量时, 应尽可能选择较大的ap, 具次按工艺装备与技术条件的允许选择最大的f, 最后再根据刀具耐用度确定合理的uc, 这样可在保证一定刀具耐用度的前提下, 使aP、f、uc的乘积最大。

2 合理切削用量的选择方法

2.1 确定背吃刀量

根据加工性质和粗加工余量A确定。粗加工时, 除留下半精加工和精加工的余量外, 若机床功率允许, 应尽可能一次切除全部粗加工的余量 (ap=A) , 这样不仅能在保证—定刀具使用寿命的前提下使背吃刀量ap、进给量f、切削速度uc的乘积大, 而且可以减少走刀次数;在中等功率机床情况下, 粗车时背吃刀量最大可达8~10 mm。半精车 (表面粗糙度值要求Ra为6.3~3.2um) 时, 背吃刀量可取为0.5~2mm。精车 (表面粗糙度值要求Ra为1.6~0.8um) 列, 背吃刀量可取为0.1~0.4m m。在下列情况下, 粗加工分几次走刀完成:工艺系统刚度较低, 或加工余量极不均匀, 容易引起振动时。如加工细长轴和薄壁零件;加工余量太大, 一次走刀会使切削力过大, 以致机床功率不足或刀具强度术够;断续切削时, 刀具会受到很大冲击而造成打刀。如果分两次走刀将第—次走刀的背吃刀量取大些, 可占全部余量的2/3~3/4, 而使第二次走刀的背吃刀量小些, 以保证精加工的加工精度。切削零件表层有硬皮的铸、锻件或不锈钢等冷硬层较严重的材料时, 为减缓刀具磨损程度, 应使背吃刀量超过硬皮或冷硬层, 以避免使切削刃在硬皮或冷硬层上切削。

2.2 确定进给量

粗加工时, 对表面质量要求不高, 而切削力较大, 应尽量选择较大的进给量f, 但受到下列条件的限制:应保证机床刀具不致因切削力太大而损坏;切削力对工件挠度的影响不超出工件形状精度允许的数值;表面粗糙度在允许的范围内, 可根据材料、车刀刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量选取进给量。在有些情况下, 如切削力很大、工件长径比很大、刀杆伸出长度较长 (车内孔) 时, 确定粗车进结量后, 视具体情况, 还需要进行刀杆强度和刚度、刀片强度、机床进给机构强度、工件刚度等方面的校验。最后所选择的进给量应按机床说明书来确定。半精加工和精加工时, 背吃刀量ap, 等于加工余量, 通常情况按粗糙度要求, 并根据工件材料、刀尖圆弧半径、刀具副偏角、预先估计的切削速度等选择进给量。当刀尖圆弧半径增大, 有修光刃、过渡刃, 副偏角减小时, 已加工表面粗糙度较小, 可选较大的进给量;当切削速度较高时, 切削力降低, 可适当增大进给量;当加工脆性材料时, 得到的是崩碎切屑, 会因力大而振动, 致使已加工表面粗糙度较大, 应选较小的进给量。

2.3 确定切削速度

由以上选定的背吃刀量aP、进给量f和刀具耐用度T确定切削速度uc。切削速度的确定可以用计算法、经验法或查表法得到。

在选择切削速度时, 还应考虑以下几点:1) 精加工时, 应尽量避免易于产生积屑瘤的速度范围, 尽量选择较高的切削速度;粗加工时, 应尽量选择较低的切削速度。2) 断续切削、加工材料强度及硬度较高或加工带硬皮的工件时, 易产生冲击和热应力, 应适当降低切削速度。3) 加工大型、细长、薄壁工件时, 应选用较低的切削速度;端面车削应比外圆削的速度高些, 以获得较高的平均切削速度, 提高生产率。4) 容易发生振动的情况下, 切削速度应避开自激振动的临界速度。切削速度选择完后, 应用式对机床有效功率进行校验。

为了提高切削用量, 可采用以下方式:1) 在工件方面, 在保证工件机械性能的前提下, 对工件材料切削加工件进行改善;2) 在刀具方面, 可选用切削性能更好的新型刀具材料, 改进到具结构, 或提高刀具制造质量;3) 在切削条件方面, 改善冷却润滑条件。

当然了, 本文所论述的只是在实践工作中的所得, 在金属切削中还有很多很多的论点, 需要我们理论联系实践, 从节约能源, 提高生产率的多种角度上来进行合理利用和选择。

