Машиностроение \ Основы резания металлов

Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 16

Взаимосвязь угла сдвига с режимами и температурой резания может быть установлена из формулы (147). Подставляя приведенные выше приближенные выражения для функции в формулу (147) и решая относительно В, получим:

при 

              (168)

при

               (169)

при

                 (170)

Анализ формул приводит к выводу, что влияние температуры резания  должно рассматриваться во взаимосвязи с влиянием режимов резания v, a1 и b1, т. е. с учетом безразмерных комплексов Ре, Е и D, в которые входят эти режимы обработки. Рациональным режимам резания соответствуют формулы (169) и (170), которые мало отличаются между собой и дают практически одинаковые результаты.

ГЛАВА   II

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ

Расчетное определение обрабатываемости материалов резанием связано прежде всего с установлением теоретической зависимости скорости резания (производственная характеристика обрабатываемости) от различных технологических факторов  физико-механических свойств материалов инструмента и детали. Эта зависимость должна помогать осуществлять выбор рациональных режимов резания в каждом конкретном производственном случае с учетом требуемых показателей стойкости инструмента, производительности обработки, точности и качества пoверхностного  слоя.

Теоретическая зависимость для скорости резания (уравнение обрабатываемости) может быть получена из уравнения баланса механической и тепловой энергий, развивающихся при осуществлении процессов резания. Поэтому ниже рассматриваются вопросы, связанные с определением на основе ранее выполненных исследований [40] отдельных составляющих уравнения баланса энергий.                   

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ, УХОДЯЩЕЙ В СТРУЖКУ  

Теплота стружки определяется суммой двух слагаемых:

Qc=Qc.д+Qc.т (171)

Где Qc.д—теплота первичных пластических деформаций, перешедшая из плоскости сдвига АВ в стружку, Дж/с; Qc.т—теплота трения, перешедшая в стружку с передней контактной  площадки инструмента, Дж/с.

Для тепловых потоков Qc.д и Qc.т. получены выражения

             (172)

где                


(173)

где

Подставляя выражения (172) и (173) в равенство (171), получаем общее уравнение для Qc в виде

(174) С учетом формулы (56) имеем

(175)

Уравнение (175) показывает, что количество тепла, уходящего из зоны резания со стружкой, возрастает с увеличением прочности обрабатываемого материала τр сечения среза a1b1, скорости резания v и уменьшается при снижении усадки стружки (увеличении В). Заметим, что с учетом формул (18) и (19) все величины, входящие в выражение (175), известны до опыта, и это позволяет определять Qc теоретическим путем. Из уравнения (175) специальным анализом получено также упрощенное выражение для Qc включающее в себя температуру резания 6:

 (176)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ, УХОДЯЩЕЙ В ДЕТАЛЬ

Теплота детали определяется суммой двух слагаемых;

Qд=Qд.д+Qд.т  (177)

где Q Д,Д —теплота первичных пластических деформаций, перешедшая Qд.д из плоскости сдвига АВ в деталь, Дж/с; Qд.т—теплота трения и пластических деформаций, перешедшая в деталь с задней контактной площадки инструмента, Дж/с.


Для тепловых потоков Qд.д и Qд.т получены    выражения:

    (178)

где

(179)

Подставляя выражения   (178)   и   (179)   в  равенство   (177) получим общее уравнение для Qд в виде

             

(180)

С учетом формулы (56) имеем

(181)

Уравнение (181) показывает, что количество теплоты, уходящей из зоны резания в деталь, также возрастает с увеличением параметров τ, a1, b1, и v но влияние v на Qд меньше, чем на Qc так как критерий  входит также в знаменатель первого слагаемого скобки со степенью 0,5. На величину Qд  оказывают также влияние критерии М и Е, характеризующие геометрию зоны резания и режущей кромки инструмента.

Приближенная формула для полученная из уравнения (181), имеет вид Qд

(182)

Уравнение для Qд включающее в себя температуру резания; θ имеет вид [41]

 (183)

где m=0,825; n=0,35; Pe<=10;

m=1,10; n=0,35; 10<=Pe<=50;

m=0,52; n=0,425; Pe>=50;

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ, УХОДЯЩЕЙ В РЕЗЕЦ

Теплота резца определяется суммой двух слагаемых:

Qp=Qp.п+Qр.з(184)

где Qp.п—теплота, поступающая в резец    через    контактную площадку АС=l его передней поверхности, Дж/с; Qр.з —теплота, поступающая в резец через контактную площадку его задней поверхности, Дж/с.

Для тепловых потоков Qp.п и Qр.з получены на основе использования теории действительных (сплошные линии) и фиктивных (штриховые линии) неподвижных источников тепла (рис. 21) следующие выражения:

(185)

Рис  21. Схема к расчету количества теплоты, уходящей в резец

Скачать файл