切削原理与刀具5.ppt

3.3.1 切削热的来源与传出 切削塑性金属时切削热主要由剪切区变形热和前刀面摩擦热形成； 切削脆性金属时则后刀面摩擦热占的比例较多。 切削热传至各部分比例： 一般情况是切屑带走的热量多。由于第Ⅰ、Ⅲ变形区塑性变形、摩擦产生热及其传导的影响，致使刀具中次之，工件中热量最少。例如切削钢不加切削液时，它们之间传热比例为： Qch 50%～86%； Qc 40%～10%； Qw 9%～3%； Qf 1% 3.3.1 切削热的来源与传出 切削温度 切削温度一般指切屑与前面接触区域的平均温度。 2.1.3.2 切削温度 切削热是通过切削温度而对工件与刀具产生作用的。切削区域处温度的高低，决定于该处切削热的多少和散热的快慢。 通过推算和测定，在切屑中平均温度最高。切削区域内温度最高点是在前刀面上近刀刃处，例如在切削低碳钢时，若切削速度vc = 200m/min、进给量f = 0.25mm/r、离切削刃1mm处，温度可达到1000℃，它比切屑中平均温度高2～2.5倍，比工件中平均温度约高20倍。该点最高温度形成的原因，一方面受剪切区变形热的切屑连续摩擦产生的热影响有关；另一方面因热量集中不易散走所致。 因此， 研究切削温度应该设法控制刀具上最高温度。  3.3.2 切削温度及分布 （1）切削温度计算 通过切削区域产生的变形功、摩擦功和热传导，可以近似推算出切削温度值。 以计算切削区域平均温度为例： 切削温度是由切削时消耗总功形成的热量引起的。单位时间内产生的热 q 等于消耗的切削功率Pm，即：  式中 Fz——主切削力（N）； vc——切削速度（m/min ）。 由热量q引起的温度升高量△θ与材料的密度ρ、比热c有关，其关系式：   式中 p——单位切削力（N/m2）； c——比热容（J/kg·K）； ρ——密度（kg/m3）。 影响切削温度的主要因素 (1)工件材料的硬度和强度越高，切削时所消耗的功就越多，产生的切削热也多，切削温度就越高。 (2)合金结构钢的强度普遍高于45钢，而导热系数又一般均低于45钢。所以切削合金结构钢时的切削温度一般均高于切削45钢时的切削温度 影响切削温度的主要因素 (3)不锈钢lCrl8Ni9Ti和高温合金GHl3l不但导热系数低，而且在高温下仍能保持较高的强度和硬度。所以切削这种类型的材料时，切削温度比切削其他材料要高得多。 (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。 3.3.3 影响切削温度的因素 切削用量对切削温度的影响 （1）切削速度对切削温度有显著的影响。实验证明，随着切削速度的提高，切削温度将明显上升。 （2）进给量f对切削温度也有一定的影响。随着进给量的增大，单位时间内的金属切除量增多，切削过程产生的切削热也增多，使切削温度上升。但切削温度随进给量增大而升高的幅度不如切削速度那样显著。 （3）切削深度ap对切削温度的影响很小。因为切削深度ap增大以后，切削区产生的热量虽然成正比例地增多，但因改善了散热条件，所以切削温度的升高并不明显。 切削用量对切削温度影响规律是： 切削用量ap、f 和vc增大，切削温度增加，其中切削速度vc对切削温度影响最大，进给量f 次之，切削深度ap影响最小，从影响指数 zθ＞yθ＞xθ中也可以反映出该规律。 当切削用量ap、f和vc增大时，变形和摩擦加剧，切削功增大，故切削温度升高。但背吃刀量ap增大后，切屑与刀具接触面积以相同比