Метод полуискусственной термопары.

Метод также предложен Я.Г Усачевым и заключается в том, что одним из элементов термопары служит сам резец. В просверленное в резце отверстие вводится константановая проволока, которая выводится на переднюю или заднюю поверхность, где и расклепывается (рис. 4.9, б). B просверленном отверстии (диаметром примерно 1мм) проволока изолируется. Метод полуискусственной термопары дает более надежные результаты, чем искусственной, но имеет примерно те же недостатки. Кроме того, для перевода показаний гальванометра (милливольтметра) в градусы Цельсия требуется тарировка для каждой пары материалов детали и проволоки, образующих термопару.

Метод естественно - образующейся термопары.

Метод, предложенный Е. Гербертом и К. Готвейном в 1925 г., является более простым и совершенным. Он основан на том, что в процессе резания в месте соприкосновения передней поверхности с поверхностью резания естественным путем создаются термопары, электродами которых являются материал обрабатываемой детали и материал режущей части инструмента (рис.4.9, в). Если обрабатываемую деталь и инструмент включить в замкнутую электрическую цепь, изолировав заготовку и инструмент, то величина термоэлектродвижущей силы, регистрируемая милливольтметром, будет пропорциональна на температуре резания.

Метод позволяет измерить среднюю контактную температуру на передней и задней поверхности инструмента:

Преимущества метода:

1. легко осуществим для любого инструмента;

2) высокая точность измерения.

К недостаткам относятся:

1. необходимость тарировки показаний милливольтметра (построение тарировочных, т.е. переводных графиков) для каждой пары материалов детали и инструмента;

2) невозможность измерения температуры в отдельных точках инструмента.

Кроне приведенных, имеется целый ряд других методов измерения температуры с помощью различных термопар.

Помимо экспериментальных, при изучении тепловых явлений при резании применяются также методы моделирования и аналитические методы. Все методы дополняют и контролируют друг друга.

3. Зависимость температуры резания от параметров

режима резания.

Температура резания зависит от мощности источников образования тепла и интенсивности стоков тепла в деталь и инструмент. При резании определенного материала температура резания растет с увеличением скорости резания и размеров срезаемого слоя.

Однако их влияние на температуру резания неодинаково. На основании измерении получена формула, связывающая температуру резания Θ с толщиной а, шириной b срезаемого слоя и скоростью резания V.

.

Коэффициент С_Θ в формуле зависит от рода и механических свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров инструмента, применяемой смазочно-охлаждающей жидкости др. факторов, остающихся постоянными.

При любых видах обработки

m > n > q

m = 0,4 ... 0,6

n = 0,2…0,3

q = 0,05…0,15

To есть, на температуру резания оказывает наибольшее влияние скорость резания, затем толщина срезаемого слоя. При одинаковой площади срезаемого слоя. При одинаковой площади срезаемого слоя F = сb для снижения температуры резания следует работать с большим b и меньшим а, или с меньшим отношением .

Например, пусть .

Тогда .

Так как n > q, то n-q >0 и .

Следовательно, Θ₁< Θ.

Указанное положение можно объяснить следующим. Количество тепла, выделяемого в обоих случаях, приблизительно можно считать одинаковым. Однако в 1 - м случае оно отводится через площадку длиной (измеренной вдоль главной режущей кромки) b, а во втором - 2b. Поэтому теплоотвод во втором случае будет интенсивнее и температура резания ниже.

Подставляя выражения физических параметров через технологические

в формулу температуры резания, получим

или

.

Анализируя полученную формулу, можно сделать следующие выводы:

1. Подача и глубина резания влияют на температуру резания в той же степени, что соответственно толщина и ширина срезаемого слоя.

2. Для снижения температуры резания при заданной площади срезаемого, слоя необходимо работать с возможно меньшим отношением .

3. При заданной глубине резания и подаче температуру резания можно уменьшить, уменьшая главный угол в плане φ, (ибо n-q > 0).

Поскольку интенсивность влияния скорости на температуру резания больше, чем параметров сечения срезаемого слоя (m > n >q), то для снижения температуры резания при постоянном объеме срезаемого металла в единицу времени

мм³/мин,

следует увеличить сечение срезаемого слоя и уменьшить в то же число раз скорость резания.

Применение СОЖ, охлаждая стружку, а главное инструмент и деталь, интенсифицирует отвод тепла и снижает температуру резания. Краю того, снижение температуры происходит за счет уменьшения сил трения на контактных поверхностях и снижения энергии, затрачиваемой на резание, а следовательно и количества тепла, выделяемого в зоне резания.

Поэтому применение COЖ позволяет повысить режимы резаная (например, скорость резания), а, следовательно, и производительность процесса.