《金屬加工設(shè)備介紹》課件

金屬加工設(shè)備介紹課程目標：了解金屬加工設(shè)備的基礎(chǔ)知識知識目標了解金屬加工設(shè)備的基本分類、工作原理和主要應(yīng)用領(lǐng)域。掌握常用金屬材料的性能及其對加工的影響。熟悉數(shù)控（CNC）機床的基本概念和編程方法。能夠識別常見機床故障并采取相應(yīng)的排除措施。技能目標金屬加工設(shè)備分類概述1切削加工設(shè)備利用刀具切除金屬材料，如車床、銑床、磨床、鉆床、刨床等。2特種加工設(shè)備利用電、化學、激光、超聲波等能量進行加工，如電火花加工（EDM）、線切割機床、激光切割機等。3壓力加工設(shè)備利用外力使金屬產(chǎn)生塑性變形，如鍛壓設(shè)備、沖壓設(shè)備、液壓機等。焊接設(shè)備切削加工設(shè)備：定義與原理定義切削加工設(shè)備是指利用刀具切除工件上多余材料，使工件達到預(yù)定形狀、尺寸和表面質(zhì)量要求的設(shè)備。原理切削加工的原理是利用刀具與工件之間的相對運動，產(chǎn)生切削力，將工件表面的金屬材料以切屑的形式分離。車床：工作原理及應(yīng)用工作原理工件旋轉(zhuǎn)，刀具移動，切削出所需形狀。主要應(yīng)用加工軸類、盤類、套類等回轉(zhuǎn)體零件。例如：車削外圓、內(nèi)孔、螺紋、端面等。特點通用性強，應(yīng)用廣泛，適合單件和小批量生產(chǎn)。車床的組成部分詳解主軸箱傳遞動力，驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)。進給箱控制刀架的進給運動。刀架安裝刀具，進行切削加工。尾架支撐工件，安裝鉆頭、鉸刀等。銑床：工作原理及應(yīng)用工作原理銑刀旋轉(zhuǎn)，工件移動，切削出所需形狀。1主要應(yīng)用加工平面、曲面、溝槽、孔等復(fù)雜形狀的零件。例如：加工模具、凸輪、齒輪等。2特點靈活性高，適用范圍廣，適合加工復(fù)雜零件。3銑床的刀具種類端銑刀用于平面、臺階面、溝槽等加工。面銑刀用于大面積平面的高效加工。球頭銑刀用于曲面、模具等復(fù)雜形狀的加工。磨床：工作原理及應(yīng)用1工作原理利用砂輪高速旋轉(zhuǎn)，磨削工件表面，獲得高精度和低表面粗糙度。2主要應(yīng)用精加工淬硬鋼、硬質(zhì)合金等高硬度材料。例如：磨削軸承、量具、模具等。3特點加工精度高，表面質(zhì)量好，但加工效率較低。磨削加工的特點1高精度可獲得極高的尺寸精度和形狀精度。2低表面粗糙度可獲得極低的表面粗糙度值，提高零件的耐磨性和抗疲勞強度。3適用范圍廣可加工各種硬度材料，包括淬硬鋼、硬質(zhì)合金等。磨削加工是精加工的重要手段，可用于提高零件的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。它廣泛應(yīng)用于精密機械、模具制造等領(lǐng)域。鉆床：工作原理及應(yīng)用工作原理鉆頭旋轉(zhuǎn)，軸向進給，在工件上加工孔。主要應(yīng)用鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲等。例如：加工螺栓孔、銷孔、油孔等。特點結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適合加工孔類零件。鉆孔加工的常見問題1孔徑超差鉆頭磨損、切削參數(shù)不當?shù)仍驅(qū)е驴讖狡蠡蚱　?孔壁粗糙鉆頭鋒利度不夠、切削液不足等原因?qū)е驴妆诒砻尜|(zhì)量差。3鉆頭折斷切削力過大、進給速度過快等原因?qū)е裸@頭折斷。刨床與插床：原理與用途刨床利用刨刀的直線往復(fù)運動，在工件上刨削平面、溝槽等。主要用于加工大型零件的平面。插床利用插刀的直線往復(fù)運動，在工件上插削內(nèi)孔、鍵槽等。主要用于加工內(nèi)孔和鍵槽。特種加工設(shè)備：定義與類型定義利用電、化學、激光、超聲波等能量進行加工的設(shè)備。類型電火花加工（EDM）、線切割機床、激光切割機、超聲波加工機等。特點適用于加工傳統(tǒng)方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件。