Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 14


Глубина резания t, влияя через ширину b1и толщину среза а1, увеличивает температуру резания в степени 0,045 и выше.

Радиус округления режущей кромки инструмента вызывает рост температуры в степени 0,055 (при работе незатупленным резцом).

Геометрические параметры инструмента влияют на температуру резания )через величины , , а1 ,b1 и В.

Зависимости температур ,     и их отношения    от величины Ре при точении Стали 45 резцами из сплава Т15К6 представлены на рис. 19. Расчеты выполнены при следующих данных: =485* 106 Н/м2, ср=5,02*10 Дж/(м3* 0С); a=8*106 м2/с;  =40,2 Дж/(мс*град); ,=27,2 Дж/(мс*°С); =10°; =10°; . =45°; =15°; r=1*10-3 м; s=0,2*10-3 м; t=2*10-3 M; , =0,01*10-3 ,м; a1=0,141*103 м; b1=2,88*10-3 м; F=l,75; E = 0,71; D = 0,05. Остальные величины в зависимости от скорости резания приведены в табл. 3.

Таблица   3

Значения расчетных величии при определении  и

V, м/с                  

Ре

В

0,062

0,123

0,237

0,793

0,950

1,90

3,93

6,17

8,85

1,1

2,2

4,2

8,6

16,7

33,5

70,0

109

156

24

30

30

30

27

28

30

33

33

0,452

0,573

0,562

0,562

0,502

0,532

0,573

0,641

0,641

Расчеты и данные рис. 19 показывают, что, несмотря на достаточно высокие скорости резания (Ре), максимальная температура условной плоскости сдвига  при обработке стали 45 сравнительно невелика и изменяется от 82 до 185° С.

При определенном значении  Ре=16,7  имеет максимальное значение, равное 185° С. При дальнейшем увеличении Ре   незначительно снижается и далее остается постоянной и равной 151° С. Температура резания  с увеличением v (Ре) постоянно возрастает и изменяется от 130 до 1240° С, а отношение температур  возрастает от 1,6 до 8,2,

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ  ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ЗА ВРЕМЯ ЕЕ ОБОРОТА

При отсутствии теплообмена с окружающей средой температура на поверхности резания при определяется уравнением [40]

      где величина  определяется по формуле (44);  и  по формуле (125).

Температура в конце оборота детали определяется подстановкой в уравнение    (149) значения    x=d,    где d — диаметр детали.

Приближенная формула для температуры поверхности резания получена в виде                                                                 :

                                    (150);

Количественный анализ формул   (149)  и (150)  приводит    к выводу (табл. 4), что за время одного оборота температура тoчек поверхности резания сильно снижается за счет теплоотвода внутрь детали и уменьшается приблизительно до значений

 

Таблица    4      Снижение температуры поверхности резания в течение оборота детали:

Сталь 45 — Т15К6; В=0,5; F=l,75; E=0,71; D=0,05; =10°.    

 

Pe

Отношение  при различных значениях

1

10

25

50

100

200

400

600

9

16

25

50

1,47

1,96

2,45

3,46

0,465

0,62

0,775

1,1

0,29

0,39

0,49

0,69

0,206

0,275

0,34

0,49

0,145

0,195

0,245

0,35

0,103

0,14

0,17

0,245

0,073

0,1

0,12

0,17

0,06

0,08

0,10

0,14


С учетом теплоотвода внутрь детали и в окружающую среду выражение для температуры поверхности резания имеет вид

                             (151)

где —   критерий, характеризующий    интенсивность конвективного теплообмена на поверхности детали; — коэффициент теплоотдачи, Дж/(м2*с * град).

Таким образом, металл снимаемого припуска, приближаясь к зоне резания, будет предварительно подогретым до температуры за счет теплоты, ранее перешедшей в деталь, благодаря действию источников АВ и AD. Однако необходимо иметь в виду, что в большинстве случаев температура  и поэтому данную поправку при приближенных расчетах можно не учитывать.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ДЕФОРМАЦИИ,

ВЫДЕЛЯЮЩЕЙСЯ В УСЛОВНОЙ ПЛОСКОСТИ СДВИГА,

МЕЖДУ СТРУЖКОЙ И ДЕТАЛЬЮ

Общая выделяющаяся теплота в условной плоскости сдвига выражается уравнением

                                           (152)

где QС.Д—доля теплоты деформации, уходящей в стружку, Дж/с; Qд.д — доля теплоты деформации, уходящей в деталь, Дж/с.

Теплота QAB определяется выражениями (54) и (55).

Для теплоты QС.Д имеем

                                 (153)

где — средняя температура стружки от деформации в условной плоскости сдвига, определяющаяся по )формуле (61). Формула (61) приближенно может быть представлена в виде

                                           (154)

С учетом (154) выражение для QС.Д принимав вид

                                            (155)