金属切削原理课件 第5章 切削热和切削温度

金属切削原理,机电工程学院.材料成型教研室 主讲：梁炜 2014,第五章 切削热与切削温度,§5.1 切削热的产生与传出,一、热源,三个发热区 剪切面 变形功 切屑与前刀面接触区 主要是摩擦功 后刀面与过渡表面接触区 主要是摩擦功忽略后刀面摩擦与进给运动 PcFc·v,二、散热途径,切屑：对加工无影响 工件：热变形，影响加工精度和表面质量 刀具：加剧刀具磨损，热变形影响加工精度 周围介质（空气、切削液）：对加工无影响,§5.2 切削温度分布与测量,一、切削温度,前刀面与切屑接触区的平均温度,切削区域的平均温度max在前刀面上距离主切削刃较近处,二、切削温度的测量,热电偶法 自然热电偶 测量平均温度 人工热电偶 测量点温度 半人工热电偶 测量点温度,YT15刀具与几种钢料的热电偶标定曲线,剪切面上各点温度基本一致 温度最高点在前刀面上距离切削刃较近处 剪切区域内，垂直剪切方向的温度梯度较大 垂直前刀面的切屑底层温度梯度大,三、切削温度的分布（温度场）,后刀面上和工件接触区较短，受到一次热冲击 不同材料温度分布有区别 工件导热系数低，刀具前后刀面温度高,三、切削温度的分布（温度场）,1:45钢YT15 2:GCr15YT14 3:钛合金BT2YG8 4:BT2YT15 切削用量：v22.86m/min，f0.35mm/r。,§5.3 影响切削温度的因素,温度高低：产生热量 散失热量,一、切削用量,经验公式：C·vx·fy·apz 通常 xyz 影响程度vfap,一、切削用量v,v生热 QzPcFckcpc散热 Qz带走热vch向切屑传递热量 最终 不成比例x0.5,一、切削用量f,f 生热 FcPckcpc散热 hDhch切屑热容量带走热 最终 y0.3,一、切削用量ap,ap生热 FcPc散热 bDS参加切削长度散热条件改善 最终 z0.1,二、刀具几何参数o,o FcPc（20°）o导热体积 最终,切削用量： 1：vc135m/min 2：vc105m/min 3：vc81m/min ap3mm， f0.1mm/r。,二、刀具几何参数r,r bDS参加切削长度hDFc 最终,二、刀具几何参数负倒棱,b/f02 无影响 r（01.5mm） 无影响 r 相当于r,三、工件材料,HBS、bFPc 导热系数k 脆性材料（仅有摩擦）,四、刀具磨损,后刀面磨损 VB0.4 剧增,五、切削液, 水乳化液油基,