第5章 切削热与切削温度
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切削热和切削温度切削过程中产生的切削热对刀具磨损和刀具寿命具有重要影响,切削热还会使工件和刀具产生变形、残余应力而影响加工精度和表面质量。
一、切削热的产生与传导切削热来源于两个方面,一是切削层金属发生弹性和塑性变形所消耗的能量转换为热能;二是切屑与前刀面、工件与后刀面间产生的摩擦热。
切削过程中的三个变形区就是三个发热区域。
切削过程中所消耗能量的98%~99%都将转化为切削热。
切削热由切屑、工件、刀具及四周的介质(空气,切削液)向外传导。
影响散热的主要因素是:(1)工件材料的导热系数工件材料的导热系数高,由切屑和工件传导出去的热量增多,切削区温度就低。
工件材料导热系数低,切削热传导慢,切削区温度就高,刀具磨损就快。
(2)刀具材料的导热系数刀具材料的导热系数高,切削区的热量向刀具内部传导快,可以降低切削区的温度。
(3)四周介质采纳冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。
车削加工时产生的切削热多数被切屑带走,切削速度越高,切削厚度越大,切屑带走的热量越多;传给工件的热量次之,约为30%;传给刀具的热量更少,一般不超过5%。
钻削时,由于切屑不易从孔中排出,故被切屑带走的热量相对较少,只有30%左右,约有50%的热量被工件汲取。
二、切削温度的测量测量切削温度的方法许多,有热电偶法、辐射热计法、热敏电阻法等。
目前常用的是热电偶法,它简洁、牢靠、使用便利。
1. 自然热电偶法;2. 人工热电偶法。
三、影响切削温度的主要因素1.切削用量对切削温度的影响、、增大,单位时间内材料的切除量增加,切削热增多,切削温度将随之上升。
但、和对切削温度的影响程度不同,切削速度对切削温度的影响最为显著,次之,最小,缘由是:增大,前刀面的摩擦热来不及向切屑和刀具内部传导,所以对切削温度影响最大;增大,切屑变厚,切屑的热容量增大,由切屑带走的热量增多,所以对切削温度的影响不如显著;增大,刀刃工作长度增大,散热条件改善,故对切削温度的影响相对较小。