参考文献

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金属切削设备操作规程 篇2

金属切削设备操作规程主题内容与适用范围

本标准规定了机械加工工人操作金属切削设备的一般守则及操作要求。

本标准适用于本公司机械加工工人操作机械设备时遵照执行。机械加工工人操作机械设备的一般守则。

2.1 必须了解所用机械设备的构造、性能及维护保养方法。

2.2 必须持证上岗。

2.3 开动设备前进行巡回检查和润滑。

2.4 开始启动时须打慢车3-5分钟（冬季5-10分钟）确认无误时，方可提高速度，发现异常情况，应立即采取必要措施。

2.5 设备运转时，严禁擅自离岗位，必须离开时，要停车，禁止与他人闲谈或戏闹。

2.6 变换速度或走刀量时，需先退刀，停车后再扳动手柄。

2.7 导轨面和工作台严禁摆放物件。

2.8 保护好防护罩、档板、限位开关等安全装置，不得随意拆除或敲打。

2.9 操作者应穿紧身工作服，女同志要戴工作帽。高速作业在砂轮机上磨刀时需戴防护镜，必要时应加挡板。

2.10 要经常保持设备及周围环境卫生，物件摆放要规格化。

2.11 不许隔着运转物递东西。

2.12 除上、下工件外，操作机床时严禁戴手套。

2.13 交接班时，双方必须严格遵守交接班制度。普通车床操作规程

3.1 床头箱手柄只许在停车时搬动。

3.2 进给箱手柄只许在低速或停车时搬动。

3.3 装卸工件或者离开机床时必须停止电机转动。

3.4 夹持偏重工件时，要加平衡铁，防止震动。

3.5 校正工件时，不能用力过猛，以免损坏主轴和轴承。

3.6 切削作业时，中途停车先退刀，以免操损伤工件或刀具。

3.7 做下列工作时，必须将刀架移至安全位置。

3.7.1 校正工件

3.7.2 用锉刀或砂布抛光工件。

3.7.3 换卡盘或校对工件尺寸。

3.7.4 转动小刀架或换刀待等。

3.8 车长工件时，应合理使用跟刀架或中心架，使用尾座顶尖时套筒伸出长度一般不能超过套筒的三分之一。

3.9 换卡盘或加工较重工件时，事先在床面上放置垫板，防止碰伤床面。

3.10 严禁用脚踏手柄，猛打反车或猛刹车。

3.11 刹车时，不得用手制动卡盘或工件。铣床（立铣、万能铣床）操作规程

4.1 工作前，工件、刀具、分度头、顶尖应紧固。

4.2 使用分度头时，应先将分度量和各部手柄及螺丝调整好，摇动分度手柄时，不得有负荷不匀现象。

4.3 移动工作台时，注意刀与工件不得相碰。

4.4 拆除立铣刀时，台面需垫木板，禁止用手去托刀盘。

4.5 对刀时，当刀具接近工件时，需用手摇进刀，不准快速进刀。

4.6 快速进刀时，注意手柄伤人。

4.7 铣刀杆和支架配合要好，防止刀杆弯曲变形。

4.8 停车后方能进行调整，测量工件。牛头刨床操作规程

5.1 工件夹装要牢固，增加虎钳夹固力应用接长套筒，不准用铁榔头敲打扳手。

5.2 刨刀要装牢，工作台上不得放置工具。

5.3 记事牛头冲程在使刀具不接触工件，用手摇动或点动，全行程检验有无障碍。

5.4 机床调整好后，随时将摇手柄取下。

5.5 在刨削过程中，头、手不要伸到滑枕前检查工件，测量必须停车。

5.6 所有摩擦面必须经常保持清洁并加润滑油，以防拉伤机床。钻床

6.1 工作前必须检查主轴是否窜动，松旷和弯曲。

6.2 钻不规则的孔和小、薄工件的孔时，必须用螺丝和平口钳压牢固，方可施工。

6.3 钻直径3mm以下的孔和超过钻床负荷的大孔一律禁止自动走刀。

6.4 钻孔时，必须有充足的冷却液。

6.5 钻孔时，必须将工件放稳，找准中心钻孔，钻偏时不准用钻头借正，以免损坏机床。7平面磨床操作规程

7.1 非磁性工件磨削时，应采用机械紧固，磁性材料磨削时，应使每个工件尽可能盖信

几个抗磁圈，在任何情况下不得下于一个。

7.2开动机床前，快速进给手柄应在后退位置，砂轮离工作台距离不少于快速进给量。其余操纵手柄及进给手柄必须在停止位置行程挡铁必须调整好，紧固好。

7.3 砂轮接近工件或砂轮修正器时，进给应平稳、缓慢，以确保安全。

7.4 磨削精度较高的工件时，磨头应与台面保持垂直，粗磨时应调整砂轮主轴，轴心位置，使整个磨削过程中砂轮用前端工作。

7.5 工作台面发现有较大凹痕，必须进行修磨，磨削工作台面时应采用硅酸盐软砂轮，并喷射大量冷却液，台面先用最低转速磨削不得厚于0.03-0.05mm。

7.6 在停止工作前，须先关冷却液，使磨头空转一段时间，以驱潮气。

7.7 离开机床要切断电源，各手柄、手轮、按钮均应在停止位置。

7.8 结束作业要擦干净冷却液后污垢，保持机床各部清洁，并涂油保养不致锈蚀，同时将磨头升到最高位置，以防电机受潮。

7.9 机床长期使用，启动前要检查电机绝缘情况。滚齿机操作规程

8.1 操作者应根据加工情况，调整行程位置，选配挂轮进刀量等，不得负荷运转。

8.2 工作台对主轴套、轴、凸轮、导轨的压板、镶条要经常检查，注油，以免使之过热，拉杆，螺帽要紧固可靠。

8.3 工作中应注意检查进刀丝杆，进刀凸轮，限位开关的灵敏可靠性。

8.4 工作时，必须注意力集中，不可擅离职守。

8.5 随时注意机床运转情况，发现有不正常现象应立即停车，通知有关人员检查，不得隐瞒，更不得私自处理事故。铣刀刃磨床操作规程

9.1 熟悉机床结构及性能，并能熟练地对各有关部位进行调整。

9.2 工作前检查各撞块位置是否正确，行程开关是否灵活，液压油、润滑油是否足够，做到定期加油与换油，并保持油的清洁。

9.3 启动油泵，将工作部分的压力和润滑部分的压力分别调至10-16kg/cm，1.5-2kg/cm 检查砂轮的摇摆运动，引进分度退出等动作是否正常，各油路是否畅通。

9.4 工作前应先开空车2-3分钟，待一切正常后，方可工作。

9.5 工作时如发现不正常现象，应立即停车，配合维修工检查修理，不能带隐患工作，发生任何事故后，应保持现场，如实逐级上报，离开机床应先停车。

9.6 操作工必须紧衣扎袖，不准戴手套，穿拖鞋，打赤脚，赤膊，工作时不能站在砂轮可能飞溅的方向。

9.7 拆卸刀盘时，不得撞击刀尖，放置要平稳。

9.8 班后，应首先切断电源，然后清洗机床外露工作面，应涂油防锈。万能工具磨床操作规程

10.1 熟悉机床结构、性能、功用，并能对各有关部分进行调整。

10.2 开车前，检查砂轮传动，工作台精手送、粗手送、磨头垂直，水平进给，传动等机构是否灵活可靠。

10.3 各润滑部位，每班前加油一次，磨头箱轴承用无锡炼油厂生产的精密二号润滑脂半年加润滑脂一次。

10.4 装换砂轮时，不应采用手锤敲击，以免损坏砂轮精度，开车时，需让砂轮空转一至二分钟，工作时，人不能站在砂轮的离心力方向。

10.5 工作时，如发现不正常的现象，应立即停车，配合维修工检查修理，不能带隐患工作，发生事故后，应先停车，并保持现场，如实逐级上报。

10.6 工作台面不得摆放工具，工件等杂物，不得锤击工作表面和虎钳钳口。

10.7 班后，应坚持除屑，擦洗机床外露工作表，应涂防锈油，工件附件摆放整齐，做好交接班手续。内圆磨床操作规程

11.1 操作者必须熟悉本机床的性能、结构与传动系统，凭证操作设备。

11.2 开机前按机床要求做好各部位的润滑工作。空运转3-5分钟，看设备运转是否正常。11.3 检查砂轮是否有裂纹或残缺，发现异常及时更换。

11.4 检查各手柄是否在正常位置，移动位置是否准确，各连锁安全装置是否良好。11.5 磨削工件的中心线与主轴中心线必须平行，偏差不得超过规定值。

11.6 严禁在机床上校正工件，更不可敲打。

11.7 机床附件必须完好，不允许挪用。

11.8 设备发生故障立即停机，通知机电维修人员检修，发生事故立即停机，报各有关部门处理。

11.9 下班应清扫设备，关闭电源，并做好交接班工作。外圆磨床操作规程

12.1 操作人员在使用本机床前必须了解机床结构性能和操作调整要领。

12.2 在启动机床前要检查各电气开关，操作手柄是否处于零位，紧固螺钉、防护罩是否松动、完好。

12.3 启动机床液压后注意电机旋转方向，并检查其工作压力是否正常，各液压动作是否动作正常。机床空转10分钟后才能正常工作。

12.4 操作人员应遵照说明书对砂轮主轴油、床身油池、液压油、冷却液、过滤器进行更换、清洗。

12.5 机床停车前应关掉冷却液，让砂轮空转一段时间后方可停止砂轮电机。12.6 机床在工作时间出现异常情况应立即停车报告维修人员。

12.7下班前一定要将机床擦试干净，并涂上防锈油。最后关闭电源。

13数控车床操作规程

13.1 操作人员开始工作前要参阅机床说明书，熟悉各手柄的作用及使用方法。13.2 开机前要检查油箱，油位是否在油标刻度之上，确保液压系统供油畅通。

13.3 启动机床后注意电机、卡盘旋转方向是否与规定一致，油压是否正常，不得超压使用，特别注意要空运行3-5分钟后方可进行工作。

13.4 在按产品编程时，注意不要超程，注意刀架与卡盘位置，不要矛盾，特别注意刀架转位，应将刀架退到上部与尾部，防止撞刀，发生损坏。

13.5 操作人员应按说明书定期对导轨进行润滑。

13.6 在使用过程中，如机床发生异常情况，应及时报告维修人员，保护现场，不得隐瞒或带着隐患强行工作。

金属切削车间设施改进设计 篇3

工厂布置的方法和技术一直是工业界不断探索的问题。20世纪60年代美国Richard Muther提出的系统布置设计（Systematic Layout Planning），是对设计项目进行布置的一套有条理的、循序渐进的、对各种布置都适用的方法。设施设计的核心内容是工厂、车间内部的设计与平面布置、设备的布局, 通过调整设施布置优化生产物流，使得物流路线合理化，从而达到提高整个生产系统经济效益的目的。SLP方法在对企业生产流程、物流量详尽分析的基础上，运用以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的进行生产设施规划设计的方法，采用一套表达力极强的图例符号和简明表格，通过条理清晰的设计程序进行工厂及车间设施的布置设计，具有很强的实践性，但同时，现代企业多品种小批量生产的特征使得将SLP方法直接应用于设施布置设计中存在许多不足，本文将针对设施布置在实践中存在的问题，对SLP方法做适当变动，使其能更加灵活的应用在实际情况特殊的车间布置中。

二、某企业金属切削车间设施布置存在的问题

某企业是机械工业部重点企业之一，主要生产各种规格的破碎机、球磨机和水泥生产成套设备等。现有某金工车间厂房长120m，宽2×18m，共有各类机床75台和5部行车。该金工车间是公司的重要加工车间之一，大多产品的配件和中小零件都在该车间进行加工，具体产品产量随客户需求和车间生产要求而不断改变，具有不确定性。据粗略统计车间加工零件的种类可达一万多种。目前车间布局主要靠以前的工作经验进行布置的，局部布置具有一定合理性，但总体看来整个车间布局缺乏科学性，不能适应现代制造业的发展。通过分析可以发现该车间存在的主要问题如下：

