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数控精雕机切削加工中热量对刀具的影响

文章出处:http://www.jdjcnc.com/gongsidongtai/741.html人气:431时间:2021-01-16

数控精雕机切削加工中热量对刀具的影响
切削加工时在切削区内产生的温度高达800℃至900℃,在该切削区内,切削刃会促使工件材料变形并将其切除。在连续切削加工中,热量以稳定的线性方式产生。与此相反,刀具间歇性地切入和切出工件材料,切削刃的温度也会交替地升高和下降。加工系统的元件会吸收切削过程中产生的热量。通常,10% 的热量进入工件,80% 进入切屑,10% 进入刀具。最好的情况是切屑带走绝大部分的热量,因为高温会缩短刀具寿命,并损坏所加工的零件。
工件材料的不同导热性以及其它加工因素,都会对热量的分布产生显著影响。当加工导热性较差的工件时,传入刀具的热量会增加。加工硬度较高的材料会比加工硬度较低的材料产生更多热量。在通常下,更高的切削速度会增加热量的产生,更高的进给量会加大切削刃中受高温影响的区域。

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影响切削区热量的因素:
1、刀片和工件材料的导热性
2、切削速度和进给量
3、刀具刀刃槽型
4、温度水平和梯度在很大程度上决定了刀具磨损的类型和程度,以及相应的刀具寿命
在以铣削加工为主的断续切削工况中,刀具的啮合弧度、进给量、切削速度、切削刃槽型的选择对热量的产生、吸收和控制都有影响。
1、啮合弧度
不同铣削工艺的啮合弧也不同。在槽铣中,工件材料包围一半的刀具,啮合弧是刀具直径的 100%。切削刃一半的加工时间都花在切削上,因此热量迅速积聚。在侧铣中,相对较小的刀具部分与工件啮合,切削刃有更多的机会向空气中散热。
2、切削速度
更高的切削速度会缩短切削刃与切屑接触的时间,从而减少传入刀具的热量。总体而言,更高的切削速度会减少加工时间并提高生产率。

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3、切削厚度
切屑厚度会对热量和刀具寿命产生极大的影响。切屑厚度过大,造成的重负荷会产生过多的热量和切屑,甚至导致切削刃断裂。切屑厚度过小,切削过程只在切削刃的较小部分上进行,而增加的摩擦和热量会导致迅速的磨损。
4、冷却
控制切削加工中产生的热量的方法是控制冷却液的应用。温度过高会导致切削刃快速磨损或变形,因此必须尽快控制热量。为了有效地降低温度,必须对热源进行冷却。
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