第五节切削热与切削温度

第五节切削热与切削温度一．研究切削热与切削温度的意义二．切削热的产生和传出三．切削温度的测量四．影响切削温度的因素分析五．切削温度的分布及其规律六．切削温度对工件、刀具和切削过程的影响二．切削热的产生与传导1.切削热的来源切屑变形功前、后刀面的摩擦功2.切削热的传出（切屑、工件、刀具、周围介质等传出）举例：车削切屑50~86%，工件3~9%，刀具4~10%，其它1%。钻削工件52.5%，切屑28%，刀具14.5%，其它5%。不同刀具材料的导热系数(W/m.℃)天然金刚石（PCD复合片）146.50(100)PCBN复合片41.80工具钢41.80高速钢20.90YG类硬质合金（YT类硬质合金）79.40（33.50）氧化铝陶瓷（氮化硅陶瓷）19.2(38.20)三．切削温度的理论计算与测量1.切削温度的定义（一般指前刀面与切屑接触区域的平均温度）2.切削温度的理论计算（与实验数据比较一致，但计算过程比较繁琐）3.切削温度的测量方法热电偶法（自然热偶法和人工热电偶法）辐射温度计法（如辐射热计法、红外线干板法、红外线胶片法等）其他方法（热敏颜料法、热敏电阻法、量热计法、金属组织观察法）四．影响切削温度的主要因素1.切削用量的影响2.刀具角度的影响（前角、主偏角、负倒棱和刀尖圆弧半径）3.工件材料的影响4.刀具磨损的影响5.切削液的影响（与切削液的导热性能、比热容、流量、浇注方式和本身的温度有关）切削温度的系数与指数xpyzafvC切削液切削液的作用（冷却、润滑、清洗和防锈的作用）水溶液（水加防锈剂）（冷却性能好，润滑性差，呈透明状，常在磨削中使用）乳化液（乳化油用水稀释而成，呈乳白色）（具有良好的冷却和清洗性能，并有一定的润滑性能）（用于粗加工和磨削）切削油（矿物油、动植物油或复合油）（润滑性能好，冷却性能差）（主要用于精加工）五．切削温度的分布及其规律（温度场示意图）1.剪切面上各点温度基本相同。2.前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上，而是在离开刀刃有一定距离的地方。3.在剪切区域中，垂直剪切面方向上的温度梯度很大。4.垂直切屑底层处温度梯度很大。5.后刀面的接触长度较小，因此温度的升降是在极短的时间内完成的。6.切削温度的分布与工件材料的塑性大小有关。7.切削温度的分布与工件材料的导热性能有关。六．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机械性能的影响2.切削温度对刀具材料的影响3.对工件尺寸精度的影响4.利用切削温度自动控制切削速度和进给量