Оптимальная температура резания

При обработке заготовок из определенного материала температура резания зависит от параметров режима резания и геометрических параметров режущей части инструмента. Если взять определенную пару материалов – обрабатываемого и инструментального, то зависимость “температура резания-скорость резания” будет иметь вид, показанный на рисунке 6.4.

Рис. 6.4. Зависимость Θ-v для различных условий обработки.

1, 2, 3 – кривые для различных комбинаций s, t, φ, γ

Экспериментально подтверждено, что интенсивность износа инструмента имеет минимум при определенной температуре резания, которая называется оптимальной Θ_опт Оптимальная температура для различных комбинаций s, t, φ, γ будет достигаться при разных скоростях резания v₁, v₂, v₃.Эти скорости называются оптимальными. Они разные для различных пар материалов- обрабатываемого и инструментального. Этот принцип был высказан еще в 30-х годах прошлого столетия (принцип Райхеля) и был уточнен Макаровым А.Д.

Например, оптимальные температуры резания (полученные экспериментально) для пар материалов составляют

Т5К10 – сталь 45 850°С

Т15К6 – сталь 40Х 950°С

ВК6 –12Х18Н9Т 760°С

Р6М3 – сталь 45 270°С

Р18 – сталь 40Х 320°С.

Из изложенного можно сделать следующие выводы.

Определенному периоду стойкости заданной пары материалов соответствует одна и та же температура резания, не зависящая от комбинации элементов режима резания и геометрии инструмента.

При обработке с применением охлаждающих сред наименьшая интенсивность изнашивания также наблюдается при одной и той же оптимальной температуре.

Изменение твердости обрабатываемого материала ведет к изменению оптимальной скорости резания, однако ей соответствует одна та же оптимальная температура.

Таким образом, поддерживая постоянной оптимальную температуру резания можно осуществлять оптимальный режим резания.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите источники тепловыделения в зоне резания. Как рассчитать их мощность?

2. Как меняется знак и значение итоговых потоков теплообмена, следующих через контактные поверхности резца, по мере затупления инструмента?

3. Что такое температура резания? В чем недостатки и преимущества определения температуры резания?

4. Что такое оптимальная температура резания?

5. Объясните, почему при одном и том же режиме резания максимальные температуры на передней поверхности резца в случае обработки жаропрочного титанового сплава существенно выше, чем в случае обработки конструкционной углеродистой стали?