Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 13


СООТНОШЕНИЕ КОНТАКТНЫХ ТЕМПЕРАТУР НА ПЕРЕДНЕЙ И  ЗАДНЕЙ   ПОВЕРХНОСТЯХ   ИНСТРУМЕНТА

Формулы 1(100) и (128) дают возможность определить отношение температур, развивающихся в середине контактов (в точках М и N):

                                   (132)

где иопределяются по формулам (99) и (124). Отношение средних контактных температур определяется выражением, полученным с помощью формул (104) и (130):

                                     (133)

Количественный анализ формулы (132) показал, что отношение максимальной контактной температуры на передней поверхности инструмента к температуре на задней поверхности при широком изменении условий резания (Ре) колеблется в пределах от 1,5 до 2,1 (при работе незатупленным резцом).

ТЕМПЕРАТУРА РЕЗАНИЯ И ЕЕ СВЯЗЬ С ТЕМПЕРАТУРОЙ В УСЛОВНОЙ   ПЛОСКОСТИ СДВИГА

Под температурой резания будем понимать в дальнейшем среднюю интегральную температуру контактных  площадок l и . Эта температура приблизительно соответствует температуре, регистрируемой естественной термопарой. Логично предположить, что температуры и каждая в отдельности составляют такую часть от температуры резания какую соответствующие им длины l и составляют от общей контактной длины (рис. 18). Поэтому для температуры peзания можно написать равенство

                                                  (134)

 


Рис. 18 Схема к расчету температуры резания

Подставив в равенство (134)    выражения (31), (44), (104) и (130), после ряда преобразований получаем формулу для относительной температуры резания в следующем виде:                   

                                 (135);

где                                         (136)

С учетом формулы (56) получаем

                        (137)

Если принять во внимание, что величины   и определяются по формулам (99), (124) и (136), то температура резания оказывается достаточно сложной функцией большого количества технологических параметров, характеризующих свойства обрабатываемого и инструментального материалов, геометрию инструмента, режимы резания:

                                                               (138)

Все величины, входящие в аргумент функции (138), известны до опыта, кроме .Тангенс угла наклона условной плоскости сдвига также может быть определен теоретически. Следовательно, по формуле (137) можно расчетом (без постановки опытов) определять температуру резания.

Упрощенная формула для температуры резания. Представим формулу (135) в виде

                                   (139)

Так как k0,01 1 и m0,03  1, то получим

           (140)

где         

при В 0,4   с1 = 0,5,     n = 0,25;

при В > 0,4   c1 = 0,26,   n = 1,0


Для безразмерных величин n и n1, определяемых формулами (87) и (111), получены упрощенные выражения

                           (141)

                                                                 (142)

Подставляя формулы (141) и (142) соответственно в выражения (99) и (124), имеем

                                          (143)

                                                                  (144)

После подстановки выражений (143) и (144) в равенство (140) получаем после ряда .преобразований упрощенную формулу для температуры резания в виде

                           (145)

Так как при В0,4

то формула (145) может быть представлена также в виде

                        (146)


Упрощенное выражение (146) определяет относительную температуру резания. Подставляя формулу (56), получаем выражение для температуры резания

                                (147)

Из анализа формулы (147) можно сделать следующие основные выводы.

Скорость   резания   v и   толщина   среза    

увеличивают температуру резания, влияя непосредственно и косвенно через В, однако не в одинаковой степени. Толщина среза b1 влияет в меньшей степени, так как он входит дополнительно в комплексы Е и D.                                                                                        

Температура резания растет с увеличением прочности обрабатываемого материала в степени несколько меньшей 1, так как одновременно с увеличением  увеличивается  

Увеличение теплопроводности и удельной объемной теплоемкости обрабатываемого материала и увеличение теплопроводности инструментального материала способствуют снижению! температуры резания согласно полученному |из формулы (147)

выражению (без учета изменения В и          

                                                    (148)

где Со — постоянная величина.                              

Рис. 19 Зависимость температуры резания  и максимальной температуры первичных пластических деформаций   от критерия Pe (сталь 45, сплав Т15К6)