Температурное поле в инструменте

При резании с малыми скоростями через контактные поверхности резца в материал режущей части проникает до 5 %, а при больших скоростях до 2 % общего количества теплоты расходной части теплового баланса. Но, нес­мотря на уменьшение доли теплоты, отводимой через резец, абсолютное количество теплоты при этом увеличивается. Некоторая доля поступающей в резец теплоты идёт на повышение температуры режущего лезвия. Ско­рость распространения этого теплового потока зависит от теплопровод­ности, массы и температуры режущей части и корпуса резца. Графически температурное поле в резце представляет ряд изотерм, в совокупности дающих представление о температурных градиентах в режущей части резца. За время стойкости резца могут измениться конкретные условия резания и отвода теплоты. Поэтому положение изотерм поля также переменно.

Рис. 11.5. Температурное поле в нормальном сечении резца

Распределение температуры на рабочих поверхностях режущего лезвия яв­ляется одной из важнейших характеристик условий работы режущего инс­трумента и оказывает существенное влияние на закономерности изнашива­ния этих поверхностей.

Рис. 11.6. Температурное поле на передней поверхности резца

Инструментальные материалы сохраняют свои исходные свойства - механи­ческую прочность, твердость и износостойкость при повышении температуры до значений, не превышающих их теплостойкости, зависящей, в свою очередь, от их химического состава и структурного состояния. При более высокой температуре в материале происходят структурные изменения, вы­зывающие снижение его твердости. Следствием этого является уменьшение износостойкости, повышение интенсивности изнашивания и сокращение пе­риода стойкости инструмента. Наибольший нагрев наблюдается на передней поверхности лезвия и в прилегающем приграничном слое. Здесь сбегающая стружка наиболее интенсивно изнашивает лезвие, причем на это явление оказывает влияние высокая температура, и наибольший износ происходит именно на тех участках поверхностей лезвий, где температура максималь­на. Значительно меньше нагреваются участки задней поверхности лезвия, скользящей по поверхности резания на заготовке. Однако за время рабо­ты резца температура на задней поверхности постепенно повышается и в конце периода стойкости может достигать температур, превышающих теплостойкость. В этот момент интенсивность изнашивания вершины резца катастрофически возрастает, и он окончательно выходит из строя.