刘力强、赵刚[24]在切削温度的理论计算中研究发现(1)刀具切削区热源产生主要有两个地方,一个热源产生在加工的剪切、挤压区域,一个产生在前刀面与高温切屑接触区。(2)在车削加工中如果机床做的功全部转换成热能,则这些热量将分为两部分,一部分随着切屑最终以红外波形式耗散在大气中,另一种则依靠热传导传到机床刀具和工件中,造成刀具温度的升高,使刀具发生机械变形、变软或其它形式。
曹自洋、何宁等[25]在切削温度对微细切削加工影响的有限元分析研究中提到通过微细加工软件模拟整个加工过程可以发现对工件品质影响最大的是切削热,通过模拟生成的车削过程温度分布图可以发现车刀热塑性变形的区域与温度分布情况。在数据中可以看出在精微切削单位面积受到的切削力数值较大,因此会出现红色区域,此区域代表有大量的热能产生,并且模拟区域刀尖温度值比较高。而且在模拟过程中发现随着切削深度的改变,温度区域图形在不断变化,表明切削深度影响着刀具温度变化,而且变化情况不稳定。
张士军、刘战强、刘继刚[26]在涂层刀具切削温度研究现状中写到车削加工过程中有少量的热能因为与外界通过热辐射或者耗散形式消失掉,剩下因机械做功转换成的热量将根据工件、刀具、切屑按照不同的比例根据导热性能获得相应的热量,并存储在相应的区域。
崔云先等[28]在测温刀具温度场分布及其动态性能仿真预测中通过软件分析研究发现以下几种现象(一)影响刀具磨损寿命因素有切削热、刀背受力大小、金属工件的硬度值。(二)刀具的完整性直接影响刀工件的尺寸精度,因此如何降低刀具磨损或者发生变形对提高工件的精度有很重要的研究价值。(三)在测量时,每种传感器都有延迟,存在响应误差,所以在瞬态测量刀具温度时,因为温度变化是时时刻刻的,变化迅速,所以一定要考虑出一个合适的温度补偿方法来减少这种外界误差。(四)标定传感器要根据试验的要求来修订,并根据现场实际情况来随时改正因外界变化导致发射率的变化。
彭彬彬、王爱玲、庞学慧[29]在不同几何角度车刀的温度-应力耦合场分析中研究发现刀具在车削加工时产生的应力应变和变形破损对工件的加工精度、刀具使用寿命有很大影响,但是在这方面深入研究的学者非常少,国内现在还处于初步试验探索阶段来对这一领域进行研究。随着科学技术的发展有限元模拟软件的成熟,在工业研究领域应用的越来越多,采用有限元法模拟刀具在切削过程中的温度状态变得非常简单,但是模拟数据与结果还是与真实测量情况下得出的结论有差别,需要改善。
综合以上所述,在我国改革开放以后,科学技术的飞速发展下,在红外测温方面,我国的研究人员也做了大量的工作,但在刀具表面测温方面的研究还是较少,对刀具在不同状态下,改变不同试验参量如进给速度、主轴转速、切削深度等来研究刀具的温度变化更是鲜有成果,本文综合前人基础采用红外测温仪并通过不同的试验参数对刀具温度进行试验研究。
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