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加工中心切削熱與切削溫度

日期：2010年02月03　來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：加工中心
    切削熱和由此產(chǎn)生的切削溫度，加工中心直接影響刀具的磨損和使用壽命，限制切削速度的提高，搖臂鉆床并影響工件的加工精度和表面質(zhì)量，尤其是在高速切削時(shí)更應(yīng)注意。
    1．切削熱的來(lái)源和傳散
    切削熱來(lái)自切削層金屬發(fā)生彈性和塑性變形產(chǎn)生的熱量Qp及切屑與前刀面、工件與后刀面摩擦產(chǎn)生的熱量Q7f和Qof，切削過(guò)程中上述變形與摩擦消耗的功絕大部分(99％)均轉(zhuǎn)化為熱能。
    切削時(shí)所產(chǎn)生的熱不斷地通過(guò)切屑、工件、刀具與介質(zhì)(空氣、冷卻潤(rùn)滑液)傳播和擴(kuò)散。車(chē)削時(shí)由切屑所傳散的熱量約占一半以上，切屑越厚，切削速度越高，被切屑所帶走的熱也就越多。
    在車(chē)刀刀尖部分的切削熱最集中，而散熱條件最差搖臂鉆床，因此溫度升得最高，這個(gè)溫度稱為切削溫度，但一般是指刀具表面的平均溫度。切削溫度太高，加工中心會(huì)使車(chē)刀的切削部分軟化，加劇磨損，并對(duì)工件的尺寸精度和表面粗糙度有顯著影響。因此，在車(chē)削時(shí)需注意控制切削溫度的升高，首先通過(guò)減小切屑變形來(lái)減少切削熱的產(chǎn)生，同時(shí)通過(guò)增大刀尖部分的散熱面積以及使用充分的冷卻潤(rùn)滑液等途徑，將切削熱及時(shí)傳散。在車(chē)削鋼類(lèi)工件時(shí)，切削溫度的高低可借助切屑的顏色進(jìn)行識(shí)別，在不同的切削條件下，切屑顏色有銀白色、淡黃色、紫色以及紫黑色等多種，顏色越深，表示切削溫度越高。在車(chē)削普通的中、低碳鋼工件時(shí)，如果切屑顏色由銀白色或淡黃色顯著變深，搖臂鉆床呈現(xiàn)紫色甚至紫黑色，便表示切削溫度已過(guò)高，必須及時(shí)采取措施來(lái)改善切削條件，降低切削溫度。
    2．影響切削溫度的主要因素
    (1)刀具角度  前角yo的數(shù)值直接影響切削過(guò)程中的變形和摩擦，所以它對(duì)切削溫度的影響較明顯。例如前角增大，變形減小，產(chǎn)生的切削熱少，加工中心切削溫度降低。但如果前角過(guò)大，則因刀具的散熱面積減小，切削溫度不會(huì)進(jìn)一步降低。
    加大主偏角xr后，在相同的背吃刀量下，主切削刃參加切削的長(zhǎng)度L縮短，使切削熱相對(duì)集中，并由于刀尖角‘，減小，使散熱條件變差，切削溫度將升高。相反，若適當(dāng)減小主偏角，搖臂鉆床則使刀尖角加大，主切削刃參加切削的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，散熱條件改善，從而降低了切削溫度。
    (2)切削用量  切削速度對(duì)切削溫度的影響最大。因?yàn)殡S著切削速度的提高，由摩擦而產(chǎn)生的熱量也隨之增大。但切屑變形卻小了，切屑流出的速度和帶走的熱量也增加，加工中心所以切削熱和切削溫度不與切削速度成正比例地增加。從實(shí)驗(yàn)得知，切削速度提高一倍，切削溫度約增加30％一40％。
    進(jìn)給量  加大進(jìn)給量，單位時(shí)間內(nèi)切除的金屬增多，雖然產(chǎn)生的切削熱也增多，但由切屑帶走的熱量也增加，所以進(jìn)給量加大一倍，切削溫度只增高15％～20％。
    背吃刀量  背吃刀量對(duì)切削溫度的影響很小。因?yàn)楸吵缘读吭龃蠛�，切削熱雖然成正比例增多，但因主切削刃參加切削的長(zhǎng)度也成正比例增長(zhǎng)，改善了散熱條件，加工中心所以背吃刀量加大一倍，切削溫度僅增高5％一8％。
    (3)工件材料  工件材料的硬度和強(qiáng)度越高，搖臂鉆床切削時(shí)消耗的功與產(chǎn)生的切削熱越多，切削溫度也就越高。
    (4)切削液  使用切削液能起冷卻和潤(rùn)滑作用，可以減少切削熱的產(chǎn)生和降低切削溫度。

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