1、车间整体生产能力过剩，部分大型机床存在超负荷运行的情况，而有些设备得不到充分利用却占用大量空间。2、各设备没有充足的作业空间，设备布置混乱，物料流动距离大，运输的往返和交叉现象明显。3、车间人员缺乏现场管理概念，物料堆放混乱，工作环境难以合乎工人生理、心理需求。4、车间缺少必须的辅助部门，如机修站和刀具库。

三、车间设施布置改进设计

1、产品工艺流程分析 由于车间内加工的零件类型可达上万种，其生产类型为中、小批量生产，在分析其工艺流程时，有必要采用成组方法，按产品结构与工艺过程的相似性进行归类分析。车间加工的主要产品总结为齿轮轴、减速箱体、联轴器、轴和小盖五类，通过分析其工艺流程可以看出，各类产品工艺流程的形似性较少，无法实现可以适应多种零部件的作业顺序，需要采用工艺原则进行设施布置。

2、车间作业单位的设计 在该金工车间作业单位的设计中，辅助部门的设计是重点，通过辅助部门在车间发挥作用，使工人们有一个比较人性化的工作环境。生产部门则根据工艺原则布置，将相似设备或功能相近设备集中起来组成一个部门，具体作业单位的划分如表1所示。

3、车间作业单位相互关系分析 由于该车间所生产的零件具有很大的不确定因素，具体的产量和详细物流不固定，根据需要有随时调整的可能，所以车间设施布置设计就不能依赖于物流分析，需要进行作业单位间非物流关系分析。

通过物料流动分析，车间综合分析，结合有关作业单位负责人建议进行作业单位间相互关系密切程度的评价，建立作业单位相互关系表（表2），表中的每个菱形框格左半部用密切程度等级符号表示密切程度，右半部用数字表示确定密切程度等级的理由，具体理由见表3。

4、车间作业单位位置相关图 由于车间设计中作业单位数量较多，作业单位之间相互关系数目非常多，故引入综合接近程度，根据表2作业单位相互关系图得综合接近程度排序表，进而作出作业单位位置相关图（图1）。

5、详细车间设备平面布置 为了实现车间的详细平面布置，应对各类产品进行物流分析。该车间的产品品种众多，产量较小，在分析工艺流程时按照成组工艺流程分析，根据该车间加工的主要零件的特点选取具有代表性的零件分析其加工流程，并根据各工序所需设备类型把整个车间设备分为16个机床组，通过对车间作业单位平面布置图的分析对这16个机床组进行排序，得到初始产品工艺流程图（图2）。

在初始产品工艺流程图中，这十种代表零件最少的流动步数为146，而实际的步数为350，故其效率146/350=41.7%。从图中可以明显看出，在该车间加工产品的工艺流程中，倒流是较为普遍的现象，而这对于车间内物流效率的提高是非常不利的。经过分析发现，有些倒流现象是可以改进的，他们倒流都出现在同一组机床，如图中插床组处的倒流较多，倒流距离较远，而大、中、小车床组的倒流现象也较明显；但有些机床组之间存在的倒流现象是不可避免的，如中部划线台与钻床组之间，对于这种情况，在改进时需要做的就是使倒流的距离尽量缩短。通过多次交换调整，得到调整后的较佳产品工艺流程图（图3）。调整后这些产品流动的最少步数为133，实际流动步数为231，其综合效率为133/231=57.8%，可以明显看出物料流动的效率有较大提高。以此为依据最终得到详细车间设备平面布置图。与现有车间平面布置相比，主要改进方面如下几点：

1、去除了车间内因设备陈旧而长期闲置的5台机床，使车间内有效作业空间更加充足，有利于对其他机床进行重新布置。2、减少了部分零件加工过程中的倒流现象，减少了产品的搬运距离和时间，单位物料搬运费用降低。3、车间整体布局较为美观，车间内大部分机床位置呈直线布置，物料流动路线明确，改善了工人作业环境，有利于提高劳动生产率。4、设置了车间辅助部门，能够及时处理车间内出现的问题；车间办公室设置在车间内部，有利于对车间生产进行现场管理，有效的增强了车间的生产能力。5、物料堆放混乱和搬运不很通畅的情况得到改善。在机床的布置时充分考虑作业所需空间，机床周围有足够的空间摆放物料，对待加工件的位置做了具体规定；对车间内的物料流动通道进行了加宽，保证了物料搬运的通畅，同时也减小了物料流动的不安全因素，在车间物料搬运紧张的情况还可以调用工厂其他机械搬运工具进车间作业，提高了车间的物料搬运效率。

五、结束语

金属切削液 篇4

关键词：金属切削,切削变形,变性规律,切屑

引言

金属材料切削加工是机械制造中的重要步骤。在金属切削过程中,金属材料会出现切削变形。切削变形过大,不利于切削加工过程,影响最终工件质量,且会造成能源浪费和成本增加。要想降低金属切削变形、提升生产效率,需要明确影响切削变形的主要因素,并深入研究切削变形的影响规律,从而采取有效措施减少切削变形。因此,本文简要分析金属切削过程中影响切削变形的主要因素及影响规律。

1 金属切削变形过程分析

金属切削是切削层金属在刀具前刀面推挤下发生以剪切滑移为主塑性变形,从而形成切屑的过程。从本质上来讲,金属切削是一种金属切削变形的过程,一般包含3~4个阶段。首先产生弹性变形即积压阶段,之后产生塑性变形即晶体原子滑移阶段,再之后产生挤裂变形即断裂阶段,最后切离工件本体。这四个阶段的变形属于金属采材料切削特有的规律。金属材料及切削方式的差异性,会导致金属切削变形过程的差异。对于含碳量较高或铸造工艺生产的工件来说,其金属材料脆性较大,在切削过程中存在3个变性阶段。在荷载卸除后,仍然存在变形的金属属于塑性材料。在切削的过程中,存在4个变形阶段[1]。进行金属材料切削加工实验,切屑冷却后进行实际测量,发现切屑长度缩短而厚度变厚,切屑两面光滑度不同,紧贴着刀具的一面光滑,而另一面则粗糙。金属材料的切削并非简单的“切”过程,而是利用刀具的切削力挤裂金属的过程,中间有着复杂的变形过程,从而形成离开工件的切屑。

2 金属切削变形影响因素及影响规律

金属切削是一个复杂的变形过程,存在3个变形区域影响切削加工,如图1所示。下面来研究金属切削的变形规律,并提出一些可以应用到实际生产中的技术方案,旨在减小金属切削变形,提升生产率,降低生产成本。

2.1 主要切削变形区域(区域Ⅰ)

图1中,OA、OM、AM包围的塑性剪切滑移区域为主要变形区域,也是整个金属切削过程中的重点变形区域。在此区域中,消耗的功率最多,产生的切削热最高,从而会对刀具前角、主刀刃产生严重磨损。切削过程中,刀具强行“切”如金属材料,此时主切削力Fz最大,机床和刀架产生振动,在刀具进给和工件相对运动的作用下,工件切削层会产生上撬变形。切削层厚度、刀具几何角,是影响上撬变形的主要因素。具体来说,切削层厚度越厚,则上撬变形程度越大,产生的振动越大,刀具几何角越小,上撬变形程度越大,切削温度越高[2]。

仔细观察主要变形区域位置,其起始滑移处为靠近主刀刃的OA线。在实际切削过程中,金属材料受刀具挤压,内部晶间组织会发生晶体原子滑移现象,从而产生塑性变形。此时,切削层表面温度提升,冒出白色气体,表面颜色逐渐变淡。到了OM终了滑移线,基本完成剪切滑移。从OA到OM区域,则是宽度在1mm以下的塑性变形区域。需要注意的是,刀具几何角度、负倒棱,直接影响金属切削塑性变形区域的宽度。刀具几何角越小,塑性变形区域宽度越宽,产生的切削阻力越大,从而使金属切削变形越大,各项指标越高。由此可见,要想减少金属切削变形,需要对刀具几何角度和负倒棱宽度进行严格控制。同时,如何保证刀面较高粗糙度,也是需要解决的技术问题。

