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高速切削机理和实验中浓缩设备焊台焊接薄板管封口机密封机Frc

发布时间:2024-01-09 17:33:04 阅读: 来源:测定仪厂家
高速切削机理和实验中浓缩设备焊台焊接薄板管封口机密封机Frc

高速切削机理和实验(中)

5.3 高速切削的切削热和切削温度

在切削过程中,切削热的来源是剪切面区域材料变形所做的功和前、后刀面所做的摩擦功,如图10所示。

图10 切削热的来源

一部分切削热传到切屑中被切屑带走;一部分热传到工件中;还有一部分热传到刀具中(图10)。据研究,当切削速度提高后,传入切屑而被刀叉勺切屑带走的热量份额加多,而传入工件和刀具的热量份额减小,故工件、刀具升温并不大。

日本人用P10立铣刀,切削45钢和A15025铝合金,ap=2mm, f=0.12mm/r。图11为切削热的分配比率。

图11 切削热分配比率

华南理工大学做了类似的切削热分配比率曲线(图12)。工件材料为45钢(热轧),车刀用YT15刀片,ap=0.8mm, f=0.12mm/r, v =40济南新时期试金仪器有限公司技术最专业0~800m/min。如图12所示,当v=400m/min时,Rc=49.4飞机模型%, Rw=46.7%, RT=3.9%。当v=800m/min时, Rc=69.4%,Rw=28.7%, RT=2.3%。故在高速时RW与RT均显著减小。

图12 切削热分对此种情况可采取原料吸入料斗后再加以人工搅拌的方法解决配比率

Rc、Rw和RT只能说明切削热分配比率,最重要的还是前刀面―切屑和后刀面―工件界面上的切削温度或与之接近部位的温度。切削温度的测量很困难,常用的有自然热电偶、人工热电偶和红外线幅射法。

某高校做了调质钢与淬硬钢的车削温度试验。调质钢:ap=0.2~0.5mm, f=0.2~0.5mm/r, v=700~1000m/min。淬硬钢:ap=0.15~0.3mm, f=0.1~0.25mm/r,

v =100~400m/min。用红外测温仪测量温度,其结果如表2所示。

表2 高速车削切削温度经验公式

看来,表2中的数据尚值得推敲。

过去,在切削速度小于200m/min时车削45钢时,切削温度三因素公式为

=C v0.41f 0.14ap0.04

沈阳理工大学用人工热电偶法测量高速下的铣削温度,其结果如图13、图14所示:

图13 铣削温度(45钢)

图14 铣削温度(铝合金5A02)

德国萨洛蒙(Carl J. Salomon)博士于1924~1931年用大直径圆锯片对有色金属进行了铣锯切削试验。发现,当切削速度增加,切削温度提高,到一定的切削速度,切削温度最高;再提高切削速度,切削温度反而下降(图15)。后来,又将此现象推广到其他工件材料。当时的试验数据后来全部丢失,工作人员已经无存,用什么方法测温也不清楚。很多人认为图中的曲线不可信。多数人认为,切削温度不存在一个最高值(峰点),切削速度提到很高时,切削温度仍应缓慢上升。

图15 Salomon的高速切削温度曲线

沈阳理工大学研制了一台高速锯床,用高速钢锯片(直径 200mm,厚3mm,60刀齿),最高转速为24000r/min,用以锯切低碳钢管( 20mm,厚1.5mm)和铝板(厚10mm),进行了测力、测温的试验,最高切削速度达每分钟万米以上。因锯切切削面积不固定,切削时间很短,力、温测量不易测准,但是沈阳理工大学所做的工作仍是十分可贵的。

山东大学用SG-4陶瓷工具端铣T10A淬硬工具钢(HRC58~65),v=110~177m/min, ap=0.1~0.5mm, fz=0.05~0.127mm/z, 铣削宽度B=40、70、100mm,铣刀直径do=160、125、80mm,切削温度 =17.5 v 1.55 ap0.91 fz1.44 B0.46do-0.31(℃)。

山东大学还做了陶瓷刀具车削几种硬材料的切削温度试验。

5.4 刀具磨损与刀具寿命

刀具磨损有后刀面磨损(VB)、前刀面磨损(月牙洼KT)、边界磨损(VN)及刀尖磨损(VC)、径向磨损(NB)等。人们研究后刀面磨损VB最多。一般,以VB为刀具磨损标准。

图16 车刀磨损部位及形状

刀具磨损的原因有:(1)磨粒磨损,(2)粘结(冷焊)磨损,(3)扩散磨损,(4)氧化磨损,(5)热电磨损等。图17为切削速度对刀具磨损强度的影响。由图17可见,当切削速度很高时,以扩散和氧化磨损为主。

图17 切削速度对刀具磨损强度的影响

刀具典型磨损曲线如图18所示。

图18 刀具磨损曲线

以后刀面磨损到一定大小为标准,可以建立刀具寿命T与切削速度v 之间的关系式,即T- v曲线(即泰勒Taylor方程):

v =A/Tm , 或 T=c/ v z

还可以建立扩大的泰勒方程:

v =C v /(Tm、apx、f y)

常速下,用YT15刀具车削45钢,一般m=0.2,x=0.15,y=0.45

高速切削下,人们在这方面做的试验工作很不够,较多地观察刀具磨损形貌,很少见磨损曲线和T-二手叉车 v 曲线。扩大的泰勒方程则更加缺少。

在高速切削中,刀具材料及刀具的制造质量、工件材料的性能、机床状况和工艺条件等不可能固定不变,而是随机变化,从而影响到刀具使济南试金胀环实验机主要用于用于钢管企业和对钢管焊接后焊鏠和整管性能强度检验用寿命。一般,正常磨损下刀具寿命的变化和分布服从正态分布(图19)。破损情况下刀具寿命的变化和分布服从对数正态分布或威布尔(Weibull)分布。高速切削中,应十分重视刀具寿命的稳定性,然而对刀具寿命的分布规律还没有认真研究。

刀具正常磨损寿命的分布一般服从正态分布

f ( T ) =

刀具破损磨损寿命的分布一般服从对数正态分布

f ( T ) =

或威布尔分布

f ( T ) =

图19 刀具正常磨损下的寿命分布

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