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加工中心切削熱與切削溫度

日期：2010年02月03　來源：沈陽第一機床廠　關鍵字：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量，尤其是在高速切削時更應注意。
    1．切削熱的來源和傳散
    切削熱來自切削層金屬發(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，切削過程中上述變形與摩擦消耗的功絕大部分(99％)均轉化為熱能。
    切削時所產(chǎn)生的熱不斷地通過切屑、工件、刀具與介質(空氣、冷卻潤滑液)傳播和擴散。車削時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，加工中心會使車刀的切削部分軟化，加劇磨損，并對工件的尺寸精度和表面粗糙度有顯著影響。因此，在車削時需注意控制切削溫度的升高，首先通過減小切屑變形來減少切削熱的產(chǎn)生，同時通過增大刀尖部分的散熱面積以及使用充分的冷卻潤滑液等途徑，將切削熱及時傳散。在車削鋼類工件時，切削溫度的高低可借助切屑的顏色進行識別，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。在車削普通的中、低碳鋼工件時，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高，必須及時采取措施來改善切削條件，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)值直接影響切削過程中的變形和摩擦，所以它對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。但如果前角過大，則因刀具的散熱面積減小，切削溫度不會進一步降低。
    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度L縮短，使切削熱相對集中，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度加長，散熱條件改善，從而降低了切削溫度。
    (2)切削用量  切削速度對切削溫度的影響最大。因為隨著切削速度的提高，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。從實驗得知，切削速度提高一倍，切削溫度約增加30％一40％。
    進給量  加大進給量，單位時間內(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，所以進給量加大一倍，切削溫度只增高15％～20％。
    背吃刀量  背吃刀量對切削溫度的影響很小。因為背吃刀量增大后，切削熱雖然成正比例增多，但因主切削刃參加切削的長度也成正比例增長，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度越高，搖臂鉆床切削時消耗的功與產(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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