Определение тепловых потоков и температур в лезвии инструмнта

В общем случае изменение температур в лезвии режущего инструмента в период неустановившегося теплообмена может быть охарактеризовано функцией от безразмерного времени m(Fo), график которой представлен на рис. 12.2.

Для практического использования целесообразно ввести аналитическое описание этой функции:

(12.4)

Для учета особенностей формирования тепловых потоков при неустановившемся теплообмене в безразмерные функции, определяющие нагрев площадок на передней и задней поверхностях лезвия инструментавводится функция m(Fo): M₁ m(Fo), M₂ m(Fo), N₁ m(Fo), N₂ m(Fo). Далее расчет тепловых потоков выполняется по формулам (9.2).

Графики изменения плотностей тепловых потоков на передней q₁ и задней q₂ поверхностях инструмента для различных значений износа по задней поверхности лезвия при неустановившемся теплообмене представлены на рис. 12.4. 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 составлял h = 0,05мм и h = 0,1мм.

На графике показано наряду с безразмерным временем Fo, реальное время резания τ. Графики свидетельствуют о том, что в начальный момент времени тепловые потоки как на передней q₁, так ина задней q₂ поверхностях инструмента весьма велики. С течением времени они убывают, а затем стабилизируются, что свидетельствует об установившемся процессе теплообмена. С увеличением износа по задней поверхности плотности тепловых потоков на задней поверхности значительно уменьшаются, на передней же поверхности практически не изменяются.

Температуры на передней Θ_пп и задней Θ_зп поверхностях лезвия инструмента, формируемые под воздействием тепловых потоков q₁ и q₂, а также температура резания Θ_ср,:

;

. (12.5)

.

Графики изменения средних температур на переднейи задней поверхностях инструмента для различных значений износа по задней поверхности лезвия (h = 0 и h = 0,1 мм) при неустановившемся теплообмене представлены на рис. 12.5. При работе острозаточенным инструментом и отсутствии износа по задней поверхности (h = 0) средняя температура определяется только темпратурой на передней поверхности лезвия и значительно выше температур, наблюдающихся при наличии иноса по задней поверхности. С появлением износа по задней поверхности возникают отрицательные тепловые потоки на задней поверхности, которые снижают среднюю температуру, которая становится меньше, чем температура на передней поверхности.

Лекция 13. Определение температур в зоне резания при фрезеровании

1. Определение температурного поля в инструменте при прерывистом резании

2. Особенности определения температур при фрезеровании