切削熱和切削溫度課件

切削熱和切削溫度主要內(nèi)容切削熱的產(chǎn)生切削熱的影響因素切削熱的測量切削熱的經(jīng)驗公式§4-1切削熱的來源及其傳出一.切削熱的產(chǎn)生刀具后刀面熱源區(qū)剪切面熱源區(qū)前刀面熱源區(qū)變形功變形功和摩擦功變形功和摩擦功切削熱的組成Q=Qp+QfQp變形功Qf摩擦功Q=Fz×V/60(J/s)二.切削熱的傳出Q切削熱Qt刀具Qw工件Qc切屑Qm介質(zhì)影響切削熱傳出的因素1.工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)KK

工件和切屑傳出熱量

切削區(qū)域溫度

工件升溫快K

工件和切屑傳出熱量

切削區(qū)域溫度

刀具磨損快2.刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)KtKt

刀具傳出熱量多

切削區(qū)域溫度

影響切削熱傳出的因素3.刀具的散熱面積散熱面積主要是前后刀面與切屑工件的接觸面積。散熱面積

熱量不易傳出aw

散熱面積正比增大ac

散熱面積稍有增大工件硬度

切屑與前刀面接觸面積

散熱面積

影響切削熱傳出的因素4.周圍介質(zhì)的狀況性能良好的冷卻液良好的冷卻方式噴霧冷卻內(nèi)壓加壓三.切屑、工件和刀具上的溫度分布θ前刀面>θ切屑>θ工件切屑底部θ高；離底線越遠(yuǎn)θ越低A前刀面上離切削刃一定距離A處溫度最高后刀面溫度一般比前刀面低工件上最高溫度在刀尖與工件接觸附近，工件材料性質(zhì)與切削溫度的分布§4-2影響切削溫度的主要因素切削溫度與切削熱的區(qū)別：切削熱僅與熱量的產(chǎn)生有關(guān)，而與熱量的傳出無關(guān)切削溫度不僅與熱量的產(chǎn)生有關(guān)，而且與熱量的傳出有關(guān)。與切削熱的大小及其傳出快慢有關(guān)。一.影響切削溫度的因素切削用量刀具幾何參數(shù)刀具磨損工件材料切削液1.切削速度的影響W=(Fz*V/60)θ切屑流速加快，摩擦加劇ξ，故不正比增加θ=Cθv*Vx2.進(jìn)給量的影響fθ，但增速較慢fF，但是F的增加為f的68％-86％,所以熱量的增加沒有f增加快fac

切屑的熱容

由切屑帶走的熱量

切削溫度

較慢θ=Cθf*fy3.切削深度的影響隨著ap增加，θ增加不明顯apF產(chǎn)生熱量正比增加ap

切削刃工作長度

，改善了散熱條件θ不明顯θ=Cθap*apZ綜上所述影響程度V>f>ap從θ看，選大的ap和f比大的V有利4.切削溫度經(jīng)驗公式θ=CθVx*fy*apZCθ:系數(shù)，取決于工件材料，代表v=1，f=1，ap=1時的切削速度x,y,z:指數(shù)，反應(yīng)該因素對θ的影響程度，x>y>z5.其他因素對θ的影響刀具幾何參數(shù)：γθ;κγθ刀具磨損：磨損

變形

磨損

變形

工件材料：強(qiáng)度

，導(dǎo)熱系數(shù)

θ切削液：熱容和導(dǎo)熱性θ二.溫度經(jīng)驗公式的建立

1.確定試驗條件校準(zhǔn)測力儀，固定工件材料(TC4)、刀具材料、刀具幾何參數(shù)等實驗條件(2)固定f,ap

，測量V與θ關(guān)系固定f=fo=0.2，ap=apo=2改變V(V=40,50,60,70)，測出并記錄不同V對應(yīng)的切削溫度θ，在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上繪出lgθ=f(V)關(guān)系圖f=fo=0.2ap=apo=2v(m/min)40506070θ

(℃)695758815863lgθ

2.8422.882.912.936(3)固定V,ap,測量f與θ關(guān)系固定V=Vo=50，ap=apo

=2,改變f(f=0.1,0.2,0.3,0.4)，測出并記錄不同f對應(yīng)的切削穩(wěn)定θ，在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上繪出lgθ=f(f)關(guān)系圖V=Vo=50ap=apo=2f(mm)0.10.20.30.4θ

(℃)654758856882lgθ

2.8162.882.9322.945(4)固定V,f,測量ap與θ關(guān)系固定V=Vo=50，f=fo=0.2,改變ap(ap=1,2,3,4)，測出并記錄不同ap對應(yīng)的切削溫度θ，在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上繪出lgθ=f(ap)關(guān)系圖V=Vo=50f=fo=0.2ap(mm)1234θ

(℃)718755787804lgθ

2.8562.8782.8962.905(5)求出斜率和截距斜率截距θ－v0.393157θ－f0.1941044θ－ap0.082718(6)寫出三直線方程(7)求系數(shù)Cθ1f=fo=0.2，ap=apo=2時(8)求系數(shù)Cθ2v=vo=50，ap=apo=2時(9)求系數(shù)Cθ3f=fo=0.2，v=vo=50時(10)求系數(shù)Cθ(11)得經(jīng)驗公式§4-3切削熱的測量自然熱電偶法人工熱電偶法紅外測溫法一.自然熱電偶利用不同化學(xué)成分的工件和刀具材料組成，熱電偶的兩極分別與機(jī)床絕緣，構(gòu)成熱點回路，根據(jù)溫差電動勢測定刀具溫度。1.測溫原理兩種不同的導(dǎo)體（半導(dǎo)體）在其熱端和冷端之間由于電子的能量不同而形成一個熱電勢，記錄電熱勢的數(shù)值，通過事先標(biāo)定的熱電勢標(biāo)定曲線，折算出溫度。熱端θmv冷端θ0冷端θ0中間導(dǎo)體定律當(dāng)中間有第三金屬的時候，只要金屬兩端溫度相等，不影響整個回路的電動勢均勻?qū)w定律兩導(dǎo)線材料相同，不產(chǎn)生電動勢2.組成

熱電勢的計算EABC=eAB(θ)±eBC(θ0)±eAC(θ1)

注意點工件與刀具都必須與機(jī)床絕緣導(dǎo)線與工件或刀具的連接點需保持在室溫，以免產(chǎn)生附加電動勢不同的刀片與不同的工件材料應(yīng)進(jìn)行專門標(biāo)定3.特點簡單易行；可以測得接觸面的平均溫度；不能最高溫度位置不能測非導(dǎo)體，不能測量溫度分布4.補(bǔ)償電路外加一個與附加熱電偶值相等而極性相反的熱電勢，其大小隨刀片的溫度改變而改變5.熱電偶的標(biāo)定6.熱電偶的快速標(biāo)定EAB:鎳鉻鎳鋁標(biāo)準(zhǔn)熱電偶EAC:待定熱電偶鎳鉻鎳鋁試件CABEACEAB二.人工熱電偶人工熱電偶的特點需要破壞工件或刀具