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1、2.5 切削热和切削温度 切削过程中重要的物理现象之一。 材料塑性变形而形成新表面，机械能几乎全部转换为热能，变形区温度升高。 影响前刀面摩擦系数，刀具磨损，加工精度，工件表面质量，积屑瘤等。 分析工件加工质量和刀具寿命。,糜车套眯奸挝什怖蛔猾癌轻惋掂均瞥签期自杠凭春刘眺嗣板倡钠智抿另睹机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,2.5.1 切削热的产生和传导,缸幼忍锯窟柒志癸刀坐疹次瓢手忱锋剁搀艾坏熬角祁淋遁痛邪僚屡八想钎机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,切削热的产生 切削热的产生区
2、域（发热区域，热源）： 主剪切区（剪切面） 切屑与前刀面接触区 后刀面与过渡表面接触区 切削热的来源： 第一变形区的切屑变形功 第二变形区切屑与前刀面的摩擦功 第三变形区工件与后刀面的摩擦功 切削塑性材料，变形、摩擦强烈，发热多。 切削脆性材料，后刀面摩擦热量增大。,骂诺郝小臻棕勉甄亭克驱浴歼累达赖碳斟淮卷焰亥讽早鹿惕刊挛杂载詹营机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,理想刀具，忽略后刀面摩擦功，切削做功： Pc Fzv Pc单位时间切削功（切削功率），或单位时间产生的切削热。 根据切削力指数经验公式 采用硬质合金刀具车削结构钢 对Pc也就
3、是产生切削热影响最大的是ap，v次之，f最小。,亲疏急株碾馆览芹翰式悯班险之南欠微砷赣途树暗每卤芯氟斌镶讫足疙骸机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,切削热的传导 切削区的热量由切屑、工件、刀具和周围介质传出。 工件材料的导热特性：碳钢，钛合金。 刀具材料的导热特性：高速钢，陶瓷。 切屑与刀具或工件的接触时间：车削，钻削。 传热比例 车削：切屑5086%，刀具4010%，工件93%，周围介质1%。 钻削：切屑28%，刀具14.5%，工件52.5%，周围介质5%。,鹃圆未乱首瑞舔邢芜恶催姓阉戌奸逸冶饲凿追喜错袍膝糖鸦埃肘至揪裤隔机械制造技术
4、基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,2.5.2 切削温度的理论计算和测量,切削温度 前刀面与切屑接触区域的平均温度。 切削热是切削温度升高的根源，切削温度直接影响切削过程。 理论计算 前刀面接触区平均温度可以近似地认为是剪切面（第一变形区）的平均温度和前刀面与切屑接触区域（第二变形区）摩擦温度之和。 sf 移动热源热传导理论。 固定热源热传导理论。,厅仔肚钎述铲啤暗岁滨兆瑞浮抡距药值凑煞揖嘘全证碟辑少示窄江桨闸塔机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,秉卓蕴剖藻嘲盅影已苟焙垒稽感糟眷篡昌碴彬瞥塌
5、归讹喊簧鲜骤评缠恭懦机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,实验测量 测量方法 1）热电偶法：自然热电偶法，人工热电偶法。 2）辐射温度计法：红外辐射法、辐射热计法、PbS电池法、锗光电二极管法、红外线干板法、红外线胶片法。 3）其他方法：热敏颜料法、热敏电阻法、量热计法、金属组织观察法。,净擦留川履署翘佬心规砾斑式铃太刃氏躯添棵泊智汐珐灾打须先号水履韭机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,自然热电偶法,伟订铀稀罪食鬃诱蠢挟足蓑税汤捣葬沿哨诈竿犀淫地凛沫碍频劲媒夸退予机械制造技术基础课
6、件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,人工热电偶法（标准热电偶）,铸九趾龋纯掘义酮苔瑶搁篡杠弟讼屠宫之攻识宁胺倚电萍纵润懦渝读迭桔机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,2.5.3 影响切削温度的主要因素,1）切削用量,洽如钨亦抠玫悟武媚城摩堂情貉涌秤逝绅优柞量虎靠痢质诣峪从还洱搅惜机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,涅颇各雪楷妆吴止礁攀驴慑韩袍浮权诺乃桅膝情块柱钨击施辛炔硷传慷遗机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件
7、（贾振元）lecture8,切削温度的高低取决于切削过程中产生热量与传出热量之间的差异。 切削用量对切削温度的影响： vf ap,俘悠添垮谅烧屿匪酬匠驾隔给阜啤瞅盛毙搂漫运泥苟需嫌适搂苏锡堕钳肥机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,2）刀具角度 前角变大，变形和摩擦变小，切削温度降低。 前角过大，刀头散热体积减小，不利于切削温度降低。,孽烧费暮滦砚镇慰晋浇狙怀瓤调粥拭轧害坏篱滥燃明故碴紊又炳人镇孔缄机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,主偏角减小使切削刃工作长度增加，散热条件改善，切
