与湿切削相比，干切削刀具的工作条件更为恶劣，对刀具的要求也就更严格，如图3-18所示。图3-18 干切削加工对刀具的要求1）刀具应具有优异的耐高温性能。3）干切削刀具的结构要保证排屑方便快捷，以减少热量堆积。5）干切削刀具安装要安全可靠。......
2025-09-29
金属切削加工中的热传导模型
【摘要】：金属的切削加工过程中伴有大量的热产生，导致刀具和工件迅速升温。边界条件1）刀具和切屑、工件间的接触热传递为q1=HCT 式中，HCT是切屑与刀具的热传递系数；TB是接触处切屑温度；TA是接触处刀具的温度。2）刀具和切屑、工件与空气间发生的对流散热为q2=HCVE 式中，HCVE是对流换热系数；TSINK是高温物体的表面温度；T0是空气的温度。
金属的切削加工过程中伴有大量的热产生，导致刀具和工件迅速升温。二维非稳态温度场直角坐标导热控制方程（考虑导热系数随温度变化）为
式中，q∗是单位体积的热产生率（W/m3），q∗=qp+qf；λ是导热系数[W/（m·℃）]；T是温度（K）；ρ是材料密度（kg/m3）；c是比热容[J/（kg·K）]；x、y和z是笛卡儿坐标（m）；wx、wy是运动热源在x和y方向的速度分量（m/s）。
（1）切削热
1）切屑塑性变形导致的热为
式中，Wh是塑性变形功转化为热能的比率；
是等效应力（MPa）；
是等效应变速率；J是热功当量系数。
上式必须满足下面提及的边界条件。
2）刀具与切屑、加工表面之间的摩擦产生的热为
qf=ηfcVr/J （3-23）
式中，ηf是摩擦功转换为热的系数；c是接触界面的剪应力；Vr是两个接触面的相对滑动速度。
（2）边界条件(https://www.chuimin.cn)
1）刀具和切屑、工件间的接触热传递为
q1=HCT（TB-TA） （3-24）
式中，HCT是切屑与刀具的热传递系数；TB是接触处切屑温度；TA是接触处刀具的温度。
2）刀具和切屑、工件与空气间发生的对流散热为
q2=HCVE（TSINK-T0） （3-25）
式中，HCVE是对流换热系数；TSINK是高温物体的表面温度；T0是空气的温度。由于通过辐射方式传递的热量所占比例很小，所以略去不计。
（3）初始条件
T（x，y，t）∣t=0=TV （3-26）
式中，TV是工件、刀具或空气的初始温度。
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