ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теоретическое исследование температуры резания из "Резание металлов " Потери теплоты от конвекции и раДиации в процессе резания ничтожно малы, невелико количество теплоты, уходящей в деталь, так как стружка весьма быстро формируется в зоне резания и столь же быстро проходит зону контакта с резцом. Однако теплота, поглощаемая изделием из жаропрочных сталей и сплавов, резко возрастает и при малых скоростях резания может достичь 35—45% всей теплоты. [c.127] Пренебрегая работой трения по задним граням инструмента (которая мала при достаточно острой режущей кромке и большом заднем угле), можно полагать, что подавляющее количество теплоты должно сосредоточиваться в стружке. Опыты Н. Н. Савина, Я Г. Усачева, С. С. Можаева и др., определявших количество теплоты в стружке калориметрическим методом, показали, что в зависимости от скорости резания, глубины резания и подачи при обработке конструкционной стали в стружке содержалось 60—80% всей теплоты резания, а при скоростных режимах резания — свыше 90%. [c.127] Следовательно, наиболее высокая температура — температура резания — должна наблюдаться в стружке в зоне контакта ее с передней поверхностью инструмента, так как здесь концентрируется наибольшее количество теплоты, образующейся в результате деформации стружки и трения ее по передней поверхности резца. [c.127] А — глубина, на которую проникает теплота трения за время т. [c.129] Суммируя температуры деформации стружки и трения ее по передней поверхности инструмента, получим температуру резания, т. е. среднюю температуру на площади контакта стружки и инструмента. [c.129] Формула (117) показывает закономерность изменения температуры резания в зависимости от разных факторов. На основе ее построены графики изменения составляющих температур резания в зависимости от скорости резания для минералокерамического (фиг. 102, а) и для твердосплавного резцов (фиг. 102, б). Как видим, с увеличением скорости резания уменьшается температура деформации, но возрастает температура трения. В результате температура резания поднимается, но в значительно меньшей степени, чем сама скорость. [c.129] Вместе с тем замечаем, что при одних и тех же условиях температура резания получается более высокой при работе минералокерамическим резцом (кривая 2 сравнительно с твердосплавным (кривая /), что подтверждается практикой (фиг. 103). [c.129] Обрабатываемая деталь нагревается в основном теплотой деформации. Очевидно, температура детали должна уменьшаться с увеличением скорости резания, поскольку при этом уменьшается (фиг. 102). Подобный вывод подтверждается на практике при работе острым резцом в нормальных условиях. Однако по мере затупления резца и значительного уменьшения заднего угла а и угла в плане ф положение меняется. В последнем случае с увеличением силы трения заметно растут работа и теплота трения по задней поверхности резца и поэтому температура детали повышается с увеличением скорости резания v. На фиг. 104 показано изменение температуры детали при фрезеровании резьбы вращающимся резцом (вихревое нарезание). Замечаем неизменное повышение температуры детали по мере затупления резца. [c.131] Вместе с тем температура обрабатываемой детали уменьшается с увеличением подачи s. Это вполне закономерно, так как с увеличением S сила трения на задней поверхности резца остается почти неизменной, но вместе с тем при определенной длине детали сокращается относительный путь резца (время обработки) и, следовательно, уменьшается работа силы резания. [c.131] Резниковым по опытным данным других исследователей [37 ]. Линии постоянных температур (изотермы) в стружке расположены параллельно поверхности сдвига, а у резца почти концентрично вокруг режущей кромки. В этом случае согласно теории теплопроводности тепловые потоки должны быть направлены нормально изотермам в схеме они показаны соответствующими кривыми со стрелками. [c.131] Любопытно, что нагрев державки с малотеплопроводной режущей пластиной из твердого сплава и особенно минералокерамики происходит не только посредством контактной передачи тепла от пластины к державке, но и в значительной степени через лучеиспускание от стружки и поверхности резания, перемещающихся мимо резца и передающих ему часть теплоты. Это имеет существенное значение для стойкости режущего инструмента и точности обработки детали, зависящей от температурной деформации резца. [c.132] На фиг. 106 показаны. кривые температурного удлинения минералокерамического резца при обработке стали 0ХН4М. Можно заметить значительное уменьшение деформации резца с удалением режущей кромки от державки резца или при изоляции задней поверхности резца. [c.132] При весьма низкой температуре всего изделия и больших скоростях резания все же тонкий слой его обработанной поверхности может иметь достаточно высокую температуру, способную изменить структуру этого слоя. Поэтому, назначая режим резания, необходимо учитывать последующую чистовую обработку, при которой будет удален поврежденный слой детали. [c.133] Следует отметить, что теоретический расчет температуры резания встречает значительные трудности, так как в соответствующих расчетных формулах независимые переменные являются в действительности взаимозависимыми параметрами. Так, теплоемкость с увеличивается, а теплопроводность к уменьшается с возрастанием температуры. Длина контакта стружки и резца уменьшается с увеличением скорости резания, но заметно растет по мере износа резца и образования лунки на передней поверхности резца. [c.133] Значения постоянных коэффициентов (а , Хц) также изменяются в зависимости от различных факторов. К этому надо добавить, что температура резания зависит и от вида процесса резания при несвободном резании резец нагревается больше, чем при свободном резании. Поэтому для расчета температуры резания чаще пользуются эмпирическими формулами, показывающими закономерности изменения температуры резания в зависимости от различных факторов и справедливыми в определенных границах и условиях. [c.133] Вернуться к основной статье