切削溫度高是刀具磨損的主要原因,它將限制生產(chǎn)率的提高;切削溫度還會(huì)使加工精度降低,使已加工表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力以及其他缺陷。
1、切削溫度對(duì)工件材料強(qiáng)度和切削力的影響
切削時(shí)的溫度雖然很高,但是切削溫度對(duì)工件材料硬度及強(qiáng)度的影響并不很大;切削溫度對(duì)剪切區(qū)域的應(yīng)力影響不很明顯。這一方面是因?yàn)樵谇邢魉俣容^高時(shí),變形速度很高,其對(duì)增加材料強(qiáng)度的影響,足以抵消高的切削溫度使材料強(qiáng)度降低的影響;另一方面,切削溫度是在切削變形過(guò)程中產(chǎn)生的,因此對(duì)剪切面上的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)來(lái)不及產(chǎn)生很大的影響,只對(duì)切屑底層的剪切強(qiáng)度產(chǎn)生影口向。
工件材料預(yù)熱至500℃~800℃后進(jìn)行切削時(shí),切削力下降很多。但在高速切削時(shí),切削溫度經(jīng)常達(dá)到800℃~900℃,切削力下降卻不多,這也間接證明,切削溫度對(duì)剪切區(qū)域內(nèi)工件材料強(qiáng)度影響不大。目前,加熱切削是切削難加工材料的一種較好的方法。
2、對(duì)刀具材料的影響
適當(dāng)?shù)靥岣咔邢鳒囟?,?duì)提高硬質(zhì)合金的韌性是有利的。硬質(zhì)合金在高溫時(shí),沖擊強(qiáng)度比較高,因而硬質(zhì)合金不易崩刃,磨損強(qiáng)度亦將降低。實(shí)驗(yàn)證明,各類(lèi)刀具材料在切削各種工件材料時(shí),都有一個(gè)最佳切削溫度范圍。在最佳切削溫度范圍內(nèi),刀具的壽命最高,工件材料的切削加工性也符合要求。
3、對(duì)工件尺寸精度的影響
車(chē)削外圓時(shí),工件本身受熱膨脹,直徑發(fā)生變化,切削后冷卻至室溫,就可能不符合要求的加工精度。
刀桿受熱膨脹,切削時(shí)實(shí)際背吃刀量增加使直徑減小。
工件受熱變長(zhǎng),但因夾固在機(jī)床上不能自由伸長(zhǎng)而發(fā)生彎曲,車(chē)削后工件中部直徑變化。
在精加工和超精加工時(shí),切削溫度對(duì)加工精度的影響特別突出,所以必須注意降低切削溫度。
4、利用切削溫度自動(dòng)控制切削速度或進(jìn)給量
上面已經(jīng)提到,各種刀具材料切削不同的工件材料都有一個(gè)最佳切削溫度范圍。因此,可利用切削溫度來(lái)控制機(jī)床的轉(zhuǎn)速或進(jìn)給量,保持切削溫度在最佳范圍內(nèi),以提高生產(chǎn)率及工件表面質(zhì)量。
5、利用切削溫度與切削力控制刀具磨損
運(yùn)用刀具——工件熱電偶,能在幾分之一秒內(nèi)指示出一個(gè)較顯著的刀具磨損的發(fā)生。跟蹤切削過(guò)程中的切削力以及切削分力之間比例的變化,也可反映切屑碎斷、積屑瘤變化或刀具前、后刀面及鈍圓處的磨損情況。切削力和切削溫度這兩個(gè)參數(shù)可以互相補(bǔ)充,以用于分析切削過(guò)程的狀態(tài)變化。
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