24. Методы измерения температуры в зоне резания

Существует несколько методов измерения температуры в зоне резания.

Ка­лориметрический метод заключается в том, что стружка собирается в калориметре с водой. Зная количество воды в калориметре, вес стружки и ее теплоемкость, можно определить среднюю температуру стружки по разности температуры воды в калориметре до, и после резания.

Метод термопары. Метод измерения температуры с помощью термопар является наиболее удобным и более широко применяется в современных исследованиях.

Метод измерения естественной термопарой наиболее прост по осуществле­нию, но для получения абсолютных значений температур требует проведения очень трудоемкой операции градирования термопары "инструмент — обраба­тываемый материал".

1- обрабатываемая заготовка, 2- резец, 3-изоляция, 4-милливольтметр.

Метод двух рез­цов. Разновидностью метода естественной термопары является "метод двух рез­цов", который сводится к резанию одновременно двумя резцами, изго­товленными из разных материалов. Этот метод позволяет исключить мучитель­ный процесс градирования термопары для каждого вида обрабатываемого мате­риала; термопара градируется один раз, и полученная градуировочная кривая используется для всех обрабатываемых материалов.

Метод искусственной термопары. Искусственной называется термопара, у которой оба элемента искусственно вводятся в инструмент или заготовку для измерения температуры. Для измерения температуры, например, при токарной обработке, в корпусе резца 1 сделано отверстие, в которое вставлена термопара 2, подключенная к показывающему прибору 3. Спай термопары регистрирует температуру в режущем клине инструмента на некотором расстоянии от передней поверхности.

а - схема измерения; б)- термопара

Метод бегущей термопары. Для наблюдения за изменением температуры контактных слоев стружки при перемещении ее по длине контакта может применяться "бегущая термопара".

Суть этого метода заключается в том, что в заготовку заделываются термопары, которые при перерезании их режущим лезвием инструмента образуют слой термопары, скользящий (бегущей) по передней и задней поверхностям.

Бесконтактный метод. Для измерения температуры применяются специальные приборы – пирометры, которые регистрируют тепловое излучение, исходящее от нагретого тела.

1 – пирометр, 2 – державка резца, 3 – режущая пластина, 4-заготовка

Температуру поверхности инструмента за пределами зоны его контакта с обрабатываемым изделием или стружкой можно определить с помощью термо­чувствительных красок, которые изменяют свой цвет при нагревании до опре­деленной температуры.

25. Пути снижения разогрева инструмента

Для снижения влияния теплоты на процесс резания используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) и смазочно-охлаждающие вещества (СОВ).

Различают следующие СОЖ:

- водные растворы минеральных электролитов, эмульсии, мыльные растворы;

- минеральные, животные и растительные масла;

- минеральные масла с добавлением фосфора, серы, хлора (сульфо- фрезолы), керосин и растворы поверхностно-активных веществ в керосине;

- масла и эмульсии с добавлением смазывающих веществ (графита, парафина, воска).

СОВ тоже могут быть различные:

- газы и газообразные вещества: СО₂, CCl₂, N₂;

- пары поверхностно-активных веществ;

- распыленные жидкости (туман) и пены;

- твердые вещества: порошки воска, парафина, петролатума, битума;

- мыльные порошки.

Чаще всего при обработке резанием применяют СОЖ, особенно водные эмульсии с добавками ингибиторов (антикоррозионных добавок). Кроме этого, существенную роль в охлаждении имеет способ подачи СОЖ в зону резания.

Способы подвода СОЖ:

-свободно падающая струя;

-по внутренним каналам инструмента;

-напорно-струйное охлаждение;

-охлаждение распылением жидкости с помощью эжекторной установки.