2.2 第一次变形区域(区域Ⅱ)

第一次变形区域是即将切离工件的切屑挤排位置。此区域中,切屑与前刀面的摩擦最为严重,属于高级切削准备阶段。在此过程中,需要把握以下两个问题:①合理控制刀具几何角度;②合理控制刀具几何面的粗糙度[3]。这两点是影响此区域金属切削变形的最关键因素,其重要性在工件材料及其他因素之上。在主要变形阶段形成的切屑划过刀具面,产生摩擦和膨胀,产生切削温度。受切削力及切削温度的影响,贴近刀面切屑内部的晶体结构会纤维化,晶粒会被拉长成为纤维组织。这些纤维组织有着一定方向性,从而对切屑挤排方向产生影响,导致切削阻力增大,切屑挤排困难,磨损刀具,增加金属切削变形。从这个角度来看,要想减少切削变形,需要提升刀面的粗糙度,从而提升切屑流动速度。

要想实现刀面粗糙度的提升,需要从以下三个方面着手。第一,需要提升刃磨刀具技术水平,选择质量优良的砂轮,保证砂轮精度。对于刀具初磨来说,选择小粒度号60°砂轮为宜;对于刀具精磨来说,选用大粒度号100°以上的砂轮为宜[4]。第二,应当合理控制砂轮上刃磨刀面摆动速度,并采用反复套磨法技术。此外,在实际切削过程中,应当适当增加刀具前角、主后角及副后角。第三,应当合理使用切削冷却液,将冷却液浇注到切削区域,使其渗透到工件和刀具之间,形成吸附膜,以此减小摩擦,带走热量,避免出现切削变形而引起加工硬化、刀具磨损及振动等不良问题。

2.3 第二次变形区域(区域Ⅲ)

第二次变形区域是已加工的工件表面与后刀面接触的区域。刀刃的变化会导致切削变形出现,使工件表面出现加工硬化问题。切削过程中,刀具切削刃主要有锋利刀刃和带有倒棱刀刃两种选择。前者适用于塑型金属材料和有色金属材料的切削,后者适用于硬度高或脆性金属材料的切削。在连续切削过程中,锋利刀刃不可避免会产生微小圆弧,形成的后面与工件已加工表面接触面积增大,导致一小层金属被圆弧刃和倒棱刃挤压到已加工表面,从而导致金属出现弹性变形或塑性变形,由此形成金属切削变形的第二次变形区域[5]。

后刀面与金属已加工表面接触后,会导致加工硬化的问题出现,降低了工件表面粗糙度,从而给工件质量带来不利影响,同时还会影响下道工序,加剧刀具磨损。解决这一问题,关键在于合理把握刀刃锋利度和负倒棱修磨尺寸。刀刃越锋利,金属变形越小,加工质量越好。但是,切削过程中也会导致刀刃迅速变钝。为了解决此矛盾,实际生产过程中,可以将刀刃修磨出钝圆半径0.1mm,通过加大后角来减少刀具后面与金属已加工表面之间的摩擦,以此减少切削变形。

3 结论

金属切削机床磨削加工安全检查表 篇5

转载自智安网：

磨削加工安全检查表

说明

1）磨削加工是用得最广泛的切削加工方法之一。

2）磨削速度很高，每秒30～50m，高速旋转砂轮的破裂可使人致伤；切削温度较高，可达1500℃，可烫伤人体；切削过程历时很短，只有万分之一秒。砂轮型号选择不当、砂轮平衡不好、安装不当、磨削量选择不当、缺乏及明修整和操作不当，均可发生砂轮破裂，碎块崩出造成严重伤亡事故。在砂轮运转时调整、坚固或测量工作时，可能触及高速旋转的砂轮而造成伤害。工件夹固不牢或电磁盘失灵等原因造成工件飞出伤人事故。

