切削熱的產(chǎn)生與傳出
(1) 切削熱的產(chǎn)生:切削過(guò)程中所消耗的能量,絕大部分都轉(zhuǎn)變成了熱量(稱作切削熱),只有1%~2%的功以形成新表面和改變晶格等作為應(yīng)變能被儲(chǔ)存在工件材料中。
切削熱主要來(lái)自下述三個(gè)方面:
1) 單位時(shí)間內(nèi)被加工材料的彈、塑性變形功轉(zhuǎn)變的熱Qb:
2) 單位時(shí)間內(nèi)刀具前刀面與切屑底部摩擦所產(chǎn)生的熱Qq:
3) 單位時(shí)間內(nèi)刀具后刀面與工件表面摩擦所產(chǎn)生的熱Qh:
因此,些小過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的熱量Q為
Q=Qb+Qq+Qh
如果忽略在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中所作的功,則單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量等于在主運(yùn)動(dòng)中單位時(shí)間內(nèi)所作的功: Q=Fcυ c
式中: F c—切削力:
υ c—切削速度。
(2)切削熱的傳出:切削區(qū)里所產(chǎn)生的切削熱,在切削過(guò)程中分別由切屑、工件、刀具和周?chē)橘|(zhì)傳導(dǎo)出去。因此,在熱平衡狀態(tài)下,單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量就應(yīng)該等于由切肖、工件、刀具和介質(zhì)所傳出的熱量,即
Q=Qch+Qt+Qw+Qm
式 Qch—單位時(shí)間內(nèi)傳給切屑的熱量:
Qt—單位時(shí)間內(nèi)傳給刀具的熱量:
Qw—單位時(shí)間內(nèi)傳給工件的熱量:
Qm—單位時(shí)間內(nèi)傳給周?chē)橘|(zhì)的熱量。
各部分傳出熱量的百分比,隨不同的工件材料、刀具材料、切削用量、刀具幾何角度及加工方式而不同。在干切削條件下,通常大部分切削熱由切屑帶走,其次為工件和刀具,介質(zhì)傳出的熱量則最少。例如,車(chē)削鋼件時(shí),切屑帶走的切削熱為50%~86%,車(chē)到傳出10%~40%,工件傳出3%~9%,走味介質(zhì)(空氣)傳出1%。鉆孔加工時(shí),切屑帶走28%的切削熱,刀具傳出14.5%,工件傳出52.5%,周?chē)橘|(zhì)傳出5%。