От параметров процесса резания

В результате решения системы уравнений (9.1) установлены аналитические выражения плотностей тепловых потоков на передней q₁ и задней q₂ поверхностях лезвия инструмента в зависимости от основных параметров процесса резания:

(9.2)

где ; ;

; .

На основании установленных плотностей тепловых потоков с учетом взаимосвязи всех параметров, входящих в формулу (2), с условиями обработки выполнен анализ влияния режимов резания – глубины t, подачи s и скорости V на закономерностиформирования тепловых потоков на передней q₁ и задней q₂ поверхностях лезвия.

Представленные на рис. 9.2 двумерные зависимости плотностей тепловых потоков на передней q₁ и задней q₂ поверхностях лезвия инструмента свидетельствуют о достаточно сложном характере их взаимосвязи с режимами резания.

Расчеты выполнялись для следующих условий: обрабатываемый материал - сталь 45; s_в = 750МПа; коэффициент усадки k = 2,0; инструментальный материал Т15К6; параметры резцов: углы в плане j = j₁ = 45°; передний угол g =-7°; задний угол a = 7°; угол заострения β = 90°; износ по задней поверхности h = 0,5 мм.

С увеличением глубины резания тепловой поток на передней поверхности убывает, а на задней поверхности – возрастает, находясь в области отрицательных значений. С увеличением подачи тепловой поток на задней поверхности убывает, а на передней – в области малых подач, характерных для чистовой обработки, взрастает, а затем убывает. С увеличением скорости резания тепловой поток на задней поверхности в области малых подач возрастает, в области больших – убывает; тепловой поток на передней поверхности убывает при малых подачах и возрастает при больших. Такой сложный характер изменения тепловых потоков обусловлен неоднозначным влиянием режимов резания на все параметры, входящие в формулу (9.2) и определяющие значения тепловых потоков. С изменением условий обработки, использованных для расчетов, как значения тепловых потоков, так и характер их взаимосвязи с режимами резания также существенно меняется. Наибольшее влияние на значения и характер изменения тепловых потоков имеет износ по задней поверхности лезвия инструмента (рис. 9.3).

Расчеты выполнены длячерновой обработки при режимах резания: V = 100м/мин, s = 0,8мм/об, t = 5мм; инструментальный материал - Т5К10; длячистовой обработки: V = 250м/мин, s = 0,3мм/об, t = 3мм; инструментальный материал - Т15К6.

Отрицательное значение плотности теплового потока на задней поверхности лезвия (q₂ < 0) свидетельствует о направлении потока в сторону детали, что способствует охлаждению лезвия. При некотором значении износа он становится равным нулю, а затем меняет знак (q₂ > 0). Теплота поступает в инструмент со стороны обеих контактных площадок, что приводит к существенному повышению температуры резания и катастрофическому изнашиванию лезвия инструмента.

При чистовой обработке тепловые потоки в области малых износов имеют большее значение, быстрее убывают и имеют значительно меньший критический износ, чем при черновой.

Лекция 10.Определение температур в лезвии инструмента при точении

1. Определение температурного поля в лезвии инструмента

2. Определение температуры резания