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切削温度结果分析:车削实验结果分析

【摘要】:切削温度计算值与测试值之差相对误差也在5%的允许范围内,见图4-21b。图4-22 车削时切削温度与切削深度、进给量的特征曲面以及切削温度特征曲面等值线图a)切削温度与切削深度、进给量的特征曲面 b)切削温度特征曲面等值线图2.铣削实验结果分析由图4-23a可知,切削温度模型拟合得也较好。

1.车削实验结果分析

方差分析,切削温度模型拟合得较好,方差分析及其各因素显著性分析结果见图4-21a。切削温度计算值与测试值之差相对误差也在5%的允许范围内,见图4-21b。上述分析表明回归方程与实测值拟合得较好。切削速度对切削温度的影响最为显著,切削深度、进给量对切削温度的影响不太显著。这说明切削速度对切削温度的影响最大,切削深度次之,进给量影响较小。

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图4-21 方差分析结果以及切削温度的对比

a)方差分析及其各因素显著性 b)切削温度的实验值与计算值的对比

切削速度v=48m/min时主切削力与切削深度、进给量的特征曲面见图4-22a。Fy特征曲面等值线见图4-22b。切屑的变形系数ξ随着切削速度的增大而增大,还有材料本身的导热系数低[平均值为20W/(m·℃)],产生更多的热使得切削区温度升高;切削深度增大,前刀面的法向力随之增加,使得第二、三变形区摩擦力加大,摩擦产生的大量的热使得切削区温度渐增;随着进给量的增大,尽管切削面积的增大使切削力变大,但切屑变形系数的减小减缓了切削热增大的趋势,所以这个因素影响不显著。

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图4-22 车削时切削温度与切削深度、进给量的特征曲面以及切削温度特征曲面等值线图

a)切削温度与切削深度、进给量的特征曲面 b)切削温度特征曲面等值线图

2.铣削实验结果分析

由图4-23a可知,切削温度模型拟合得也较好。从分析结果来看,切削速度对切削温度的影响最为显著;第二是切削宽度;进给量对切削力的影响次之;切削深度最小。为了验证数学模型的精确性,将实验值与计算值进行了误差计算(见图4-23b),相对误差约为3%,所以用模型预测的值与实验值相符合。

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图4-23 方差分析结果以及切削温度的对比

a)方差分析及其各因素显著性 b)切削温度的实验值与计算值之差

f=47.5mm/min和ap=10mm时切削温度与切削速度、切削宽度的关系见图4-24a,等值线见图4-24b。切削速度对切削温度的影响显著,因为切屑的变形系数ξ随着切削速度的增大而增大,还有材料本身的导热系数低,铣削中产生的大量的切削热使得切削区温度升高加快;随着切削宽度增加,切削抗力随之增大而使切削区的摩擦力变大,摩擦产生的热促使切削区温度提高;随着进给量的增加,切削厚度变大,切削面积增大也使得前刀面法向力增加,摩擦力的增大使切削热增加,但切屑平均变形系数ξ的减小也减缓了切削热增大的趋势。

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图4-24 铣削时切削温度与切削深度、进给量的特征曲面以及切削温度特征曲面等值线图

a)切削温度与切削深度、进给量的特征 b)切削温度特征曲面等值线图曲面