31. Влияние различных факторов на температуру

резания:

1) Элементы режима резания:

(1)

С_θ- коэффициент кот. учитывает свойства материала детали и инструмента;

x- показатель степени кот. Характеризует влияние скорости резания на температуру резания;

z- показатель степени, кот. Характеризует влияние глубины резания на температуру резания.

(2)

(3)

C увеличением скорости подачи и глубины резания, температура резания увеличивается. Причины: а) с увеличением скорости резания по ур-ю (3) увеличивается общее количество теплоты Q, кот. образуется в процессе резания;

б) с увеличением глубины резания и подачи, увеличивается сила P_z и по ур-ю (3) увеличивается Q.

–всегда

Если скорость увеличим в 2 раза, то температура резания увеличится меньше чем в 2 раза.

Зона скоростей, где используется твердосплавной инструмент.

x<1, т.к. в V диапазоне с увеличением скорости,

уменьшается K и P_z, в результате замедляется рост Q.

Рассмотрим влияние t и S.

Площадь контакта на задней поверхности резца f_зп=AB*h_з.

AB- активный участок главной режущей кромки.

Площадь контакта на передней поверхности равна f_пп=AB*C.

C- ширина контакта стружки с передней поверхностью резца.

При увеличении t резания в 2 раза, площадь f_пп и f_зп увеличиваются в 2 раза, за счёт увеличения AB.

При увеличении S в 2 раза, f_зп не изменяется, а f_пп увеличивается на 30-40%, за счёт увеличения С.

С увеличением площади контакта, увеличивается теплоотвод из зоны резания, что приводит к понижению температуры резания.

2) Геометрия инструмента. Второй закон резания металлов.

С точки зрения тепловой напряжённости в процессе резания выгоднее увеличивать глубину резания, а не подачу.

Геометрия инструмента: φ,γ,R.

С увеличением радиуса, температура уменьшается, т.к. увеличивается площадь контакта на передней и задней поверхности инструмента, и увеличивается теплоотвод из зоны резания.

При увеличении R, можно добиться повышения v в 2 раза при постоянной температуре.

С увеличение угла φ, температура растёт, т.к. уменьшаютсяB, f_пп и f_зп, следовательно и теплоотвод.

При постоянной скорости v₁? C увеличением угла резания , температура растёт, т.к. увеличиваетсяK,P_z и по ур-ю (3) растёт Q.

3) Инструментальные материалы.

Инструментальные материалы влияют на температуру через теплопроводность. Чем выше теплопроводность, тем выше теплоотвод и ниже температура резания.

Матер. Инстр.	ЦМ332	Р18	Е15К6	BK8	Алмаз
λ	0,01	0,07	0,065	0,14	0,35

При обработке твердых сплавов ВК8, температура резания ниже по сравнению с Т15К6, т.к. у ВК8 выше теплопроводность и больше теплоотвод из зоны резания.

При точении алмаза при v=300 м/мин, температура резания равна 300-400 градусов., т.к. алмаз имеет высокую теплопроводность.

4) Материал детали.

Материал детали влияет на температуру резания двумя путями:

1. через прочность материала детали. Чем выше прочность, тем меньше ширина контакта стружки с передней поверхностью С. Уменьшение площади контакта приводит к уменьшению теплоотвода на поверхности резца.

Пример: обрабатывают сталь ХВГ, термообработанную на различную твёрдость.

(4)

По Ур-ю (4) твёрдость материала детали оказывает большее влияние на температуру по сравнению со скоростью.

С увеличением твёрдости до 63HRC, температура увеличивается на 2,1 раза. Причина: уменьшение С в 5 раз.

5) СОЖ.

1- обработка без СОЖ;

2- обработка с охлаждением распылёнными жидкостями;

3- обработка с поливом СОЖ.

За счёт применения СОЖ можно повысить скорость резания на 10-15%. При использовании быстрорежущего инструмента обработку ведут с использование СОЖ. При правильном выборе СОЖ, стойкость инструмента можно повысить до 5-10 раз.