传热学在机械制造方面的应用(共6页).docx

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传热学在机械制造方面的应用
[摘要]：传
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 (3) 农业机械是指在作物种植业和畜牧业生产过程中，以及农、畜产品初加工和处理过程中所使用的各种机械。各种机械的研发设计都离不开《工程热力学与传热学》这一门学科。 
传热学是研究热量传递规律的一门学科，而机械设计制造及使用的过程中与传热几乎是形影不离的，我们通过机械设备把其他形式的能量转化成我们需要的运动或者动力，但最终那些能量还是要变成热量散失到环境中去，当然少不了传热学中所讲的三种方式：对流换热、导热和辐射换热。
机械材料制备中与传热学关系密切 
机械材料制备[5]中与传热学关系密切。从机械制造的毛坯开始，金属、非金属等等各种材料中没有那几种是可以直接拿过来用的，以应用最广泛的铸造来说，浇注过程中的温度控制和铸件冷却过程中的热量传递直接影响了铸件内部晶相组织的结构和相应的切削加工性能与使用性能，以及铸件的表面质量高低。工件温度场的测算和控制，不同工作条件、不同材料性质及几何形状对工件温度场变化的影响，工艺中缺陷的分析和防止，无不受到热量传递规律的制约。 
机械设备使用中的传热问题 
机械设备使用中的传热问题也是不容忽视的。在机械结构中，摩擦做功产生的热量的散失是影响机械系统使用性能的主要来源，当系统由于温度过高导致零件产生膨胀变形，使尺寸精度降低，从而影响了零件之间的配合关系，在机床中则使系统精度降低，影响工件加工精度。在液压系统中传热问题更为显著。液压油在系统中与管路的摩擦产生的热量如果不及时散失，不仅使传动精度降低，液压油变质，严重者将使系统瘫痪，使设备存在安全隐患。
传热学通过分析不同条件下物体中温度分布和热量传递规律，以及不同材料的传热特点，并在热加工工艺和系统设计中合理利用，在保证工艺实施，提高产品质量和产量等方面起着关键作用。
[6]中的散热问题也是限制制造业发展的重要因素。 
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金属切削刀具的散热问题与刀具的强度决定了刀的使用寿命和被加工表面的质量与加工精度。金属切削加工时，材料弹性和塑形变形做的功以及前后刀面与工件表面的摩擦做功产生的热量都需要通过切屑、工件、刀具和周围介质散失到环境中，而切削刃的磨损情况与散热的快慢最为密切。当工件材料或者刀具材料的导热系数大时，切削区散热良好，刀具的磨损减轻，使用寿命较长，反之，刀具因温度过高发生组织性能转变，磨损加剧，因而需要使用不同的切削液来加快散热，延长刀具寿命。同时，刀具的散热影响了切削用量的选择，进而影响加工表面的质量，通过对刀具切削区温度场建立传热模型进行分析，可以更合理的设计刀具结构和选择切削量，从而提高零件的加工精度，这方面在超精密加工中显得尤为重要。