正交切削第一变形区温度分布的研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEn西neering)2015年第12期正交切削第一变形区温度分布的研究+李国和，戚厚军，蔡玉俊(天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津300222)摘要：提出基于不均匀体积移动热源的正交切削第一变形区温度分布的计算方法。以AIsl4340钢为例，分析了切削速度、切削厚度和刀具前角对第一变形区温度分布的影响。结果表明：第一变形区温度分布很不均匀，从变形起始平面到变形终止平面，切削温度逐渐增加；在中间位置温度变化较大，靠近两侧处的温度变化则较小；第一变形区各平面的切削温度随着切削速度和切削厚

2、度的增大而升高，随着刀具前角的增大而降低；刀具前角对第一变形区切削温度的影响最大，切削速度的影响次之，切削厚度的影响最小。关键词：正交切削；第一变形区；不均匀体积移动热源；温度分布中图分类号：TG506．1文献标志码：A文章编号：1671_3133(2015)12删l珈5Studyonthetemperaturedistributionintheprimaryshearzoneoforthogonalm躯mIlingLiGuohe，QiHoujun，CaiYujun(TianjinKeyLaboratoryofHighSpeedCutting&AccurateProc

3、essTechnology，TianjinUniversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，China)Abstr罩比t：AmethodcalculatingthetemperaturedistributionofprimaIyshearzoneinonh哩-onalmachiningbaseontheasymmet-ricvolumemovingheatsourcewaspresented．TakingAISl4340sleelasanex枷ple，theeⅡbctofcuttingspeed，cuttingdepth

4、锄drakeandeonthetemPeraturedistributionofprimaryshearzonewereanalyzed．Theresultsshowthat：thetemperaturedistributionintheprimaryshearzoneisasymmetricandthecuttingtempemtureincreasesfmmthedefomationinitiativeplanetot11ecutoffplane．Thechangeoftemperatureislargerinthemiddleplaneofprimaryshea

5、rzoneandthatissmallerneartheupsideandun·derside．ThetemperatureofprimaryshearzoneinhighspeedmachiningincreaseswiththeincreaseofcuttingspeedandcutIingd印th，butdec陀aseswithtl】eincre船eoffal【eaIlde，Thee珏．ect0frakeandeonthetempemtureofprimaryshearzoneisthela卜gest，theeffbctofcuttingspeedisinthe

6、nextplaceandthatofcuttingdepthisthesmallest．1【eywords：orLhogonalcutting；theprimaryshearzone；鹊ymmemcvolumemovingheatsource；tempemturedistribution在金属切削过程中，大量的切削热使切削温度升高，这将直接影响刀具前刀面上的摩擦因数、积屑瘤的形成和消退、刀具的磨损、工件加工精度和已加工表面质量等，因此对切削温度的研究有着重要的意义。对于金属切削温度的理论预测，文献[1]～文献[9]等都做了大量的工作，但是文献[1]～文献[9]的研究都

7、是在将第一变形区看成是移动平面热源的基础上进行的。在金属切削过程中，第一变形区并不是一个平面，而是一个具有一定宽度的窄带，因此应该将第一变形区看成是一个体积移动热源，而不是看成平面热源。文献[10]提出了考虑体积移动热源计算第一变形区温度分布的方法，但在计算中采用了平均剪应力，而第一变形区的变形是不均匀的，所以每个平面的剪应力也不同；因此本文考虑了正交切削第一变形区剪应力的不均匀，提出基于不均匀体积移动热源的正交切削第一变形区温度分布的计算方法，并分析了切削速度、切削厚度和刀具前角对第一变形区温度分布的影响。1正交切削模型在正交切削条件下，当切削宽度