带压开孔机切削温度对管道开孔作业的影响

带压开孔机对管道进行管道带压开孔作业时，切削温度对管道、开孔刀具以及切削的过程将产生一定范围的影响。

较高的切削温度是造成带压开孔机在管道开孔时刀具磨损的主要原因，但同时较高的切削温度对提高硬质合金刀具材料的韧性有一定的好处。这就要采取一定的措施来限定温度变化在合理的范围内，以达到更好的带压开孔效果。

从开孔刀的用料上要保证原质钢材，禁止选用铸造方式制造带压开孔刀具。虽然其制造成本占优（约为锻造和机加工成本的1/4），但失去了质量的前提，会极大地增加作业的危险性。铸造刀具具有气孔、缩孔等缺陷，造成刀具失去特有的韧性和物理机械性能，加剧了局部温度上升及应力集中现象，造成开孔刀在带压开孔过程中过早损坏并失去硬质合金刀头的包裹性能，致使带压开孔作业失败，甚至酿成重大事故。

下面简要说明一下管道带压开孔时的切削温度对带压开孔机刀具的影响

带压开孔机的刀具在钻杆转动的带动下进行顺时针旋转，当开孔刀具开如接触管道表面时，管道表面在刀具的切削作用下，切削层金属发生弹性变形和塑性变形，这是切削热的一个来源。同时，切屑与前刀面，管道壁与后刀面间消耗的摩擦功，也将转化为热能，这是切削热的又一个来源。

Q=F_CV_C

管道被开孔刀切削时的切削热由切屑、管道壁、刀具以及周围的介质传导出去。影响热传导的主要因素是工件和刀具材料的导热系数以及周围介质的状况。

切削温度一般是指切屑与前面接触区域的平均温度。

θ=C_θV_c^zθf^yθa_p^xθ

影响带压开孔刀具切削温度的主要因素，主要有管道及管件材料及管道切削量对切削温度构成影响。

1.管道材料对切削温度的影响：

1.1管道材料的硬度和强度越高，带压开孔机刀具对管道进行切削时所消耗的功就越多，由此产生的切削热也多，切削温度就越高。

1.2合金结构钢的强度普遍高于45钢，而导热系数又一般均低于45钢。所以，切削合金结构的钢管时的切削温度一般均高于切削45钢时的切削温度。

1.3不锈钢lCrl8Ni9Ti和高温合金GHl3l不但导热系数低，而且在高温下仍能保持较高的强度和硬度。所以切削这种类型的材料时，切削温度比切削其他材料要高得多。

1.4脆性金属的抗拉强度和延伸率都较小，切削过程中切削区的塑性变形很小，切屑呈崩碎状或脆性带状，与前刀面的摩擦也较小，所以产生的切削热较少，切削温度一般比切削钢料时低。

2.切削管道时，进刀量对切削温度的影响

2.1带压开孔刀具的切削速度对切削温度有显著的影响。实验证明，随着切削速度的提高，切削温度将明显上升。因此，合理地确定每一种合金刀头的转速或切割线速度是对开孔刀具的保护和较高效率地完成作业。

2.2带压开孔刀具的进给量f对切削温度也有一定的影响。随着进给量的增大，单位时间内的金属切除量增多，切削过程产生的切削热也增多，使切削温度上升。但切削温度随进给量增大而升高的幅度不如切削速度那样显著。

2.3切削深度ap对切削温度的影响很小。因为切削深度ap增大以后，切削区产生的热量虽然成正比例地增多，但因改善了散热条件，所以切削温度的升高并不明显。

总之，带压开孔刀具由于切削温度的影响，在进行带压开孔时，管道壁本身和开孔刀受热膨胀致使管道开孔的尺寸精度的要求有所降低。同时在管道带压开孔作业，开孔刀具切削管道时，管道壁、切屑和刀具吸收切削热而使温度升高。

温度的高低不仅取决于切削时产生的热量多少，还与热的传导密切相关，因此吸热多且不易散热的部位温度高。采用铸造方式制造的带压开孔机和带压开孔刀具本身在强度上有所差别，会使部件局部的热量由于气孔的存在无法传导，致使大量的热量及应力全部汇聚于此，刀具会发生变形和扭曲，从而造成刀具过早损坏，带压开孔作业失败。

因此，在选用带压开孔机时，不仅要注意带压开孔机的性能，也要严格挑选零配件，加强进货渠道的管理工作。