【木材切削原理与刀具】(44)一一影响刀具温度的因素!

FOU 2周前 13浏览 0评论

  影响刀具温度最大的因素是切削系统单位时间的发热量,发热量与切削功率呈正比关系。即切削力及切削速度越大,刀具的温度越高。但是即使切削力相同,根据刀具切削角、后角、切削类型以及刀刃的磨损状态等条件的不同,刀具与切屑和已加工面的接触状态会不同,刀刃附近的温度分布也会不同。木材切削的切削力虽然小,但其切削速度高,切削功率与金属切削的基本相同或更高,因此木材切削也会和金属切削产生同样切削热。

  影响刀具温度升高的因素主要在刀具自身,主要有刀具材料的热物理性能、刀刃和刀体的结构以及刀具与工件接触面的形状等。当刀具表面有一定量的发热量时,刀具材料的热传导系数越大,刀具表面的温度越低,稳定状态下刀具内部的温度梯度越平缓。因此,硬质合金刀具的表面温度比高速钢刀具的表面温度低。

  但是,非稳定状态刀具的内部温度分布还受温度传导系数的影响。温度传导系数与刀具的形状、刀具材料的热容量以及刀具的表面积有关,当刀刃楔角越小时,刀具的温度升高越快,并且冷却也越快。由于带锯条和圆锯片的基体是薄钢板,锯齿附近区域温度极易迅速升高,并且冷却得也很快,但锯身的温度并不高。钻头由于其独特的切削形态,其刀体极易蓄积热量且在钻削接触面上容易形成高温。刀具前后刀面的性质(如表面粗糙度、质地和材料种类等)与工件和刀具摩擦系数有关的因素也会对切削刀具的温度产生影响。如镀铬可以brbr增使刀具与木材接触面的摩擦系数减小,从而延长刀具的使用寿命。

  因此,后角减小、加刀具与已加工表面的摩擦、锯片或锯条锯料不合适都会引起刀具温度的显著升高。

  从刀具表面向周围空气的热传导及辐射散失的热量也会影响刀具自身的温度。刀具表面的热传导系数和环境温度决定了刀具向空气传导热量的多少。气流速度越快,热传导系数越大,刀具散失的热量也越多。例如,圆锯片的回转速度越高,生成的切削热量越多,但同时散失的热量也越多,生成和散失的热平衡最终决定了刀具的温度。带锯锯切时,热量向锯轮的转移也可以使锯条的温度下降。