3）安装砂轮必须满足下列安全要求：

① 根据砂轮使用说明书，选用与机床主轴转数相符的砂轮。

② 所选用的砂轮要有出厂合格证或检查试验标志。

③ 对砂轮进行全面检查，发现砂轮质量、硬度、强度、粒度和外观有裂纹等缺陷时不能使用。④ 安装砂轮的法兰不能小于砂轮直径的三分之一或大于二分之一。

⑤ 法兰盘与砂轮之间要垫好衬垫。

⑥ 砂轮在安装前要搞好静平衡。

⑦ 砂轮孔径与主轴间的配合要适当。

⑧ 紧螺帽时要用专用扳手，不要用力过猛以防滑倒，螺帽紧固要适当。

⑨ 砂轮装完后，要安装好防护罩，砂轮侧面要与防护罩内壁之间保持20～30mm以上的间隙。⑩ 砂轮装好后要经过5～10min的试运转，起动时不要过急，要点动检查。

4）无心磨床安全检查表适用于M10型及与之类似的无心磨床。

5）平面磨床安全检查表适用于M71型卧轴矩台平面磨床及与之类似的平面磨床。

6）螺纹磨床安全检查表适用于M7520型螺纹磨床及与之类似的精密磨床。

7）光学曲线磨床安全检查表适用于M9050型及与之类似的光学曲线磨床。

（1）无心磨床安全检查表

1.设备检查

1.1砂轮架应齐全、完好、固定可靠、调整方便、工作时应运行平稳、无异常噪声。

1.2砂轮主轴的螺纹旋向必须与砂轮工作时的旋转方向相反。

1.3主轴轴向止推装置必须安装牢固，能有效地控制主轴的轴向串动。

1.4进给机构的零件应齐全、完好、定位准确、固定可靠。

1.5杠杆系统应操作灵活、零件齐全、装配牢固、不得有松动现象。

1.6滚轮应安装正确、滚动灵活、不许在运转时夹紧工件。

1.7冷却系统应能正常工作，在磨削工件和修整砂轮时能很好地进行冷却。挡板应齐全、完好、以防冷却液飞溅。

1.8皮带传动装置和交换齿轮均应设置防护罩。砂轮防护罩应符合安全要求。

1.9应设置木质脚踏板。

2.行为检查

2.1用手送磨削工件时，手离砂轮应在50mm以上，不要握得太紧。

2.2用推料棒送料时，要拿铅料棒，禁止用金属棒。

2.3调整磨削量时，试磨工件不能少于三个。

2.4修正砂轮时，要慢慢进刀，并给充分的冷却液，以防损坏金刚钻。

2.5工件在砂轮中间歪斜时，要紧急停车。

2.6磨棒料时，要求托料架与砂轮、导轮间的中心成一直线。严禁磨弯料。

2.7工件没从砂轮磨出时，不准取出。手接工件，要迅速把工件握住，停止其转动。

2.8料架上的工件要放好，以防滚掉下来伤人。

2.9安装螺旋轮时，要戴手套，拿螺旋轮的端面内孔，不准拿螺旋轮的外面。

2.10无心磨刀板的刃部要磨钝，以防割破手。

2.11不得将超过规格的大料加入。发现大料时要立即取出，防止发生事故。

（2）平面磨床安全检查表

1.设备检查

1.1电磁吸盘的联锁装置必须灵敏、可靠，在开动各电动机之前，必须先把电磁吸盘的开关扳至“吸”的位置上。

1.2操纵手柄、手轮应零件齐全、装配牢固、灵活好用。变速、换向机构应有明显的档位标志牌及定位装置。

1.3冷却系统应工作正常，不得有渗漏现象。工作台上应安设防护挡板，以防冷却液飞溅。

1.4应有完好的纵向、横向行程限位装置。限位挡块所有螺钉、螺孔不得有滑丝、乱扣现象。

1.5工作台四周的挡板必须安装牢固，不得任意拆卸，以防砂轮破碎或冷却液飞溅造成伤害。

1.6砂轮防护罩应将砂轮卡盘和砂轮主轴端部罩住。砂轮在工作中一旦被破坏时，能有效地防止砂轮碎片飞出，以保护操作者的安全。

1.7应设置木质脚踏板

2.行为检查

2.1装卸工件时，要把砂轮升到一定位置方能进行。

2.2磨削前，把工件放到磁盘上，使其垫放平稳。通电后，检查工件被吸牢后才能进行磨削。

2.3一次磨多件时，加工件要靠紧垫好，并置于磨削范围之内，以防加工件倾斜飞出或挤碎砂轮。

2.4进刀时，不准将砂轮一下就接触工作，要留有空隙，缓慢进给。

2.5自动往复的平面磨床，根据工件的磨削长度调正好限位档铁，并把档铁螺丝拧紧。

2.6清理磨下的碎屑时，要用专用工具。

2.7立轴平磨磨削前应将防护挡板挡好。

2.8磨削过程中禁止用手摸试工件的加工面。

（3）螺纹磨床安全检查表

1.设备检查

1.1设备应安装在专用的房间内，室内应有恒温装置，将室温保持在20±1℃。

1.2所有操作手柄必须定位准确、使用方便可靠，各零件齐全、完整。

1.3应装有开启灵活、安放可靠的防护挡板，以防冷却油飞溅及油雾污染。

1.4螺距调整装置应零件齐全、完好、并保证齿轮在运转过程中不松动。

1.5砂轮主轴螺纹的旋向必须与砂轮工作时的旋转方向相反。

1.6床头箱防护罩、螺距调整齿轮防护罩、床尾及其它部位的防护罩应符合安全要求。

1.7必须有行程限位装置，其挡块的所有螺孔及螺钉不得有滑丝、乱扣现象。

1.8砂轮防护罩应符合安全要求。

1.9机床周围表面如无木质地板，则应设置木质脚踏板。

2.行为检查

2.1开车前将挡板挡好，调整好行程限位器，确实无误方可操作。

2.2工件必须夹牢，顶针顶好、紧固方可开车。

2.3加油、变换齿轮，必须停车。

2.4电气系统要保持完好、干燥、防止冷却液溅到电器上发生触电事故。

2.5必须对机床上的安全装置及防护罩加以爱护，不得拆卸。

2.6机床运转中，不得进行测量工件或将手伸入机床各部位，以免发生意外。

2.7工作时，必须开动吸尘器，以免对人体和机床造成损害。

2.8应缓慢进刀，防止砂轮破裂。

3.作业环境

3.1房间周围不得有震源和热源。机床周围还应有防震层。

3.2室内应保持清洁，地面不得有油污和积水。

（4）光学曲线磨床安全检查表

1.设备检查

1.1设备应装在专门的暗室里，室内应有恒温装置，并保持20±1℃。

1.2所有操纵手柄、手轮必须灵活、好用。各零件应齐全完整，装配牢固。

1.3砂轮主轴螺纹的旋向必须与砂轮工作时的旋转方向相反。

1.4皮带防护罩应齐全完好。

1.5砂轮防护罩应符合安全要求。

1.6机床周围若无木质地板，则应设置木质脚踏板。

2.行为检查

2.1工作前应开空车检查机床运转是否正常。

2.2调换新砂轮后，首先应用木槌轻敲检查是否破裂。装夹砂轮时应加软垫压紧，装好后需开空车试转检查砂轮有无破裂。

2.3安装工件应牢固，安装时应将床面移至安全位置，并将光学镜头部分遮好。

2.4开始工作时进刀量不宜过大，防止砂轮破碎伤人。

2.5加工完毕，应立即将光学镜头遮好。镜头玻璃面上有灰尘或油污，需用软绒布揩试，在揩试前应用高级汽油清洁。

2.6应先起动吸尘器，运行正常后，再起动机床。工作完毕后，应先切断机床电源，再切断吸

尘器电源。

3.作业环境

暗室内应保持清洁、空气新鲜、地面不得有油污和积水。

4.个人防护

操作者应戴防护眼镜和口罩。

金属切削液 篇6

【关键词】金属切削；机床精度；因素；对策

金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量除手携式以外的机床。 金属切削机床在目前机械加工领域中，它是使用最广泛、数量最多的机床类别。金属切削机床是以切削的方式来进行对金属毛坯的加工，它是一种制造产品的机器，习惯上人们将其称作机床，它的工作过程是刀具和工件相互运动、相互作用的过程。在生产过程中，金属切削机床的精度决定着产品的质量，所以包装金属切削机床精度具有着重要的意义。

1.影响金属切削机床精度的因素

金属切削机床在加工过程中，其刀具和工件中间的运动都将通过机床来完成，而刀具、工件和机床之间的位置关系都将靠机床来保证。所以，机床精度将直接影响着产品加工精度，而影响金属切削机床精度的因素则主要有以下几方面。

1.1主轴的回转误差

在金属切削机床加工过程中，从理论上来将其主轴旋转时旋转轴线应和主轴的几何轴线相重合。但是在实际的加工过程中，因存在各个误差因素将促使回转轴线在每一个瞬间的空间上都是发生变化的，所以主轴回转存在着一定的误差，其误差的大小将直接影响着金属切削机床的精度。主轴回转误差主要有径向圆跳动、轴向窜动和纯角度摆动三种形式。而引起这三种形式的原因有主轴轴劲的误差，轴劲之间的同轴度、主轴挠度以及支撑轴对轴劲轴心线的垂直度都将致使主轴轴劲产生误差；主轴一般将通过轴承安装在箱体的主轴孔里，其轴承的制造、安装误差也将影响着主轴的回转精度。

1.2导轨误差

机床导轨的作用是支承并引导运动部件，使之沿直线或圆周轨迹准确地运动。但导轨在安装使用过程中会存在着一定的误差，其误差的存在将促使导轨上的运动轨迹出现误差，致使影响了对工件的加工精度。导轨误差是影响金属切削机床精度的主要因素之一，其主要表现在导轨的直线度误差、导轨在垂直平面内的平行度误差和导轨和主轴轴线之间的位置误差。

导轨的直线度误差分水平和垂直两个方向，这两个方向上的误差并不一定会全部传给工件，而只有处于加工误差敏感方向上的误差才会影响工件的精度。导轨在垂直平面内的平行度误差是机床前后两导轨在垂直平面内不平行而造成其上的运动部件前后摆动，致使刀具或工件的运动轨迹成一条空间曲线，从而造成了工件的形状误差。导轨与主轴轴线之间的位置误差是导轨与主轴轴线之间的位置关系不正确，将会造成工件母线与其轴线之间的位置关系不正确，如在车床中，若纵向导轨与主轴轴线在水平方向不平行，车外圆时，就会使工件产生锥度误差，若使横向导轨与主轴轴线不垂直，则车端面时，就会使工件端面变成中凹或中凸的圆锥面。

1.3传动链误差

当机械加工过程中需要用展成法来加工工件表面形状时，就必须采用内联系传动链来保持两工件之间的运动关系。如果内联系传动链存在误差就会造成了该运动关系的不准确，势必会造成工件的加工误差。如车螺纹，主轴和刀具是其执行工件，他们的运动关系是主轴转一圈，刀具进给一个螺纹导程。如果传动链误差使刀具进给的快了或者进给的慢了，就会造成螺纹的螺距误差，影响刀具运动的正确性。所有传动链误差是影响金属切削机床精度的主要因素之一。

1.4刀具和夹具的误差

刀具的误差是刀具在加工中的磨损会引起被加工工件的尺寸和形状的改变。而夹具的误差是在加工过程中工件与机床、刀具的位置关系往往通过夹具来确定的，所以夹具误差主要影响工件与机床、刀具的位置关系的正确性。刀具和夹具的误差必将影响着金属切削机床的精度。

2.提高金属切削机床精度的对策

（1）对于机床主轴的回转误差而影响技术切削机床的精度，其主要在主轴零件、轴承以及轴承孔的精度控制，所以在对这些零部件的加工时一定要严格、认真的对其进行加工，确保其各零件都符合精度要求。

（2）在金属切削加工过程中，要确保工件在机床上的安装正确，避免被吃刀量时而增大时而减小的现象，以免造成机床主轴的回转误差，影响到机床精度，使得工件的断面加工不平整。

（3）对于金属切削机床导轨的加工与安装，必须对导轨的直线度、导轨在垂直平面内的平行度以及导轨与主轴轴线之间的位置进行严格的质量控制，确保导轨的精度要求，从而提高金属切削机床的精度。

