52. Работа и мощность при резании.

Работа резания в общем случае (в джоулях) рассчитывается по формуле: W=P_zL, где Р_z – сила резания, действующая в направлении скорости резания (Н); L – путь, проходимый режущим инструментом, м.

W = Р_zv = Р_cv_c + F_пV_п + F₃V₃

где V — скорость резания, м/мин; Рс — сила сдвига, или сила в пло­скости сдвига, Н; vс — скорость сдвига, м/мин; Fп — сила трения по передней поверхности лезвия инструмента, Н; Vп — скорость движения стружки по передней поверхности лезвия, м/мин, F₃ — сила трения по задней поверхности лезвия инструмен­та, Н; V₃ — скорость движения обработанной поверхности относи­тельно задней поверхности лезвия инструмента, м/мин: V₃ = V.

Зная силы резания, можно также определить мощность (в кило­ваттах), необходимую для резания. Ее называют эффективной, так как она не включает затраты мощности на преодоление сил тре­ния в механизмах станка.

Эффективную мощность, Вт, затрачиваемую на резание, рассчитывают по уравнению N_e=Р/60, где  - скорость резания, м/мин; Р=Р_z – сила резания, Н. С учетом КПД станка легко подсчитать и необходимую (расчетную) мощность электродвигателя: N_эл=N_e/.

53. Источники возникновения и распределения тепловых потоков в процессе резания, уравнение теплового баланса. Стационарное и нестационарное температурное поле.

В результате контактного взаимодействия и деформаций обрабатываемого материала происходит генерирование теплоты. Почти вся механическая работа, затраченная на пластическую деформацию и разрушение металла в процессе стружкообразования, составляет первый источник выделения теплоты Q₁. Работа сил трения на передней поверхности лезвия резца является вторым источником выделения теплоты Q₂. Работа сил трения по задней поверхности лезвия инструмента является третьим источником теплоты Q₃, выделяющейся при резании. Работа, затраченная на пластическую деформацию металла перед плоскостью скалывания, является четвертым источником теплоты Q_4.

Под тепловым балансом резания понимается равенство теплоты, выделяющейся в зоне резания, и теплоты, удаляемой из нее за тот же промежуток времени. Таким образом, в каждое мгновение при резании должно иметь место равенство приходной и расходной частей: Q₁+Q₂+Q₃+Q₄=q₁+q₂+q₃+q₄+q₅. – ур. Теплового баланса.

54. Искусственная и полуискусственная термопара.

Суть термопара заключается в том, что если в точках 1 и 2 соединить два металлических проводника А и Б разного химического состава, то при условии, что температура в точке 1 больше тем. В точке 2, в замкнутой цепи появляется электродвижущая сила Е_АБ=к(ϴ₁-ϴ₂), пропорциональная разница температур.

В области резания металлов стандартные хромель-алюмелевые и хромель-копелевые термопары принято называть искусственными термопарами; В отверстие, просверленное в корпусе резца, вставлялась термопара. Просверливая отверстия в разных местах корпуса, можно последовательно одной или одновременно несколькими термопарами измерять температуру в разных точках быстрорежущих пластинок разной толщины и составить по результатам измерения температурное поле режущей части резца. Измерение достаточно точное.

Образование из копелевой или константановой проволоки и инструментального или обрабатываемого металла – полуискусственными термопарами; Одним термоэлектродом этой термопары является продетая через отверстие, просверленное в резце, проволока из копеля или константана. От корпуса резца проволока изолируется. Вторым термоэлектродом служит быстрорежущая пластинка. Оба термоэлектрода взаимно соприкасаются(свариваются) в точке, образуя рабочий (горячий) конец термопары. Чтобы не возникла паразитные термопары, вызванные прогревом быстрорежущей пластинки при резании по всей ее длине, в второй точке приваривается удлинительный провод из быстрорежущей стали той же марки, что и сама пластинка. Термоэлектродвижущая сила, фиксируемая этим прибором, пропорциональна температуре точке 1 рабочего спая термоэлектродов 1 и 2.