PCBN 刀片切削过程中切削热是怎样产生和传出的?
2024-07-15 13:09:10
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在机械加工领域,切削过程是一个复杂的物理现象,其中切削热的产生与传导对于刀具的磨损、工件的加工质量以及整体加工效率具有重要影响。特别是使用立方氮化硼(CBN)刀片进行切削时,由于其独特的物理和化学性质,切削热的产生与传出机制更显特殊。本文将围绕CBN刀片切削过程中切削热的产生与传出进行详细探讨。
切削层金属的变形热 切削过程中,切削层金属会经历弹性和塑性变形。这些变形过程会消耗大量的能量,这些能量几乎全部转化为热能。金属的塑性变形属于内摩擦,其过程中产生的热量是切削热的重要来源之一。
切屑传热:在大多数情况下,切屑是切削热的主要传出途径。切屑在形成过程中会带走大量的热量,其比例可高达50%~80%。切削速度越高,切削厚度越大,切屑带走的热量就越多。因此,在切削过程中,合理控制切削参数,优化切屑形态,对于降低切削区温度具有重要意义。
工件传热:切削热也会通过工件传导出去,但其比例相对较小,一般在30%左右。工件材料的导热系数是影响热量传导速度的重要因素。导热系数高的材料能够更好地传导热量,降低切削区温度。反之,导热系数低的材料则会导致切削区温度升高,加剧刀具磨损。
刀具传热:刀具在切削过程中也会吸收一定的热量,但其比例一般较小,不超过5%。刀具材料的导热系数同样会影响热量的传导速度。高导热系数的刀具材料能够更好地将切削区的热量传导到刀具内部,降低切削区的温度。此外,刀具的几何形状和参数设计也会影响切削热的传导效果。
周围介质传热:周围介质(如空气、切削液)也会吸收一部分切削热。在切削过程中,使用冷却性能好的切削液可以有效地降低切削区的温度。切削液通过喷淋或喷射的方式与切削区接触,吸收并带走部分热量,从而降低切削温度,提高加工质量。
结论:切削热的产生与传出是CBN刀片切削过程中不可忽视的重要问题。通过深入了解切削热的产生机理和传出途径,我们可以更好地控制切削参数、选择合适的刀具材料和切削液、优化切削过程,从而提高加工质量和刀具寿命。在实际生产中,应根据具体情况采取相应的措施,确保切削过程的稳定性和高效性。
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