理论教育 掌握切削温度控制技巧:有效方法介绍

掌握切削温度控制技巧:有效方法介绍

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:切削热是通过切削温度影响切削过程的。3)当刀具的切削温度超过它的相变温度时,刀具材料的金相组织发生变化,使硬度明显下降。可见,加大刀具前角则显著降低切削温度。比如在加工淬火钢工件时,将硬质合金刀具刃磨成负前角进行高速切削,利用切削时产生的大量切削热,使工件切削层金属急剧升温,待达到退火温度时,使其退火软化,可较容易地完成切削加工,将不利因素转化为有利因素。

掌握切削温度控制技巧:有效方法介绍

切削热是通过切削温度影响切削过程的。对切削加工影响的主要表现有:

1)过高的温升会导致工件材料的内部应力和组织发生变化,从而使综合性能发生变化,影响使用性能。

2)切削热会引起工件的热变形,产生热胀现象,影响工件的尺寸精度,特别是在自动车床上,如果工件的温度不稳定,必然引起尺寸的不稳定而出现精度误差。

3)当刀具的切削温度超过它的相变温度时,刀具材料的金相组织发生变化,使硬度明显下降。如高速钢刀具达到相变温度550~600℃时,因硬度降低而发生急剧磨损。

4)切削塑性较高的材料时,在一定温度和切削压力的双重作用下,刀具切削表面与切屑或工件之间易产生粘接现象,并在接触面间的相对移动中,粘接处产生撕裂,是刀具表面的微粒流失,产生粘接磨损。

5)在进行高速切削时,刀具与切屑或工件的新鲜切削表面相接触,产生刀具材料与工件材料的相互扩散。如用硬质合金刀具切削钢件时,从800℃开始,硬质合金中的C0、W、Ti等元素会逐渐扩散到钢件、切屑中去,而切屑、工件等的Fe也向硬质合金中扩散,并在刀具表面形成一层低硬度、高脆性的复合碳化物,使刀具硬度降低,产生化学性质的磨损。

为减低切削温度对切削过程的影响,一般采取如下措施:

1)在保证切削刃部强度的前提下,适当地增大刀具的前角γ0,减少切削层金属的塑性变形程度,以减少切削热的产生。如车削45钢的工件,在ap=3mm,f=0.1mm/r,vc=105m/min的切削用量条件下,当γ0=0°时,切削区的平均温度为810℃;当其他条件不变,只是将前角改变为γ0=18°时,切削区的平均温度则为665℃。可见,加大刀具前角则显著降低切削温度。

2)在切削刚性较好的工件时,可适当减小主偏角κr,以使参与切削的切削刃变宽,改善刀具的散热条件。(www.daowen.com)

3)当切削加工余量较大的工件时,在机床进给机构强度允许的条件下,采取增大进给量和背吃刀量的同时,适当降低切削速度的方法,即在不影响生产效率的基础上,既降低了切削温度,又延长了刀具的使用寿命。

4)合理使用切削液,是降低切削温度有效简便的方法。切削液在切削过程中的作用是:

①冷却作用。切削液能迅速吸收并带走切削区域大量的切削热量,降低刀具和工件的温度,从而延长了刀具的使用寿命,并防止因热变形而引起的尺寸误差。

②润滑作用。在切削过程中,切屑沿刀具前面流动时,产生很大的摩擦力,切削液分子能迅速渗透到切屑与刀具之间微小的缝隙中,形成一层薄薄的吸附膜,减少了刀具与切屑和工件间的摩擦,使排屑顺畅,提高工件的表面质量。

③降低切削力和切削热。切削液分子渗透到刀具切入金属层所形成的裂缝中,并使其扩大,使切削较容易脱开被切削工件,相应地降低切削力和切削热,从而减少了刀具的磨损。

④清洗作用。切削液能清洗粘附在工件、刀具和机床导轨上细小的切屑和杂物,在加工深孔时,加注有一定压力的切削液,将切削液及时冲走,以免影响工件的表面质量和刀具寿命。

切削热虽然能给切削加工带来不利影响,但是,我们有时可利用切削热对淬硬的工件进行加工。比如在加工淬火钢工件时,将硬质合金刀具刃磨成负前角进行高速切削,利用切削时产生的大量切削热,使工件切削层金属急剧升温,待达到退火温度时,使其退火软化,可较容易地完成切削加工,将不利因素转化为有利因素。

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