Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 17

(186)

Подставляя выражения (185) и (186) в равенство (184), получим после ряда преобразований общее уравнение для Q_р в виде

(187)

С учетом формулы (56) имеем

(188)

Уравнение (188) показывает, что количество тепла, уходящего в резец, возрастает с увеличением параметров τ_р, a₁, b, и v  а также безразмерных комплексов F, D, Е и М. С уменьшением усадки стружки (при увеличении В) Q_p падает. Уравнение для Q_p, включающее в себя температуру резания в, имеет вид [41]

(189)

БАЛАНС МЕХАНИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЙ ПРИ РЕЗАНИИ МАТЕРИАЛОВ

На основании исследований отечественных и зарубежных ученых можно принять допущение, что механическая энергия при резании полностью превращается в тепловую. С учетом того допущения уравнение механической и тепловой энергий записывается в виде

P_zv=Q=Q_c+Q_д+Q_р

(190)

де P_z—тангенциальная составляющая силы резания, Н; v— скорость резания, м/с; Q — общее количество теплоты, Дж/с;. Q_c, Q_д и Q_р — теплота стружки, детали и резца, Дж/е. Если в равенство (190) подставить вместо Q_c, Q_д и Q_р  выражения (174), (180) и (187), то можно получить уравнение баланса  энергий в развернутом виде, когда каждое слагаемое правой части выражено через температуру θ_А С помощью полученного таким образом уравнения был выполнен расчет баланса тепла при точении стали 45 и титанового сплава ВТЗ-1 соответственно резцами с пластинками из твердых сплавов Т15К6 и ВК8

{40}. Результаты расчетов абсолютных и относительных значении количества теплоты приведены в табл. 5 и 6 и на рис. 22.

Из полученных результатов анализа баланса теплоты вытекают следующие выводы:

при увеличении критерия Ре (режимов v и а₁) количества теплоты Q, Q_c, Q_д и Q_р  возрастают;

ввиду того, что Q_д и Q_р возрастают с увеличением Ре медленнее, чем растет общее количество теплоты Q, относительные значения Q_д/Q и Q_р/Q уменьшаются, а увеличивается; Q_c/Q

Таблица   5

Баланс энергии при обработке стали 45 резцами из сплава Т15К6

Рис. 22 Баланс теплоты при точении стали 45 и сплава ВТЗ-1:

а- стали 45 резцами из сплава Т15К6: λ_Р=27,2 Дж/(м*с*⁰С): λ=40,2 Дж/(м*с*⁰С): ср=5,02*10³ Дж/(м³*⁰С): а=8*10^-4 м²/с: s=0,2*10^-3м: t=2*10^-3м; а₁=0,141*10^-2м; b₁=2,83*10^-3м; γ=12⁰; α=12⁰; φ=45⁰; φ₁=15⁰; r=0;

б-титанового сплава ВТЗ-1 резцами из сплава ВК8:

λ_Р=58,5 Дж/(м*с*⁰С): λ=13,45 Дж/(м*с*⁰С): ср=2,74*10³ Дж/(м³*⁰С): а=4,9*10^-4 м²/с: s=0,21*10^-3м: t=2*10^-3м; а₁=0,148*10^-2м; b₁=2,83*10^-3м; γ=12⁰; α=12⁰; φ=45⁰; φ₁=15⁰; r=1*10^-3м; Величины v, Pz и β₁  взяты из опытов