3. Влияние элементов режима резания на температуру

в зоне резания при точении

В зависимости от условий резания температура в зоне резания может колебаться от нескольких десятков градусов до 1000º и выше. При этом высокая температура значительно снижает износостойкость режущего инструмента.

Точное измерение температуры резания затруднено из-за сложности подвода измерительных средств к тонким поверхностным слоям инструмента, где температура максимальна. При помощи имеющихся методов температуру можно измерить косвенным или непосредственным способами.

Непосредственные методы измерения температуры являются более точными, так как позволяют получить результаты, более близкие к действительным. Одним из наиболее распространенных в настоящее время является метод естественной термопары.

Метод естественной термопары заключается в том, что в качестве разнородных электродов термопары служат материалы резца и обрабатываемой заготовки. Спаем термопары является место контакта резца со стружкой и заготовкой в процессе резания (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема измерения температуры резания методом естественной

термопары: 1 – резец; 2 – обрабатываемая заготовка; 3 – патрон; 4 – центр задней бабки;

5 – изоляция; 6 – токосъёмник; 7 – милливольтметр

В процессе резания в месте контакта резца со стружкой и заготовкой вследствие нагрева возникает термоэлектродвижущая сила (ТЭДС), которая фиксируется милливольтметром.

Для перевода показаний милливольтметра в градусы термопара тарируется. Тарирование естественной термопары производится с использованием специального приспособления, принципиальная схема которого показана на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схема приспособления для тарирования естественной термопары:

1 – основание (плита); 2 – стойка; 3 – кронштейн; 4 – электроды; 5 – регулировочный и силовой трансформаторы; 6 – материал резца; 7 – материал обрабатываемой заготовки;

8 – гальванометр; 9 – контрольная термопара

Нагрев заготовки и резца производится электроконтактным способом. При нагреве заготовки и резца контролируется температура нагрева и возникающая ТЭДС, соответствующая различным температурам нагрева.

По результатам показаний милливольтметра и контрольной термопары строится график зависимости: θ = f(E).

Лабораторная работа № 3. Исследование влияния элементов режима резания на температуру в зоне резания при точении

Цели и задачи работы – исследование влияния режимов резания и геометрии инструмента на температуру.

Изучить принцип измерения температуры при точении с использованием естественной термопары; получить практические навыки по измерению температуры в зоне резания и обработке экспериментальных данных с использованием ЭВМ, определить влияние режимов резания на температуру в зоне резания, построить графики зависимости температуры от режимов резания, произвести анализ полученных данных и сделать выводы.

Применяемое оборудование, инструменты, материал и приборы

Для выполнения работы необходимы:

• токарно-винторезный станок;

• токарные резцы, оснащенные пластинками твердого сплава (_^^_^^R=0,5 мм);

• обрабатываемый материал – заготовка  мм; длиной L = =200–300 мм;

• токосъемное устройство для снятия термо-ЭДС (ТЭДС);

• тарировочный график заданной естественной термопары;

• гальванометр (потенциометр ПП-1) с диапазоном от 0 до 50 мВ;

• установка для тарирования естественной термопары;

• тахометр.