（4）通过减小传动链误差来提高金属切削机床的精度。通过减少传动链中的元件数，来缩短传动链，从而减少误差来源。通过提高传动元件，特别是末端传动元件的制造精度和装配精度，消除间隙，使传递瞬时速度稳定，特别是反向运动的时候，会造成滞后。通过采用误差修正机构，来提高传动精度，人为地加工一个与机床传动误差大小相等，方向相反的误差，以抵消传动链本身的误差。

（5）减少刀具和夹具的误差，提高金属切削机床的精度。刀具和夹具是金属切削机床的主要部件，一般刀具的制造误差对于工件的加工精度时没有什么直接影响的，主要在于刀具磨损后，会产生对工件形状的加工误差，所以，在加工过程中需注意对刀具的修复。当刀具出现磨损是，要立即对其进行更换。夹具的制造误差将直接反映着金属切削机床的精度，所以对于加工的加工制造应注意到期质量的控制，确保其精度达到机床要求。在夹具的装配过程中，应注意控制各尺寸误差或者位置误差。

3.结语

在对金属切削机床的实际应用过程中，我们不难发现影响其精度的主要因素是其内部各零件质量以及对其零件的安装质量控制。所以在金属切削机床的制造过程中因注意各零部件的作用，严格控制其对精度的要求。在安装过程中，也应严格控制对精度的要求。只有这样才能有效的减少误差，而提高金属切削机床的精度，才能加工出满意的产品。 [科]

【参考文献】

[1]唐宗军.机械制造基础[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2]唐进元，曹康，李国顺等.机床调整参数误差对小轮齿面误差影响规律的理论研究[J].机械工程学报，2010（17）.

基于ANSYS的金属切削过程模拟 篇7

有限元模拟技术在机械制造工程领域应用日益广泛,借助有限元模拟技术,可以直接求出变形体内部有关变形速度、应力、应变参数分布规律,为设计人员提供直观的物理数据,对深入研究切削机理、设计和选用相关的切削工艺参数提供参考依据和理论指导。

ANSYS系统具有强大的前、后处理和求解功能,通用性很强,但是在ANSYS中没有用于金属切削模拟的专用分析模块。本文基于ANSYS大变形模块,采用二次开发工具APDL和FORTRAN语言,对金属切削模拟分析算法进行二次开发,完成了铝合金A6061正交切削过程的全程模拟。

1 金属切削分析模型的建立

铝合金A 6 0 6 1材料的分析单元类型选择VISCO106大变形单元,弹性模量E=70Gpa、泊松比µ=0.3,其应力-应变关系式为[1,2]:

刀具选用PLANE182单元类型,弹性模量E=210Gpa、泊松比µ=0.3。

切削几何模型由两个矩形图形叠加而成,切削层尺寸:25mm×1.2mm,下面的工件尺寸:25mm×3mm,右边四边形为刀具,工件划分700个单元,刀具划分16个单元。对工件底部所有的节点进行全约束,约束刀具的Y方向自由度,给刀具施加向左的位移载荷,有限元分析模型如图1所示。

2 模拟算法

在金属切削模拟过程中,刀具和工件的边界约束条件都在不断地发生变化,如何正确地处理这些边界约束是模拟分析成功的关键所在。ANSYS软件在求解过程中不会对模拟分析过程中这些边界约束条件进行自动分析和处理,如:切屑-基体分离、切屑脱离刀具、切屑-刀具边界约束、网格重划分等,本文针对这些问题的处理,所给出的二次开发的算法流程如图2所示。

2.1 网格畸变及处理

2.1.1 网格畸变判断

本文在模拟计算过程中选用的单元类型是平面四边形四节点等参单元,为了保证四边形四节点等参单元的模拟精度和求解顺利进行,角度取值范围为(i=1,2,3,4),当角度不满足上式的条件时,说明单元已经开始畸变,需要重新生成规则的有限元网格。

2.1.2 新网格系统生成

网格发生畸变后,需要重新生成规则的有限元网格系统,这是保证数值模拟计算顺利进行下去重要的条件。对于新网格系统生成的方法有[3]:网格重新划分和对旧网格系统中畸变单元进行局部调整两种方式。本文使用ANSYS软件中的网格划分功能对发生网格畸变的部位进行网格重划分,然后再整合新划分的网格单元与旧网格系统中未发生畸变的部位。

2.1.3 新、旧网格系统之间参数传递

确定好新、旧单元之间的分割面积大小和等效应力、应变后,把旧单元与新单元重叠的面积和该旧单元的等效应力、应变代入到面积加权平方公式,计算出新单元的等效应力和应变,并把计算得到的场变量值赋给新网格系统,保证模拟分析的连续性。

2.2 切屑分离判断

目前,对于金属切削分离准则还没有达成一个统一的标准,目前所用的分离准则主要有几何准则和物理准则两种类型。

本文采用几何-节点等效应力的综合判断准则对切屑分离进行判断。处理流程如下:判断该刀尖前节点的等效应力是否已经开始小于设定的临界应力(临界剪切应力),如果大于临界值,则解除耦合约束;如果小于临界值,则搜索分离线上距刀尖最近的节点,提取刀尖节点坐标值与刀尖前最近的节点坐标值,使用距离公式求出两节点之间的距离:,如果(,设定的临界值),则解除刀尖前节点的耦合约束条件,实现切屑分离。

2.3 刀-屑脱离判断

切屑边界节点在前刀面的约束下,只能沿前刀面的切线方向移动,并且距刀尖越近所受的接触压力越大,为防止因接触压力过大而使切屑节点进入到刀具内部,必须对与刀具已经发生干涉的节点坐标进行修正;已分离的切屑节点与前刀面的距离足够小时,必须把该节点修正到前刀面上来,使其受到前刀面的约束。为使分离的切屑节点受刀面约束,采用几何方法对其坐标进行修正,过该节点做刀面垂线,得到垂线与刀面的一个交点,求出交点的坐标并使用该点坐标修正原来的节点坐标。受刀面约束的节点在刀面上运行到一定的高度后,节点脱离前刀面成为自由节点,Lee和Shaffer[4]提出了刀-屑接触长度的滑移线理论,根据滑移线理论建立了一个滑移线切削模型,并给出计算切削模拟过程中切屑脱离前刀面的取值范围为H=(1.25-1.5)h(其中h为切削层厚度)。

3 模拟结果分析

3.1 切削过程中切屑内部变形区域分布

图3给出的是在刀具前角为γ=200、后角为β=50、摩擦系数为f=0.3时模拟得到的不同刀具行程下的等效应力分布图。图3(a)是刀具行程S=5mm时工件和切屑内部应力分布图,最大的应力出现在第一变形区域红色区域中,已经达到:σmax=432MPa。(b)~(c)图分别是刀具行程为S=10mm、S=15mm时的应力分布图,此时的第一变形区域的最大应力在432~443Mpa之间变化,说明已经进入了稳定的切削过程中,这也验证了Von.Mise准则,当材料进入塑性状态后,等效应力保持不变。从图中分析得到,进入到稳定的切削过程中,刀具的后刀面所受的应力最大,磨损也是非常严重的,模拟分析结果与文献[5]所提出的正交切削新模型分析结论比较符合。

3.2 切屑几何形状

影响切削过程中切屑成形的因素很多,有:工件材料、切削用量、刀具几何参数等。模拟结果如图4所示,图4(c)给出的是在刀具前角为r=20°、后角为β=5°、摩擦系数为f=0.3°时模拟得到的刀具行程s=15mm时的切屑几何形状。

通过对切屑单元网格分析可知,不仅切屑的长度已经明显小于刀具的行程距离(切削层的长度),而且切屑厚度方面则要明显要大于切削厚度,这是由于在金属切削过程中切屑在刀具前刀面的挤压以及两者之间的摩擦力作用下,切屑在厚度方面受到的拉伸作用压力,而在长度方面受到的则是挤压作用压力,在这两种应力的共同作用下,生成如图4(a)、(b)、(c)所示的切屑图形,其中图4(d)、(e)为加工试验所得结果。通过对比,模拟分析结果与试验结果非常吻合。

4 结论

模拟分析得到了切屑成形过程和切削过程中工件、刀具内部应力分布图,将模拟结果与相关的实验结果进行对比分析,模拟分析结果比较符合金属切削理论的中一般结论,验证了模拟分析结果的正确性和二次开发算法模块的可行性,可为实际加工过程中工艺参数的选择和优化提供理论指导和参考依据。

参考文献

[1]朱江新.切削-挤压成形过程分析与建模方法研究[D].西安:西安理工大学,2006.