電火花加工（EDM）：原理與優(yōu)勢原理利用電極與工件之間的火花放電，腐蝕金屬材料。1優(yōu)勢可加工高硬度、高脆性材料，加工復(fù)雜形狀的零件，表面質(zhì)量好。2應(yīng)用模具制造、精密零件加工等。3線切割機床：特點與應(yīng)用特點利用細金屬絲（鉬絲、銅絲等）作為電極，進行切割加工。優(yōu)勢可加工復(fù)雜形狀的零件，加工精度高，切割速度快。應(yīng)用模具制造、精密零件加工、切割窄縫等。激光切割：原理與適用范圍1原理利用高能量密度的激光束照射工件，使材料熔化、汽化或燒蝕，從而進行切割。2適用范圍金屬、非金屬材料的切割，適用于快速、精確的切割加工。3優(yōu)勢切割速度快，切割質(zhì)量好，熱影響區(qū)小，可實現(xiàn)自動化切割。超聲波加工：原理與應(yīng)用領(lǐng)域1原理利用超聲波振動，使磨料沖擊工件表面，從而進行加工。2應(yīng)用領(lǐng)域硬脆材料的加工，如玻璃、陶瓷、寶石等。精密零件的加工，如微孔、窄縫等。3優(yōu)勢加工應(yīng)力小，表面質(zhì)量好，可加工復(fù)雜形狀的零件。超聲波加工是一種特殊的加工方法，適用于加工傳統(tǒng)方法難以加工的硬脆材料和復(fù)雜形狀的零件。它在精密機械、光學儀器等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。壓力加工設(shè)備：定義與原理定義利用外力使金屬產(chǎn)生塑性變形，改變其形狀、尺寸和性能的設(shè)備。原理通過施加壓力，使金屬材料內(nèi)部發(fā)生晶格滑移、位錯運動等塑性變形，從而改變其形狀。分類鍛壓設(shè)備、沖壓設(shè)備、液壓機等。鍛壓設(shè)備：分類及工作原理1分類自由鍛設(shè)備、模鍛設(shè)備、輾環(huán)機等。2自由鍛利用簡單的工具，使金屬在沖擊力或壓力下產(chǎn)生塑性變形。3模鍛將金屬放入模具中，在壓力作用下使其充滿模腔，獲得所需形狀。沖壓設(shè)備：特點與應(yīng)用特點生產(chǎn)效率高，成本低，適用于大批量生產(chǎn)。1應(yīng)用汽車、家電、電子等行業(yè)，生產(chǎn)各種薄板零件。2主要設(shè)備沖床、壓力機等。3液壓機：工作原理及優(yōu)勢原理利用液體傳遞壓力，推動活塞運動，產(chǎn)生巨大的推力。優(yōu)勢推力大，工作平穩(wěn)，可實現(xiàn)精確控制。應(yīng)用大型零件的鍛壓、模壓成型等。彎曲成型設(shè)備：原理與用途1原理利用外力使金屬材料彎曲，改變其形狀。2用途制造各種彎管、型材等。例如：管道、框架、支架等。3設(shè)備折彎機、彎管機等。金屬焊接設(shè)備：種類及應(yīng)用1種類弧焊設(shè)備、氣體保護焊設(shè)備、激光焊接設(shè)備、電阻焊設(shè)備等。2應(yīng)用金屬結(jié)構(gòu)的連接，如橋梁、建筑、船舶、汽車等。3原理通過加熱或加壓，使金屬材料原子間結(jié)合，形成牢固的連接。金屬焊接是重要的連接方法，廣泛應(yīng)用于各種金屬結(jié)構(gòu)的制造。選擇合適的焊接方法和設(shè)備，可以保證焊接質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)強度?；『冈O(shè)備：原理與操作原理利用電弧產(chǎn)生高溫，熔化金屬材料，形成焊接接頭。操作選擇合適的焊條、調(diào)節(jié)焊接電流、控制焊接速度和角度。設(shè)備焊機、焊鉗、焊條等。氣體保護焊：特點與應(yīng)用1特點利用保護氣體（氬氣、二氧化碳等）隔離空氣，防止焊縫氧化。2應(yīng)用焊接不銹鋼、鋁合金等易氧化材料。3種類氬弧焊（TIG）、二氧化碳焊（MIG/MAG）等。激光焊接：優(yōu)勢與應(yīng)用優(yōu)勢焊接速度快，焊接質(zhì)量好，熱影響區(qū)小，變形小。1應(yīng)用精密零件的焊接，薄板的焊接，異種金屬的焊接。2原理利用高能量密度的激光束照射金屬材料，使其熔化并結(jié)合。3釬焊與錫焊：原理與區(qū)別釬焊利用釬料熔化，潤濕工件表面，形成連接。