切削熱の発生原理

切削熱は、3 つの変形ゾーンで生成されます。切斷プロセス中、3 つの変形ゾーンでの金屬の変形と摩擦が、切斷熱の根本的な原因です。切削加工中の変形や摩擦の仕事のほとんどは、切削熱に変換されます。下の図は、切削熱による発熱と分散の場所を示しています。

切削熱による発熱量と 3 つの変形領(lǐng)域で発生する発熱の割合は、切削條件によって異なります。プラスチック金屬材料を加工する場合、逃げ面摩耗量が大きくなく、切削厚が大きい場合、最初の変形ゾーンで発生する熱が最も大きくなります。工具摩耗量が大きく、切削厚が小さい場合、第 3 変形領(lǐng)域発熱の割合が高くなります。次の図は、ニッケル、クロム、モリブデン、バナジウム、鋼を超硬工具で加工した場合の、3 つの変形領(lǐng)域で発生する熱と切り込みの厚さの比率を示しています。

図 1. ニッケル、クロム、モリブデンの発熱の 3 つの比率

1. 第1変形帯 第2変形帯 第3変形帯

鋳鉄などの脆性材料を加工する場合、切りくずの形成により、切りくずの接觸長が小さく、すくい面の摩擦が小さく、第 1 および第 2 変形領(lǐng)域での発熱の割合が減少します。 .したがって、第３の変形ゾーンで発生する熱の割合は相対的に増加する。 .

切削プロセス中に発生する切削熱は、切りくず、ワークピース、工具、および周囲の媒體によって切削ゾーンの外側(cè)に放散されます。各経路による熱伝達(dá)の割合は、切削形狀、工具、被削材、および周囲の媒體に関連しています。 50%～86% は旋削加工時(shí)の熱が切りくずに奪われ、40%～10% が旋削工具に伝達(dá)され、9%～3% が工作物に導(dǎo)入され、約 1% が空気中に導(dǎo)入されます。穴あけ時(shí)に、28% の熱が切りくずによって奪われ、14.5% が工具に伝達(dá)され、52.5% がワークピースに導(dǎo)入され、約 5% が周囲の媒體に導(dǎo)入されます。

さらに、切斷速度「υ」も、各ルートの熱伝達(dá)率に一定の影響を與えます。切削速度が高いほど、切りくずによって持ち去られる熱が少なくなります。下のグラフは、熱伝達(dá)に対するエンタルピーの影響を示しています。

図 3 切削熱伝達(dá)に対する切削速度の影響

I—工具 II—工作物 III—チップ

切削熱と切削工程への影響

工作物を工具で切削する際に発生する熱を切削熱といいます。切削熱も切削工程における重要な物理現(xiàn)象であり、切削工程に多くの影響を與えます。切削の熱がワークに伝わり、ワークの熱変形を引き起こし、加工精度が低下します。ワークピースの表面が局所的に高溫になると、加工面の品質(zhì)が低下します。

工具に伝わる切削熱は、工具の磨耗の重要な原因です。切削熱も工具の摩耗を引き起こし、切削の生産性とコストに影響を與えます。つまり、切斷熱は、切斷の品質(zhì)、生産性、およびコストに直接的および間接的な影響を與えます。熱の発生と切削熱の変化の大原則を研究?習(xí)得し、切削熱の悪影響を許容範(fàn)囲內(nèi)に抑えて加工を行ってください。制作には大きな意味があります。

切削溫度に影響を與える主な要因

まず、切削溫度に対する切削量の影響

1. 切削速度は切削溫度に大きく影響します。実験によると、切削速度が上がると、切削溫度が大幅に上昇します。

2. 送り速度 f も切削溫度に一定の影響を與えます。送り量が増えると、単位時(shí)間あたりの切りくず量が増え、切削加工時(shí)に発生する切削熱も大きくなり、切削溫度が上昇します。

ただし、送り速度の増加に伴う切削溫度の上昇は、切削速度ほど重要ではありません。

3. 切込み ap は切削溫度にほとんど影響しません。切斷領(lǐng)域で発生する熱は、切込み ap が増加した後に比例して増加するため、熱放散條件が改善されるため、切斷溫度の上昇は重要ではありません。