Машиностроение \ Основы резания металлов

Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 10

Введем обозначение отношения тепловых   потоков    в виде  

С учетом выражений (84) и (85) получим

                                 (86)

Пусть, тогда Здесь |n— часть,   которую Qc.n составляет от общей теплоты трения Qn.

Так как                  то

                                                                     (87)

где b0 определяется из выражения (86).

Выражениями (84) и (85) при определении Qc.n и Qpn пользоваться неудобно, так как они включают в себя температуру

Используя формулы (82), (86) и (87), получим следующие более простые выражения для Qc.n и Qp.n:

                                               (88) 

                                         (89)

Для средних удельных тепловых потоков, являющихся следствием выделения теплоты трения на передней поверхности инструмента, с учетом формулы (31) получим

                                        (90)

                                        (91)

Формулы (88) — (91) учитывают лишь теплоту трения, выделяющуюся на контактной площадке b1l и не учитывают теплоту, выделяющуюся в условной плоскости сдвига АВ.


ТЕМПЕРАТУРА НА ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ИНСТРУМЕНТА

Если подставить в равенство (83) значения Qn, Qc.n и Qp.n, определяемые соответственно выражениями (82), (84) и (85), то, решая полученное уравнение относительно максимальной температуры трения , получим после ряда сокращений

                            (92)

Формула (92) показывает, что максимальная температура трения на передней поверхности инструмента возрастает с увеличением прочности обрабатываемого материала режимов резания Ре и уменьшается при увеличении теплопроводности обрабатываемого материала , тангенса угла наклона условной плоскости сдвига B, т. е. при снижении величины усадки стружки.

Суммарная контактная температура на передней поверхности равна сумме максимальной температуры , а пластических деформаций в условной плоскости сдвига и переменной вдоль передней поверхности температуры трения и вторичных пластических деформаций ,т. е.

                                   (93)

Для переменной температуры получены следующие уравнения [40, 41]: при  

                                           (94)

при  

                      (95)

где х — переменная координата вдоль передней поверхности инструмента.

Выражение (95) представляется более простой политропической зависимостью [41]

                                                           (96)


Подставляя выражения (94) и (96) в равенство (93), получаем следующие уравнения для суммарной переменной контактной температуры на передней поверхности инструмента:

                                     (97) , (98)

где  —отношение температур, для    которого    с помощью формул (56) и (92) получено выражение

                       (99)

Максимальная контактная температура на передней поверхности имеет место в точке M(x=l0), т. е. в конце зоны пластического контакта, и выражается уравнением ,                                                                                        (100)

Температура в точке С — месте отрыва стружки от передней поверхности инструмента при  (x=l=2l0)  определяется по формуле

                               (101)

Результаты расчетов контактной температуры на передней поверхности резца, выполненных   по уравнениям    (97)  и (98) представлены на рис, 16.

При обработке сталей и сплавов изменяется отношение температур при различных значениях l0, l, В, Ре. Это будет вызывать Изменение степени крутизны кривой   и расположение точки М с максимальной температурой относительно режущей кромки инструмента.

Характер кривой   достаточно хорошо согласуется с подобными зависимостями, полученными теоретическим и экспериментальным


 


Рис. 16. Характер изменения относительной контактной температуры на передней  при поверхности инструмента путем другими исследователями [22, 37]. Представляет интерес определение средних температур на участках l0, l-l0 и l передней поверхности инструмента. Введем обозначения:  — средняя контактная температура на участке AM=l0; — средняя контактная температура на участке МС=l-l0 и  — средняя контактная температура нa участке AC=l.

Скачать файл