切削热与切削温度

1、主要内容：主要内容： 切削热的产生与传导； 刀具与工件上的温度分布； 影响切削温度的因素； 切削温度对工件和刀具的影响。 一、切削热的产生和传导一、切削热的产生和传导 变形功变形功 摩擦功摩擦功 车削加工时，车削加工时，505086%86%由切屑带走由切屑带走，40% 40% 10%10%传入车刀，传入车刀，9 93 3传入工件，传入工件，1 1左右通过辐左右通过辐 射传入空气。切削速度越高，切削厚度越大，则由射传入空气。切削速度越高，切削厚度越大，则由 切屑带走的热量越多。切屑带走的热量越多。 一、切削热的产生和传导一、切削热的产生和传导 切削温度：切削温度：一般指切屑、工件与刀具接触表面上

2、一般指切屑、工件与刀具接触表面上 的平均温度。的平均温度。 工件：低碳钢；刀具前角工件：低碳钢；刀具前角30度，后角度，后角7度；度； 切削用量：切削用量：Vc=22.8mm/min，厚度为，厚度为0.6mm；干切削。；干切削。 （1）切削用量的影响）切削用量的影响 -切削速度切削速度 随着切削速度随着切削速度 的提高，切削层金的提高，切削层金 属塑性变形产生的属塑性变形产生的 热量来不及传到工热量来不及传到工 件与刀具就被切屑件与刀具就被切屑 带走了，因此带走了，因此V VC C提提 高高1 1倍，切削温度倍，切削温度 仅增加仅增加2033%2033%。 （1）切削用量的影响）切削用量的影响

3、 -进给量进给量f f f 增大，使切增大，使切 屑的平均变形减少，屑的平均变形减少， 切屑与前刀面的接切屑与前刀面的接 触区长度增加，改触区长度增加，改 善了散热条件。因善了散热条件。因 此，此，f f提高一倍，提高一倍， 切 削 温 度 仅 提 高切 削 温 度 仅 提 高 10%10%。 （1）切削用量的影响）切削用量的影响 -背吃刀量背吃刀量ap a p 增大，产生增大，产生 的热量成倍增加。的热量成倍增加。 但是刀刃的工作长但是刀刃的工作长 度也增加一倍，大度也增加一倍，大 大改善了散热条件。大改善了散热条件。 因此，因此， ap提高一倍，提高一倍， 切 削 温 度 仅 提 高切 削

4、 温 度 仅 提 高 3%3%。 （1）切削用量的影响）切削用量的影响 zyx p vfaC 高速钢刀具高速钢刀具 硬质合金刀具硬质合金刀具 切削用量三要素对切削温度的影响切削用量三要素对切削温度的影响vc f ap， 这这与它们对切削力的影响与它们对切削力的影响情况情况正好相反。正好相反。 在控制切削温度的前提下提高加工效率，应在机在控制切削温度的前提下提高加工效率，应在机 床允许的条件下，选用比较大的背吃刀量床允许的条件下，选用比较大的背吃刀量 ap 和进给和进给 量量 f，这比选用大的切削速度，这比选用大的切削速度 vc更为有利。更为有利。 （1）切削用量的影响）切削用量的影响 （2）刀

5、具几何参数的影响）刀具几何参数的影响 -前角前角 （2）刀具几何参数的影响）刀具几何参数的影响 -主偏角主偏角 工件材料的强度、硬工件材料的强度、硬 度越高，切削力越大，切度越高，切削力越大，切 削时消耗的功也越多，产削时消耗的功也越多，产 生的切削热也越多，切削生的切削热也越多，切削 温度也就越高。温度也就越高。 （3）工件材料的影响）工件材料的影响 合金结构钢的强度普合金结构钢的强度普 遍高于遍高于45号钢，而导热系号钢，而导热系 数又一般均低于数又一般均低于45号钢。号钢。 所以切削合金结构钢时的所以切削合金结构钢时的 切削温度一般均高于切削切削温度一般均高于切削 45号钢时的切削温度。

6、号钢时的切削温度。 （3）工件材料的影响）工件材料的影响 不锈钢不锈钢 1Cr18Ni9Ti 和高温合金和高温合金GH131 不但不但 导热系数低，导热系数低， 而且在高而且在高 温下仍能保持较温下仍能保持较高的强度高的强度 和硬度。所以切削这种类和硬度。所以切削这种类 型的材料时，切削温度比型的材料时，切削温度比 切削其他材料要高得多。切削其他材料要高得多。 必须尽可能采用导热性和必须尽可能采用导热性和 耐热性都较好的刀具材料，耐热性都较好的刀具材料， 必须加注充分的切削液冷必须加注充分的切削液冷 却。却。 （3）工件材料的影响）工件材料的影响 刀具磨损后，切削刃变钝，刃区前方的挤压作用增大

7、，使切削刀具磨损后，切削刃变钝，刃区前方的挤压作用增大，使切削 区的金属的塑性变形增加。同时，磨损后的刀具后角变成零度，使区的金属的塑性变形增加。同时，磨损后的刀具后角变成零度，使 工件与刀具的摩擦加大，两者均使切削热的产生增加。工件与刀具的摩擦加大，两者均使切削热的产生增加。 （4）刀具磨损的影响）刀具磨损的影响 （5）切削液的影响）切削液的影响 切削液对降低切削温度、减少刀具磨损和提切削液对降低切削温度、减少刀具磨损和提 高已加工表面质量有明显的效果。高已加工表面质量有明显的效果。 问题：看图说明前角和主偏角对问题：看图说明前角和主偏角对T T的影响的影响 1. 1. 切削温度对工件材料强度和切削力的影响切削温度对工件材料强度和切削力的影响 2. 2. 切削温度对刀具材料的影响切削温度对刀具材料的影响 3.