釬料熔點低于母材。錫焊利用焊錫熔化，潤濕工件表面，形成連接。焊錫熔點較低，強度較低。區(qū)別釬焊強度高，適用于承受較大載荷的連接；錫焊強度低，適用于電子元件的連接。特殊焊接方法：介紹1摩擦焊利用摩擦產(chǎn)生的熱量，使金屬材料塑性變形并結(jié)合。2爆炸焊利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波，使金屬材料瞬間結(jié)合。3冷壓焊在壓力作用下，使金屬材料原子間結(jié)合，形成連接。數(shù)控（CNC）機床：定義與優(yōu)勢1定義采用計算機數(shù)控系統(tǒng)控制的機床。2優(yōu)勢加工精度高，效率高，自動化程度高，可加工復(fù)雜形狀的零件。3種類CNC車床、CNC銑床、CNC磨床、CNC加工中心等。數(shù)控（CNC）機床是現(xiàn)代制造業(yè)的重要組成部分，它具有加工精度高、效率高、自動化程度高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、模具制造等領(lǐng)域。CNC車床：特點與應(yīng)用特點采用數(shù)控系統(tǒng)控制，可實現(xiàn)自動化車削加工。應(yīng)用加工軸類、盤類、套類等回轉(zhuǎn)體零件。例如：車削外圓、內(nèi)孔、螺紋、端面等。優(yōu)勢加工精度高，效率高，可加工復(fù)雜形狀的零件。CNC銑床：特點與應(yīng)用1特點采用數(shù)控系統(tǒng)控制，可實現(xiàn)自動化銑削加工。2應(yīng)用加工平面、曲面、溝槽、孔等復(fù)雜形狀的零件。例如：加工模具、凸輪、齒輪等。3優(yōu)勢加工精度高，效率高，可加工復(fù)雜形狀的零件。CNC磨床：特點與應(yīng)用特點采用數(shù)控系統(tǒng)控制，可實現(xiàn)自動化磨削加工。1應(yīng)用精加工淬硬鋼、硬質(zhì)合金等高硬度材料。例如：磨削軸承、量具、模具等。2優(yōu)勢加工精度高，表面質(zhì)量好，可加工復(fù)雜形狀的零件。3CNC加工中心的構(gòu)成數(shù)控系統(tǒng)控制機床的運動和加工過程。自動換刀裝置自動更換刀具，提高加工效率。工作臺固定工件，實現(xiàn)多軸聯(lián)動。數(shù)控編程基礎(chǔ)：G代碼介紹1G代碼數(shù)控程序中的指令代碼，用于控制機床的運動和加工過程。2常用G代碼G00：快速定位，G01：直線插補，G02/G03：圓弧插補，G90：絕對坐標編程，G91：增量坐標編程。3編程步驟確定加工工藝、編寫數(shù)控程序、輸入程序到數(shù)控系統(tǒng)、調(diào)試程序、進行加工。數(shù)控編程實例分析1簡單輪廓加工使用G01代碼實現(xiàn)直線插補，加工簡單的輪廓形狀。2圓弧輪廓加工使用G02/G03代碼實現(xiàn)圓弧插補，加工圓弧形狀。3復(fù)雜輪廓加工使用多種G代碼組合，實現(xiàn)復(fù)雜輪廓形狀的加工。通過實例分析，可以更好地理解數(shù)控編程的基本原理和方法。掌握數(shù)控編程技能，可以更好地操作數(shù)控機床，實現(xiàn)高效、精確的加工。機床維護與保養(yǎng)：重要性延長使用壽命定期維護保養(yǎng)可以減少機床的磨損，延長其使用壽命。提高加工精度維護良好的機床可以保證加工精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。減少故障定期檢查和維護可以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，減少故障發(fā)生。機床日常維護要點1清潔保持機床清潔，清除油污、切屑等。2潤滑定期潤滑各運動部件，減少摩擦。3檢查定期檢查各部件的緊固情況，及時更換磨損件。常見故障及排除方法電機故障檢查電源、線路、電機繞組，更換電機。1液壓系統(tǒng)故障檢查油泵、油缸、閥門，更換液壓油。2數(shù)控系統(tǒng)故障檢查程序、參數(shù)、硬件，重新啟動系統(tǒng)。3安全操作規(guī)程：重要性預(yù)防事故遵守安全操作規(guī)程可以有效預(yù)防事故發(fā)生。