帶壓開(kāi)孔機(jī)切削溫度對(duì)管道開(kāi)孔作業(yè)的影響

帶壓開(kāi)孔機(jī)對(duì)管道進(jìn)行管道帶壓開(kāi)孔作業(yè)時(shí)，切削溫度對(duì)管道、開(kāi)孔刀具以及切削的過(guò)程將產(chǎn)生一定范圍的影響。

較高的切削溫度是造成帶壓開(kāi)孔機(jī)在管道開(kāi)孔時(shí)刀具磨損的主要原因，但同時(shí)較高的切削溫度對(duì)提高硬質(zhì)合金刀具材料的韌性有一定的好處。這就要采取一定的措施來(lái)限定溫度變化在合理的范圍內(nèi)，以達(dá)到更好的帶壓開(kāi)孔效果。

從開(kāi)孔刀的用料上要保證原質(zhì)鋼材，禁止選用鑄造方式制造帶壓開(kāi)孔刀具。雖然其制造成本占優(yōu)（約為鍛造和機(jī)加工成本的1/4），但失去了質(zhì)量的前提，會(huì)極大地增加作業(yè)的危險(xiǎn)性。鑄造刀具具有氣孔、縮孔等缺陷，造成刀具失去特有的韌性和物理機(jī)械性能，加劇了局部溫度上升及應(yīng)力集中現(xiàn)象，造成開(kāi)孔刀在帶壓開(kāi)孔過(guò)程中過(guò)早損壞并失去硬質(zhì)合金刀頭的包裹性能，致使帶壓開(kāi)孔作業(yè)失敗，甚至釀成重大事故。

下面簡(jiǎn)要說(shuō)明一下管道帶壓開(kāi)孔時(shí)的切削溫度對(duì)帶壓開(kāi)孔機(jī)刀具的影響

帶壓開(kāi)孔機(jī)的刀具在鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)的帶動(dòng)下進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)開(kāi)孔刀具開(kāi)如接觸管道表面時(shí)，管道表面在刀具的切削作用下，切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形，這是切削熱的一個(gè)來(lái)源。同時(shí)，切屑與前刀面，管道壁與后刀面間消耗的摩擦功，也將轉(zhuǎn)化為熱能，這是切削熱的又一個(gè)來(lái)源。

Q=F_CV_C

管道被開(kāi)孔刀切削時(shí)的切削熱由切屑、管道壁、刀具以及周圍的介質(zhì)傳導(dǎo)出去。影響熱傳導(dǎo)的主要因素是工件和刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)以及周圍介質(zhì)的狀況。

切削溫度一般是指切屑與前面接觸區(qū)域的平均溫度。

θ=C_θV_c^zθf^yθa_p^xθ

影響帶壓開(kāi)孔刀具切削溫度的主要因素，主要有管道及管件材料及管道切削量對(duì)切削溫度構(gòu)成影響。

1.管道材料對(duì)切削溫度的影響：

1.1管道材料的硬度和強(qiáng)度越高，帶壓開(kāi)孔機(jī)刀具對(duì)管道進(jìn)行切削時(shí)所消耗的功就越多，由此產(chǎn)生的切削熱也多，切削溫度就越高。

1.2合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度普遍高于45鋼，而導(dǎo)熱系數(shù)又一般均低于45鋼。所以，切削合金結(jié)構(gòu)的鋼管時(shí)的切削溫度一般均高于切削45鋼時(shí)的切削溫度。

1.3不銹鋼lCrl8Ni9Ti和高溫合金GHl3l不但導(dǎo)熱系數(shù)低，而且在高溫下仍能保持較高的強(qiáng)度和硬度。所以切削這種類型的材料時(shí)，切削溫度比切削其他材料要高得多。

1.4脆性金屬的抗拉強(qiáng)度和延伸率都較小，切削過(guò)程中切削區(qū)的塑性變形很小，切屑呈崩碎狀或脆性帶狀，與前刀面的摩擦也較小，所以產(chǎn)生的切削熱較少，切削溫度一般比切削鋼料時(shí)低。

2.切削管道時(shí)，進(jìn)刀量對(duì)切削溫度的影響

2.1帶壓開(kāi)孔刀具的切削速度對(duì)切削溫度有顯著的影響。實(shí)驗(yàn)證明，隨著切削速度的提高，切削溫度將明顯上升。因此，合理地確定每一種合金刀頭的轉(zhuǎn)速或切割線速度是對(duì)開(kāi)孔刀具的保護(hù)和較高效率地完成作業(yè)。

2.2帶壓開(kāi)孔刀具的進(jìn)給量f對(duì)切削溫度也有一定的影響。隨著進(jìn)給量的增大，單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量增多，切削過(guò)程產(chǎn)生的切削熱也增多，使切削溫度上升。但切削溫度隨進(jìn)給量增大而升高的幅度不如切削速度那樣顯著。

2.3切削深度ap對(duì)切削溫度的影響很小。因?yàn)榍邢魃疃?/span>ap增大以后，切削區(qū)產(chǎn)生的熱量雖然成正比例地增多，但因改善了散熱條件，所以切削溫度的升高并不明顯。

總之，帶壓開(kāi)孔刀具由于切削溫度的影響，在進(jìn)行帶壓開(kāi)孔時(shí)，管道壁本身和開(kāi)孔刀受熱膨脹致使管道開(kāi)孔的尺寸精度的要求有所降低。同時(shí)在管道帶壓開(kāi)孔作業(yè)，開(kāi)孔刀具切削管道時(shí)，管道壁、切屑和刀具吸收切削熱而使溫度升高。

溫度的高低不僅取決于切削時(shí)產(chǎn)生的熱量多少，還與熱的傳導(dǎo)密切相關(guān)，因此吸熱多且不易散熱的部位溫度高。采用鑄造方式制造的帶壓開(kāi)孔機(jī)和帶壓開(kāi)孔刀具本身在強(qiáng)度上有所差別，會(huì)使部件局部的熱量由于氣孔的存在無(wú)法傳導(dǎo)，致使大量的熱量及應(yīng)力全部匯聚于此，刀具會(huì)發(fā)生變形和扭曲，從而造成刀具過(guò)早損壞，帶壓開(kāi)孔作業(yè)失敗。

因此，在選用帶壓開(kāi)孔機(jī)時(shí)，不僅要注意帶壓開(kāi)孔機(jī)的性能，也要嚴(yán)格挑選零配件，加強(qiáng)進(jìn)貨渠道的管理工作。