切削热的分布特性
剪切面温度均匀性:在切削过程中,剪切面上的各点温度呈现出高度的均匀性,几乎无明显温差。
前后刀面温度峰值位置:值得注意的是,前刀面与后刀面上的最高温度并不直接位于刀刃之上,而是各自偏移至距离刀刃一定距离的位置,形成了独特的温度分布格局。
剪切区域温度梯度:沿垂直剪切面的方向,温度梯度极为显著,体现了切削区域内热量传递与积累的不均匀性。
切屑底层温度骤降:尤为关键的是,切屑中紧邻前刀面的那一薄层(即底层),其温度梯度异常大,仅在距离前刀面0.1至0.2毫米的微小范围内,温度便可能急剧下降一半,显示出极高的热传导效率。
后刀面温度快速变化:鉴于后刀面与工件的接触长度相对较短,这一特性导致了其表面温度在短时间内发生剧烈变化,体现了切削过程中的动态热行为。
工件材料性质对温度分布的影响:工件材料的塑性特性对切削温度分布有着直接影响。当材料塑性较大时,前刀面上的接触长度相应增加,进而使得切削温度的分布更为均匀;反之,脆性材料则会导致最高温度点更接近刀刃。
导热系数与刀具温度:工件材料的导热系数也是决定刀具前、后刀面温度的关键因素。导热系数越低,热量在工件内部的传递越慢,进而加剧了刀具表面的热量积累,导致前、后刀面的温度显著升高。