保障人身安全安全操作規(guī)程是保障操作人員人身安全的重要措施。提高生產(chǎn)效率安全操作可以減少事故停機，提高生產(chǎn)效率。操作前的安全檢查1檢查設(shè)備檢查機床各部件是否正常，安全防護裝置是否完好。2檢查工具檢查刀具、夾具是否鋒利、可靠。3檢查環(huán)境檢查工作場地是否整潔，照明是否良好。操作中的安全注意事項1佩戴防護用品佩戴安全帽、防護眼鏡、手套等防護用品。2正確操作嚴格按照操作規(guī)程進行操作，禁止違章操作。3注意觀察隨時注意機床的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常及時停機。安全操作是保證生產(chǎn)安全的重要措施。操作人員必須嚴格遵守安全操作規(guī)程，佩戴防護用品，正確操作，注意觀察，確保人身安全。事故預(yù)防與急救措施事故預(yù)防加強安全教育，提高安全意識，定期進行安全檢查。急救措施發(fā)生事故時，及時進行急救處理，并立即報告。常用急救方法止血、包扎、固定、搬運等。金屬材料基礎(chǔ)知識：回顧1金屬的分類黑色金屬、有色金屬。2金屬的性能力學性能、物理性能、化學性能。3常用金屬材料鋼、鑄鐵、鋁合金、銅合金等。常用金屬材料的性能鋼強度高、韌性好、可焊性好，但易生銹。1鑄鐵耐磨性好、減振性好、切削性能好，但強度較低。2鋁合金密度小、強度高、耐腐蝕性好，但耐磨性較差。3材料選擇對加工的影響硬度影響切削力、刀具磨損。強度影響切削參數(shù)的選擇。耐熱性影響切削溫度、刀具壽命。刀具材料的選擇原則1硬度刀具硬度應(yīng)高于工件材料硬度。2耐磨性刀具應(yīng)具有良好的耐磨性，以延長使用壽命。3韌性刀具應(yīng)具有一定的韌性，以防止崩刃和斷裂。刀具的磨損與更換1磨損類型前刀面磨損、后刀面磨損、崩刃、斷裂。2磨損原因切削力過大、切削溫度過高、切削液不足。3更換標準刀具磨損達到一定程度，影響加工精度和表面質(zhì)量時，應(yīng)及時更換。刀具磨損是切削加工中不可避免的現(xiàn)象。及時更換磨損的刀具，可以保證加工精度和表面質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。加工參數(shù)的選擇與優(yōu)化切削速度影響切削溫度、刀具磨損和表面質(zhì)量。進給量影響切削力和表面粗糙度。切削深度影響切削力和加工效率。切削速度、進給量、切削深度1切削速度提高切削速度可以提高加工效率，但也會增加切削溫度和刀具磨損。應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料和加工要求選擇合適的切削速度。2進給量增大進給量可以提高加工效率，但也會增加切削力和表面粗糙度。應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料和加工要求選擇合適的進給量。3切削深度增大切削深度可以提高加工效率，但也會增加切削力。應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料和機床剛性選擇合適的切削深度。加工精度的影響因素機床精度機床的幾何精度、運動精度、剛性等。1刀具精度刀具的尺寸精度、形狀精度、安裝精度等。2工藝因素切削參數(shù)的選擇、冷卻液的使用、夾具的設(shè)計等。3提高加工精度的措施提高機床精度定期檢查和維護機床，進行精度校準。選擇高精度刀具選擇尺寸精度高、形狀精度好的刀具，并正確安裝。優(yōu)化加工工藝合理選擇切削參數(shù)，使用冷卻液，設(shè)計合理的夾具。智能制造與金屬加工設(shè)備1智能制造利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。2智能機床具有自診斷、自優(yōu)化、自適應(yīng)等功能的機床。3智能生產(chǎn)線自動化、柔性化、智能化的生產(chǎn)線。智能化機床的發(fā)展趨勢1網(wǎng)絡(luò)化機床與互聯(lián)網(wǎng)連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制。2集成化將多種加工功能集成到一臺機床上，提高加工效率。3自適應(yīng)化機