3.Экспериментальные методы определения температуры резания

3.1. Измерение температуры резания методом естественной термопары

Экспериментальные методы изучения тепловых процессов при резании широко используются на практике благодаря своей простоте и надёжности.

С помощью термопар, например, определяют температурное поле режущего инструмента, закон распределения температуры на передней и задней поверхностях инструмента и др.

На рис.3.1 представлена схема измерения температуры резания методом естественной термопары.

Рис. 3.1. Схема измерения температуры резания методом естественной термопары

Метод естественной термопары или, как его ещё называют, метод естественно образующейся термопары применяется для измерения средней температуры контактных поверхностей инструмента и заготовки. Эту температуру часто называют температурой резания.

Проводниками термопары в данном случае являются заготовки 1 и резец (режущая пластина) 2, которые изолированы от станка с помощью прокладок 5 из диэлектрика. Горячим спаем термопары является скользящий контакт резца с заготовкой и стружкой. Холодные спаи – торцы заготовки и резца. Возникшая, при резании между заготовкой и резцом, ТЭДС измеряется при помощи электроизмерительного прибора милливольтметра 4. Цепь замыкается при помощи присоединительных проводов 6 и токосъёмника 3, который замыкает электрическую цепь с вращающейся заготовкой.

Для повышения точности измерения температуры необходимо уменьшить или исключить влияние паразитных термопар в замкнутой цепи. Так, при нагреве токосъёмника 3 за счёт трения в скользящем контакте в нём возникает паразитная ТЭДС. Для уменьшения трения в токосъёмнике его неподвижный контакт выполнен в виде заострённого стержня, соприкасающегося с серединой торца вращающегося изолированного от станка диска.

Между режущей пластиной и державкой резца 2 за счёт прогрева места их контакта при резании также возможно возникновения паразитной ТЭДС.

Однако, при кратковременном резании в эксперименте (4-5 с.) влияние паразитной термопары несущественно. При более продолжительном резании паразитную ТЭДС в резце можно уменьшить за счёт увеличения размеров режущей пластины или за счёт применения заострённого щупа, изготовленного из того же материала, что и режущая пластина. Причём, во избежание прогрева щупа контакт его с режущей пластиной следует производить только в момент.

3.2 Измерение тепловых потоков

Экспериментальные методы изучения тепловых явлений при резании широко используются на практике благодаря своей простоте и надёжности.

Кроме того, экспериментальные методы служат для проверки основных положений теоретических методов.

Однако аналитические методы имеют преимущество по сравнению с экспериментальными, т.к. получение зависимости более понятны и доступны, в связи с тем, что имеют определённый физический смысл.

Калориметрический метод