[2]张士林,任颂赞,严锦山等.简明铝合金手册[M].上海科学技术文献出版社,2006.

[3]李蓓智,黄昊,王胜利.切削过程仿真及工艺参数优化[J].东华大学学报(自然科学版),2007,33(3):287-289.

[4]Lee E.H.,Shaffer.BW..The theory of plasticity applied to aproblem of machining[J].Appl.Phys,1945:277-282.

普通金属切削机床数控化改造探讨 篇8

关键词：普通机床,数控化,改造

机床(英文名称:machine tool)诞生于17世纪中期,机床是利用金属切削原理将金属毛坯件加工成机械零件的机械加工设备,通俗讲机床就是制造机器的机器,又称其为“工作母机”或“工具机”。

机床的先进化程度和自动化水平是机械制造工业的基础,肩负着为国民经济和国防工业提供现代化技术装备任务。以机床为基础的机床工业技术水平很大程度上标志着一个国家的工业生产能力和科学化水平。

1普通金属切削机床改造的必要性

普通金属切削机床是利用待加工件与刀具之间的相对运动完成对毛坯件的机械加工,是我国机械制造领域、国防工业和机械制造发展进程中使用最多的一类机床。

普通金属切屑机床种类繁多,分类复杂,若按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。

到21世纪的今天,随着信息技术、计算机技术、网络技术和机电一体化的高速发展,伴随着加工方式的改变以及企业转型升级需要,普通金属切削机床的使用范围越来越窄,零件加工受限制条件越来越多,无法加工形状复杂零件,自动化程度不高,加工精度难于保证等方面的缺陷尤为明显,如何将对现有的普通金属切削机床进行数控化改造,更好的满足生产、教学、研究的现实需要,提升普通金属切削机床的使用范围和设备利用率,仍然是摆在众多生产企业、学校学院和研究机构面前的一个课题。

同时,对普通金属切削机床进行数控化改造后还有利于提高机床的使用范围,提高加工精度和加工产品的稳定性;有利于扩大加工零件范围,能加工单件、中小批量生产和加工形状较为复杂的零件等;有利于节约企业生产成本,减少劳动时间,提高生产效率;有利于降低人为操作的影响,减轻工人劳动的强度。

2普通金属切削机床数控化改造内容

普通金属切削机床的数控化改造内容主要包括三个方面。

1)对普通机床数控化改造的经济实用性评估。主要包括机床的结构、性能、功能、加工精度、基本部件、主要结构件、驱动系统和刀具系统等方面的比较分析。

从生产实际、可行性和现实可操作的角度出发,结合实际,开展调查研究,分析机床自身价格和数控化改造价格比较,分析改造所需资金投入的比例是否合理。

2)机床机械部件上的改装。主要包括机床导轨精度修复,根据精度要求合理选择滚珠丝杆或滑动丝杆。特别注意防止硬质颗粒状杂物进入滑动面损伤导轨。机床主轴箱传动部件改造,选择的齿轮传动应该较好满足数控机床的传动要求,确保传动精度达到要求。

另外还有机床进给系统机械传动部件改造以及车床刀具装夹机械改造等等。

3)机床电气控制系统上的改造。主要是基于PLC技术的控制系统改造。包括主轴驱动系统改造、伺服系统改造和刀架电动机控制线路系统改造等。

3普通金属切削机床数控化改造一般步骤

1)通过前期调查研究,明确数控化改造目标的任务。主要阐述机床数控化改造的原因,分析机床数控化改造后的功能,改造成本分析比较。

2)数控化改造总体方案设计。主要包括数控系统的类型遴选,机械部分总体改造思路、电气部分总体改造思路。

3)数控化改造设计计算。主要包括机械部件改造所需的设计计算依据和结果。选用部件的具体型号、绘制装配图。

4)数控化改造中的部件制造、安装。主要包括改造机床的制造、机械零部件的制造和安装。

5)数控化改造后功能调试和系统完善。主要包括动力传输系统、控制系统和进给系统的功能调试以及运行数据的完善。

4普通金属切削机床数控化改造的现实意义

1)资金压力小,节约成本。机床数控化改造与数控机床新购相比可节约60%左右的费用,对大型机床数控化改造及特殊设备更加明显。

2)资源利用率高,设备环境改造小。机床的数控化改造可利用现有的地基、厂房和线路。

3)性能稳定可靠。原机床在使用中,精度已达到要求,经过数控化改造后精度利于保证。

4)生产效率高。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比原机床高3—5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装,不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。

参考文献

[1]张雪琴.未来数控机床发展趋势与特点[J].科技与企业,2012(06).

[2]盛伯浩.数控机床发展趋势及对策[J].世界制造技术与装备市场,2004(03).

[3]国家发展改革委.关于推进再制造产业发展的意见[J].设备管理与维修,2010(07).

[4]机床制造产业网.国内机床数控化率低改造市场潜力大[EB].机床制造产业网,2012-10-26.

[5]吉云亮,张瑞东.国机械制造业的发展及其人才需求的思考[J].电力学报,2009(12).

[6]国务院办公厅.国务院关于促进企业技术改造的指导意见[EB].中央政府门户网站,2012-09-01.

金属切削液 篇9

1 寻找根源, 努力改进

要提高教学质量, 必须分析影响教学质量的深层原因, 以便采取适当而及时的改进措施, 进行综合治理[1]。《金属切削技术》课程作为专业基础课, 课程内容庞杂, 与工程实践结合紧密。加之课程内容所涉及的现代金属加工工艺与技术进步快, 更容易使教学内容与现代先进制造技术脱节。为密切结合现代企业对机制专业学生的培养要求, 按照“以能力为本位, 以理论实践为主线, 以课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求, 以形成掌握机械加工技术的基本技术和相应理论知识为基本目标, 紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容, 突出工作任务与知识的联系, 让学生在完成学习任务的过程中, 掌握相关知识和技能, 养成适应企业加工设计管理要求的职业素养。同时强化学生职业资格认证, 增加其社会竞争能力。为了保证本课程教学既能充分反映传统经典内容, 又能合理反映现代金属制造新技术与工艺, 保证内容的先进性。这样学生走出校门以后, 就会以最大的贴切度和企业衔接, 同时又具备了丰厚的理论知识, 以备企业将来发展需要和个人的进步。

2 鼓励学生, 激发兴趣

300多年前, 夸美纽斯在《大教学论》中就讲过:“教学的艺术是一种使人感到愉快的艺术”。他主张教学最主要的是“燃起学生的求知欲和学习热情”。随着近代和现代心理学的发展, 教学的改革越来越注意学习者的心理机制[2], 在着力于课堂结构改革和强化学生认识活动的同时, 十分重视激发学生的认识活动和调节各种影响学习的非智力因素, 注意改变僵滞沉闷的“灌注式”教学, 让学生在“愉快”的学习中, 生动活泼地、健康全面地发展, 度过幸福、快乐的童年时代。著名心理学家皮亚杰指出:“新的教育方法要考虑个体本身的特性, 并且要利用个人心理结构的规律和关于个人发展的规律。传统教育方法与新教育方法的对立乃是被动性与主动性的对立”。他认为, 教学中考虑学生的兴趣是我们现代教学方法中的一个决定因素。教学改革的深化, 使许多新的教学方法应运而生, 类似以激发学生认识活动和学习动机为目的的教学方法, 正在逐步发展和完善。影响教学质量的因素很多, 提高教学质量涉及教师的言表品行、教育教学以及学生的心理问题等艰巨而复杂的工作, 促使每一位教育工作者在实践中不断探索。

3 工厂模拟, 活动操作

模拟工厂[3]是活跃课堂教学和实验实操的手段。心理学研究表明, 情景模拟不仅可以提高教学效果, 而且有利于同学们的社会性发展和创造性培养。通过实际开展实际设计中的各项工作, 以提高学生的操作能力的一种实践性教学方法。模拟工程实际实践教学为学生提供了一个集中的模拟工程实践的场所和机会, 让学生在模拟的工程师工作的环境中熟悉掌握具体的刀具设计过程, 直接地面对工程实际问题的考验, 培养和巩固用设计规范约束自己, 用设计手段解决问题的思维模式, 同时掌握运用刀具理论解决问题的方法, 缩短刀具设计教学与工程工作实践的距离。

