第5章 节 切削热 切削原理课件PPT.ppt

实验显示：2%能量：形变能 98%能量：转为热量 影响： 工件加工质量：积屑瘤，摩擦系数 刀具寿命：磨损 ;1.在刀具的切削作用下，切削层金属发生弹性变形和塑性变形。;切削热的产生和传出;(1)钻削加工时,28%的切削热由切屑带走,14.5%传入刀具,52.5%传入工件,5%左右传入周围介质.;(2)车削加工时,50%-86%由切屑带走,40%-10%传入车刀,9%-3%传入工件,1%左右通过辐射传入空气.切削速度越高,切削厚度越大,则由切屑带走的热量越多.;切削温度的测量 切削温度一般指前刀面与切屑接触区域的平均温度。前刀面的平均温度可近似地认为是剪切面的平均温度和前刀面与切屑接触面摩擦温度之和。 切削温度的测量方法很多，大致可分为热电偶法、辐射温度计法以及其它测量方法。目前应用较广的是自然热电偶法和人工热电偶法。;切削温度测定原理 ;切削温度测定原理与切削温度分布;;人工热电法：人工热电偶法(也称热电偶插入法)可用于测量刀具、切屑和工件上指定点的温度，并可测得温度分布场和最高温度的位置。;;三、影响切削温度的主要因素分析;因此为了有效地控制切削温度以提高刀具寿命，在机床允许地条件下，选用较大的吃刀深度和进给量，比选用大的切削速度更为有利。 ;2、刀具几何参数对切削温度的影响;3）负倒棱对切削温度的影响 负倒棱bγ1在(0-2)f范围内变化，刀尖圆弧半径re在0-1.5mm范围内变化，基本上不影响切削温度。 产热增加：因为负倒棱宽度及刀尖圆弧半径的增大，会使塑性变形区的塑性变形增大， 散热增加：但另一方面这两者都能使刀具的散热条件有所改善，传出的热量也有所增加，两者趋于平衡，所以对切削温度影响很小。;(4)脆性金属的抗拉强度和延伸率都较小,切削过程中切削区的塑性变形很小,切屑呈崩碎状或脆性带状,与前刀面的摩擦也较小,所以产生的切削热较少,切削温度一般比切削钢料时低,同切削45钢相比较,切削灰铸铁HT20-40时的切削温度大约低20%-30%。;5.刀具磨损的影响;切削温度的分布;1.剪切面上各点温度几乎相同。 2.前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上，而是在离刀刃有一定距离的地方。原因是摩擦热传递　　 3.在剪切区域中，垂直剪切面方向上的温度梯度很大。 　　4.在切屑靠近前刀面的一层(简称底层)上温度梯度很大，离前刀面0.1-0.2mm，温度就可能下降一半。 　　5.后刀面的接触长度较小，因此温度的升降是在极短时间内完成的。因此产生热冲击。 　　6.工件材料塑性越大，则前刀面上的接触长度愈大，切削温度的分布也就较均匀些；反之，工件材料的脆性愈大，则最高温度所在的点离刀刃愈近。 　　7.工件材料的导热系数愈低，则刀具的前、后刀面的温度愈高。比如切削钛合金。;四.切削温度对工件、刀具和切削过程的影响 1.切削温度对工件材料强度和切削力的影响：不大。;2.对刀具材料的影响：提高切削温度，可提高硬质合金韧性，不易崩刃，降低磨损；各类刀具材料在切削各种工件材料时，都有一个最佳切削温度范围。 3.对工件尺寸精度的影响：主要是工件受热膨胀所致。 刀杆受热膨胀，切削时实际切削深度增加使直径减小。 工件受热变长，但因夹固在机床上不能自由伸长而发生弯曲，车削后工件中部直径变化。;4.利用切削温度自动控制进给量。 ;5.利用切削温度与切削力控制刀具磨损。 运用刀具—工件热电偶，能在几分之一秒内指示出一个较显著的刀具磨损的发生。跟踪切削过程中的切削力以及切削分力之间比例的变化，也可反映切屑碎断、积屑瘤变化或刀具前、后面及钝圆处的磨损情况。切削力和切削温度这两个参数可以互相补充，以用于分析切削过程的状态变化。