刀具課件第5章

1、1第5章切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度切削過(guò)程中所消耗的功絕大部分都轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鳠?，由它產(chǎn)生的切削溫度將引起金屬材料的物理力學(xué)性能發(fā)生變化，從而影響切削過(guò)程本身。尤為重要的是切削溫度對(duì)刀具磨損、工件加工精度和表面質(zhì)量具有明顯的影響作用。因此，研究切削熱和切削溫度的變化規(guī)律，是研究金屬切削過(guò)程的一個(gè)重要方面。5.1切削熱的產(chǎn)生和傳出切削熱的產(chǎn)生和傳出5.1.1切削熱的產(chǎn)生切削熱的產(chǎn)生金屬切削過(guò)程中，金屬?gòu)椥孕巫兊哪芰恳詰?yīng)變能形式儲(chǔ)存在變形

2、體中，這部分能量沒(méi)有消耗，且所占的比例很?。s占1％～2％）可以忽略不計(jì)。金屬塑性變形的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏⒁?。在金屬切削過(guò)程中工件上的三個(gè)塑性變形區(qū)，每個(gè)塑性變形區(qū)都是一個(gè)熱源。因此，切削時(shí)共有三個(gè)熱源，如圖51所示。圖51切削熱的來(lái)源與傳導(dǎo)這三個(gè)熱源產(chǎn)生熱量的比例與工件材料、切削條件等有關(guān)。加工塑性材料（鋼料），在切削厚度較大、主后面磨損不大時(shí)，第三變形區(qū)產(chǎn)生的熱量比例很小，第一變形區(qū)產(chǎn)生的熱量比例最大。如圖52所示為三個(gè)變形區(qū)產(chǎn)

3、生熱量的比例關(guān)系。由圖可知，第一變形區(qū)和第三變形區(qū)產(chǎn)生的熱量隨切削厚度的增大而增加。當(dāng)切削厚度大于0.4mm時(shí)，第一變形區(qū)產(chǎn)生的熱量約占60％～80％。而當(dāng)切削厚度很小時(shí)，由于嚴(yán)重的擠壓作用，第三變形區(qū)所產(chǎn)生的熱量則占相當(dāng)大的比重。當(dāng)加工灰鑄鐵等脆性材料時(shí)，因形成崩碎切屑，刀具與切屑接觸長(zhǎng)度很小，故第二變形區(qū)產(chǎn)生的熱量比重下降，而第三變形區(qū)產(chǎn)生熱量的比重相應(yīng)增加。圖52三個(gè)變形區(qū)產(chǎn)生熱量的比例3圖53利用自然熱電偶法測(cè)量切削溫度的裝置示

4、意圖1—工件；2—車刀；3—車床主軸尾部；4—銅銷；5—鋼頂尖；6—毫伏計(jì)自然熱電偶法測(cè)量切削溫度的不足之處是此法不能測(cè)量切削區(qū)各部分的溫度分布，且無(wú)法找到最高溫度的位置，對(duì)非導(dǎo)體刀具材料（如陶瓷等）無(wú)法使用。2.人工熱電偶法人工熱電偶法人工熱電偶是兩種預(yù)先經(jīng)過(guò)標(biāo)定的金屬絲組成的熱電偶。熱電偶的熱端固定在刀具或工件上預(yù)定要測(cè)量溫度的位置上，冷端通過(guò)導(dǎo)線串接在電位差計(jì)、毫伏表等完成其他顯示和記錄的儀器上。根據(jù)記錄的熱電勢(shì)值可以在相應(yīng)的標(biāo)定

5、曲線上查得測(cè)定點(diǎn)的溫度值。如圖54（a）所示為測(cè)量刀具前面某點(diǎn)的溫度示意圖。如圖54（b）所示為測(cè)量工件加工面中某點(diǎn)的溫度示意圖。（a）測(cè)量刀具前面某點(diǎn)的溫度示意圖（b）測(cè)量工件加工面某點(diǎn)的溫度示意圖圖54用人工熱電偶法測(cè)量刀具和工件溫度為了正確反映切削過(guò)程的真實(shí)溫度變化，要求放置人工熱電偶金屬絲的小孔直徑越小越好。作為熱電偶的金屬絲應(yīng)與工件（刀具）絕緣。改變小孔的位置，并利用傳熱學(xué)原理和有關(guān)公式進(jìn)行推算，可求得工件（刀具）的溫度分布。