Схематизация процесса точения с использованием СОТС

Источниками теплоты в зоне резания, представленными на рис.1, являются:

- теплота деформации в зоне стружкообразования на плоскости сдвига – источник Jд с равномерным распределением плотности тепловыделения q_д и равномерным распределением плотности тепловых потоков в стружку q_дс и деталь q_дд: q_д = q_дд + q_дс;

- теплота трения на площадке контакта между стружкой и передней поверхностью лезвия инструмента – источник J₁ с комбинированным распределением плотности тепловыделения q_ТП;

- теплота трения между задней поверхностью лезвия инструмента и деталью – источник J₂ с нормальным нессиметричным распределением плотности тепловыделения q_ТЗ.

Ось X в рассматриваемой системе координат ориентируется в направлении передней поверхности перпендикулярно главной режущей кромке; l - длина контактной площадки в направления схода стружки; h - износ по задней поверхности; а - толщина среза; а₁ – толщина стружки; Φ- угол сдвига. Температура в режущем лезвии инструмента формируется под воздействием потоков q₁ и q₂, плотности которых принимаются равномерно распределенными по площадкам bxl и bxh (b – ширина среза)

При подаче СОТС свободным поливом со стороны передней поверхности образуется сток теплоты с равномерным по площадке l_о1xl_о1 распределением плотностей тепловыделения q_о1. В соответствии с законом Ньютона – Рихмана, описывающим процесс конвективного теплообмена

, (14.1)

где Q_ср1 – средняя температура на передней поверхности контакта инструмента с СОТС; - коэффициент теплоотдачи на этой поверхности:

w –скорость потока СОТС; l = BH/2(B+H) - характерный размер при поперечном обтекания тела, определяемый с учетом ширины В и высоты Н державки.

При струйно-напорной подаче СОТС со стороны задней поверхности образуется сток теплоты с равномерным по площадке l_о2xl_о2 распределением плотностей тепловыделения q_о2:

, (14.2)

где Q_ср2 - средняя температура на задней поверхности контакта инструмента с СОТС; - коэффициент теплоотдачи на этой поверхности: l = Н - характерный размер при продольном обтекании тела жидкостью.