Лекция 5

План лекции

4.7.Температура резания.

4.7.1.Понятие о температуре резания.

4.7.2.Способы измерения температуры резания.

4.7.3.Зависимость температуры резания от параметров режима резания.

4.8. Изнашивание инструментов в процессе работы.

4.8.1. Физическая природа изнашивания инструмента.

4.8.2. Внешнее проявление изнашивания инструмента.

4.8.3. Нарастание износа за время работы инструмента.

4.8.4. Критерии износа.

4.7. Температура резания.

1. Понятие о температуре резания.

В различных точках контакта на передней поверхности инструмента температура не одинаковая. Максимальная температура соответствует точке лежащей приблизительно на половине ширины площадки контакта стружки с передней поверхностью. К режущей кромке и концу площадки температура убывает. На площадке контакта задней поверхности с поверхностью резания температура распределяется также неравномерно.

Поэтому под температурой резания принимают среднюю температуру, установившуюся в процессе резания на поверхности контакта инструмента со стружкой и поверхностью резания.

Высокая температура резания может приводить к структурным изменениям инструментального материала на контактных поверхностях, потере твердости и интенсивному износу. Поэтому температура резания, в первую очередь зависящая от скорости резания, ограничивает производительность процесса резания.

Очевидно, температура резания в определенных границах может оказывать и положительное влияние на процесс резания, снижая коэффициента трения и силы резания.

2. Способы измерения температуры резания.

Для измерения температуры и распределения тепла используются различные методы:

1) калориметрические,

2) термоэлектрические,

3) пирометрические,

4) микроструктурные,

5) термокрасок и др.

Наибольшее распространение получили термоэлектрические методы, основанные на применении термопар различных типов.

Рис. 4.9. Схема измерения температуры резания термопарами: а) искусственной; б) полуискусственной; в) естественной.

Метод искусственной термопары.

Искусственную термопару впервые применил для измерения температуры рабочей части резца русский ученый Я.Г. Усачев. Для этого в резце (рис. 4.9, а) просверливалось отверстие диаметром ~ 1,5 мм, не доходящей до контактной поверхности в заданной ее точке примерно на 0,5 мм. В отверстие вставлялось изолированная термопара медь – константан. Тепло, попадающее в данную точку резца, нагревает силой термопары, в результате чего в ее цепи возникает термоэлектродвижущая сила, которая регистрируется гальванометром, проградуированным на температуру.

Преимуществами метода являются:

1. возможность измерения температуры в различных точках контакта на передней и задней поверхностях;

2. возможность использования стандартной температуры с известными термоэлектрическими характеристиками.

К недостаткам метода относятся:

1. измеряется не действительная температура на контактной поверхности, а заниженная (~ на 50…80⁰ С), т.к. измерение производится на некотором расстоянии от поверхности;

2. при долговременном резании вследствие износа инструмента расстояние между спаем термопары и контактной поверхностью сокращается, что приводит к непрерывному повышению температуры;

3. практически можно применять только при не вращающемся инструменте.