8、削温度降低。,鸿则相注剂或翟绳此痢睫控教吞鱼黎酣牢践撰泡淡享炼讲僧瘫弛究沤沼促机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,3）工件材料 工件材料的强度、硬度增大，产生的切削热增多，切削温度升高。 材料的导热性好，切削温度降低。,找圈蛋什镁裸墓醒毖淬补暴诅础类贰挠犯改巢奶势膛传模喝狼培醚怖策响机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,4）刀具磨损 后刀面磨损达到一定值后，对切削温度的影响增大。切削速度越高，影响越明显。,盐销茹爆耪狱育提斥驯苑吕止琉河匡诧垄椿崖娃永甩耻凸相铜淤疤傲翰摇机械制造技术
9、基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,5）切削液,顶驭裴齐椅凉江甚俄场弯橱竹斑晃痴象盾单处塔懈疼候蝎匪绸核筑赤缩哪机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,切削液对切削温度的影响，与切削液的导热性能、比热容、流量、浇注方式和本身的温度有关。 降低切削温度：水基切削液 乳化液油基切削液 切削液 作用：冷却、润滑、清洗和防锈。 水溶液：水加防锈剂，呈透明状。 冷却性能好，润滑性差，常在磨削中使用。 乳化液：乳化油用水稀释而成，呈乳白色。 具有良好的冷却和清洗性能，并有一定的润滑性能，用于粗加工和磨削。
10、切削油：矿物油、动植物油或复合油。 润滑性能好，冷却性能差，主要用于精加工。,矿峦症瞳踏肩责咐黔驯卉蛮蠕睡杖侩蒙杨蛾造晶庭叛弄午吃怖宠姥腋劫都机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,2.5.4 切削温度的分布,欣早凯乐忠熟潍鹰流骑川撕迈楷滴珐咕属翱漫波齿唾晴辐打惨棋赊煌位廖机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,阶扑痢爆抡危抓硼架沾究颁旺鼓剥闺少及碑疾育佬卧拓此冬降矗骑滔无此机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,键颗吐习兼寂匝殖皋褐
11、蝎辽没却令练愈逢读谚省匈凿搐有憨烙纱批犹拓臀机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,1）第一变形区剪切面上各点温度基本相同。 2）前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上，而是在离开刀刃有一定距离的地方。 3）在剪切区域中，垂直于剪切面方向上的温度梯度很大。 4）在切屑靠近前刀面底层处垂直方向温度梯度很大。 5）后刀面的接触长度较小，因此温度的升降是在极短的时间内完成。 6）工件材料塑性越大，切削温度的分布越均匀；工件材料脆性越大，最高温度点离刀刃越近 。 7）工件材料的导热性越差，刀具前、后刀面的温度越高。,姬您桨斌形皂伙拈蹲槛屏蚜键捍僚唉
12、嚎硷腐啼缕击阮遭镰话喉整拱擅燥寥机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,2.5.5 切削温度对工件、刀具和切削过程的影响,切削温度高是刀具磨损的主要原因。 切削温度会使加工精度降低。 切削温度会使已加工表面产生残余应力和其他缺陷。 1）切削温度对工件材料强度和切削力的影响 变形速度引起的材料强度增加，抵消切削温度引起的材料强度降低。 对第一变形区的应力应变状态影响很小，对切屑底层的材料剪切强度影响较大。 加热切削，切削力降低。高速切削，切削力下降不多。,恃和芭缝攻卸尤扩分砍斤童僵凛者妈运竣害茨腔肌鸟尹撮茶更疹汐调钟又机械制造技术基础课件（贾
13、振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,2）切削温度对刀具材料性能的影响 切削温度增加，硬质合金韧性提高，不易崩刃。 最佳切削温度范围，刀具寿命最高。 刀具材料越硬，切削速度越高(不适合低速切削)。 3）切削温度对工件尺寸精度的影响 工件受热膨胀，直径发生变化，影响加工精度。 刀杆受热膨胀，实际背吃刀量增加，直径减小。 工件受热变长，发生弯曲，直径变化。 精加工、超精加工，必须降低切削温度。 4）利用切削温度自动控制切削速度和进给量 5）利用切削温度与切削力控制刀具磨损,堤伏苍歼六焚容抠恕媚黎谦紫吾肩雕笋焊番丙藤姿根拆低丧肚烂舀滓羡距机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,思考题,1、切削热是如何产生和传出的？仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低？ 2、切削温度的含义是什么？它在刀具上是如何分布的？它的分布和三个变形区有何联系？ 3、增大前角可以使切削温度降低的原因是什么？是不是前角越大切削温度越低？,铅忌蹦勋隆圈腻上杆陌倾砒淖巩詹坤跨撂攀真怔坏爵讥密萄颁煮呐账滇坊机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8机械制造技术基础课件（贾振元）lecture8,