4 形式多样, 反馈教学

著名教育家夸美纽斯认为:“兴趣是创设一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一”。适当的教学手段, 对学生常常具有很大的吸引力, 以激发他们的兴趣。鲜明的图像和实物, 能集中学生的注意力, 有利于培养他们的观察力, 诱发他们的思维[4]。为进一步提高教学效果, 主动运用教学反馈意识, 对教学过程实行有效控制, 全面提高质量, 还可以借助电化教育的幻灯投影法等多种手段以及学生相互检查的方法。优化教学方法需要用整体的、全方位的观点看待教学过程, 用辩证的观点揭示过程发展中的内部矛盾, 用综合的优化的观点去处理教学中的各种问题。只要我们从自己的教学实际出发, 不断开拓、创新, 教学质量的提高一定会指日可待

5 结语与展望

总之, 在《金属切削技术》课程教学中应该从调整教学内容, 改进教学方法, 加强实践教学环节等方面进行一系列的教学改革。并且随着机械技术的发展, 今后的教学工作要始终按照“一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理”四项标准来进行课程建设, 为提高教育质量奠定坚实的基础。

参考文献

[1]黄伟华.机械优化设计实践性教学模式探讨.中国科教创新导刊, 2009 (19)

[2]关跃.潘秀丽.当代大学生的思想特点与教育方法[J].牡丹江医学院学报, 2008 (1)

[3]陈锡坚.新时期加强大学创新教育的现实选择[J].黑龙江教育, 2006 (8)

金属切削液 篇10

一、合理调整教学内容

《金属切削原理与刀具》课程教学标准规定了9个项目教学内容。要在48学时内完成如此多的内容, 必须针对教学目标恰当分配课时并合理调整内容, 例如, 将刀具结构及刀具几何参数教学重点内容安排4~6学时, 将刀具基本定义、刀具材料、金属切削变形过程等较为重要的内容安排2~4学时讲授, 其他内容安排1学时讲授;将数控刀具等新材料、新工艺、新技术、新设备、新标准补充到教学内容中来, 使学生及时了解本课程的现状及发展趋势, 扩宽其知识面。为了使学生掌握课程标准规定的教学内容, 针对每一项目的教学内容, 突出重点和难点、兼顾一般, 让学生真正理解和掌握。在每个项目教学开始时, 首先介绍项目要达到的能力目标, 使学生心中有数;该项目教学结束时,

《机械工程控制基础》教学改革探讨

许明, 倪敬, 陈国金

(杭州电子科技大学机械工程学院, 浙江杭州310018)

摘要:针对《机械工程控制基础》课程教学现状的不足, 提出了以Matlab为辅助和机械类卓越工程师培养为目标的课程教学改革新思路, 并探讨了由理论教学、Matlab辅助教学、实验、考核等为一体的机械工程控制基础教学方法实施方案, 特别是基于Matlab的辅助教学方法, 经过一年多的教学实践, 改善了课程教学效果。

关键词:机械工程控制;Matlab;仿真

中图分类号:G642.0文献标志码:A

一、机械工程控制基础教学现状

机械工程控制是自动控制的一个分支, 它以控制论为

用一定时间进行总结, 提高学生对所学知识的掌握程度。

二、教学方法灵活运用

坚持多种教学方法的使用是提高教学效果的必要途径。本课程以讲授法为主, 其他教学方法为辅, 通过多媒体课件演示讲授教学内容。

1. 采用实例引入法。

讲授新内容时, 以一个实例引入课程内容。内容讲授结束后, 让学生针对实例解决实际问题, 学生会利用刚学到的知识去分析解决问题, 并有成就感从而提升学习兴趣。

2. 采用课堂讨论法。

针对某些容易理解的问题开展讨论, 发挥学生的主观能动性, 增强认识。方法为课前布置讨论题目、课上展示, 如根据切削液的分类及作用, 引导学生针对不同加工方法、工件材料和刀具材料, 开展切削液的合理选择和正确使用的课堂讨论。

3. 采用教学提问法。

结合讲解内容, 因势利导向学生提问, 以激发学生的兴趣。如讲解车刀主偏角的大小对切削力三个分力影响时, 向学生提出“加工细长轴时, 应考虑哪些因素, 主偏角应如何选择?”由此引导学生根据所学的知识认真思考, 提高分析问题解决问题的能力。

4. 采用内容对比法。

通过直观性强的列表形式, 比较各相关因素的影响程度。如切削力、切削温度主要受工件材料、刀具材料、刀具角度和切削用量的影响, 具体影响趋势及影响程度, 通过采用表格形式表现出来并进行比较, 以此增强学生对此问题的理解。此外, 运用生动、形象的教学语言, 工作中的经验与体会, 吸引学生的注意力充分调动学生课堂学习的积极性。

三、精心制作教学课件

在多媒体课件制作过程中, 以课程标准为蓝本, 以教学内容为主线, 合理安排讲解的逻辑顺序, 并且还收集大量的素材来丰富课件。课件的制作要充分考虑学生的思维习惯, 充分利用多媒体现代教育技术。课件画面生动、形象, 通过实物显示和实况播放, 弥补学生感性认识和实践经验的不足, 重点解决教学中比较抽象难懂的问题。课件内容条理、简单, 文字不宜过多, 便于学生课上记忆, 课后复习, 是增强课堂教学效果、提高教学质量的有效手段。课件形式应充分利用图片、动画和视频等素材使讲课内容形象化、生动化, 做到课件内容充实、图像清晰、声音柔和、页面色彩悦目。如介绍切削用量三要素时, 可采用切削加工

文章编号:1674-9324 (2013) 17-0042-02

理论基础, 研究的是机械工程领域的自动控制问题, 具有很强的针对性, 是机械专业本科生的一门专业基础课。其

视频, 反映不同切削用量情况下的切削状态;讲解刃倾角对切屑流向的影响时, 可结合动画演示。同时, 注重使用不同的色彩或标记, 注明讲授重点内容、难点及与教材安排不一致的内容, 并留给学生做课堂笔记的机会。

四、实现理论实训结合

《金属切削原理与刀具》是一门综合性和实践性很强的学科, 涉及知识面很广, 因此, 学习本课程不但要系统学习基础理论知识, 还要注重实践教学。但是, 基于学院教学的实际情况, 教学做一体化教学条件暂时不能满足, 而单一的理论教学难以达到教学效果。为了解决这一矛盾, 采取双师型教师授课, 实现理论课程与实训课程相结合的教学模式, 也就是在《金属切削原理及刀具》课程授课学期同时开设《车工实训》课程, 作为《金属切削原理及刀具》课程授课教师同时兼任《车工实训》课程教学, 通过车工实训课教学弥补《金属切削原理与刀具》课程教学的不足。这样, 在车工实训教学课上让学生验证理论教学的内容, 并加深对知识点的理解, 教师也能够掌握学生对理论知识理解程度。如:通过在车床上选择不同的切削用量加工零件, 学生可以直观的看到切削速度和进给量对工件表面粗糙度的影响, 以此掌握切削用量合理选择的方法。通过金属切屑的形状来判断切削过程平稳性;通过外圆车削中为什么要对刀, 分析刀具安装位置的高低对实际加工中刀具角度的影响;通过切削用量的不同来观察表面质量、刀具磨损;通过加工过程中切削液的使用来介绍其功能和作用;同时还能够在实训课上发现学生操作存在的一些问题, 在后续的理论课上加以补充, 提高学生对知识的运用程度。

以上是对《金属切削原理与刀具》课程实践教学的探索和体会。通过合理安排教学内容、注重理论联系实际、不断改善教学方法, 适应职业教育的发展要求, 有效地调动了学生的主观能动性, 培养学生职业素质和职业能力, 适应企业的需要。

参考文献

[1]芦福桢.金属切削原理与刀具[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[2]陈日曜.金属切削原理[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[3]张春红.《金属切削原理与刀具》课程的教改探索[J].装备制造技术, 2010, (5) :203-204.