Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 9

                                     (69)

Таким образом, максимальная интенсивность тепловыделения на передней поверхности (инструмента возрастает при увеличении , скорости резания  и уменьшении   усадки   стружки k_a

Определение    q_з.  Механическая энергия трения    на задней контактной площадке инструмента равна

                    (70)

где  — среднее касательное напряжение на участке AD. Выделившаяся за 1 с теплота

                                                                    (71 )

где  — средняя интенсивность    тепловыделения    на участке AD.

Из равенства выражений (70) и (71) имеем

                                                            (72)

Выражение (72) показывает,  что максимальная интенсивность тепловыделения на задней поверхности инструмента тем выше, чем больше значения ,  и меньше задний угол резца . Так как средние суммарные тепловые потоки равны: и  , то с учетом (равенств (69) и (72) имеем

                                     (73) , (74)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЙ   q_A/q_n,  q_A/q₃  и  q_n/q₃

Из формул (66), (69) и (72) получены следующие выражения для отношений суммарных интенсивностей тепловыделения при  резании (с учетом формулы ):

                                        (75)

                                         (76)

                                (77)

Формулы (75), (76) и (77) показывают, что отношение суммарных интенсивностей тепловыделения (удельных тепловых потоков) полностью определяются значениями усадки стружки В, а также передним  и задним  углами инструмента.

Результаты расчетов по формулам (75), (76) и (77), представленные  на рис. 14, позволяют сделать следующие основные выводы: отношение q_A /q_п колеблется в достаточно широких пределах и при увеличении В от 0,1 до 1 снижается от 10 до 0,7; отношение q_A /q₃ колеблется в значительно меньших пределах (от 0,72 до 1) и также падает с увеличением В. Значения q_A  и q₃ близки (соизмеримы) между собой;

отношение q_п /q₃ при увеличении В довольно     значительно возрастает и колеблется в широком   диапазоне    (от 0,1    до 1).

 

Рис. 14. Зависимость отношений    суммарных    удельных тепловых потоков     (интенсивностей )  от угла сдвига (усадки стружки) при и

Установленные соотношения между удельными тепловыми потоками при различных условиях резания В позволяют более глубоко понять и объяснить сложные взаимосвязи между различными параметрами изучаемых процессов резания и их производственными показателями (износ и стойкость инструмента, обрабатываемость, качество и точность обработки и др.). Отношения средних тепловых потоков определяются выражениями

                              (78)

                                      (79) 

                              (80)

ТЕПЛОТА ТРЕНИЯ НА ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ИНСТРУМЕНТА И ЕЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЖДУ СТРУЖКОЙ И РЕЗЦОМ

Общая схема для расчета тепловых явлений при резании [41] представлена на рис. 15.

Механическая энергия и равная ей теплота трения на передней поверхности инструмента определяется следующим образом:

                                  (81)

Рис. 15. Общая схема для (расчета тепловых явлений при резании

С учетом формулы (24), полученной ранее для определений силы трения F_n, имеем

                                          (82)

Теплота Q_n распределяется между стружкой и резцом:

                                                     (83)

где     и  — доли теплоты трения, уходящей соответственно с контактной площадки на передней поверхности в стружку и  резец, Дж/с.         

При рассмотрении действия быстродвижущегося со скоростью v_с источника тепла по отношению к стружке в работах [40, 41] получено следующее выражение для Q_c._n;

                (84)

При рассмотрении по отношению к резцу действия неподвижного источника тепла с распределением интенсивности тепловыделения по треугольнику для Q_p._n получено выражение

                  (85)

где —максимальная температура в точке М, возникающая от трения на передней поверхности инструмента.