Определение плотности тепловых потоков

Плотности тепловых потоков на передней q₁ и задней q₂ поверхностях индентора, определяются из системы уравнений:

(15.5)

где , , λ_д, λ_и, ω_д, ω_и – коэффициенты теплопроводности и температуропроводности материалов детали и инструмента; M₁, M₂, N₁, N₂ - безразмерные функции, определяющие нагрев площадок на передней и задней поверхностях инструмента; К_о – коэффициент, учитывающий ограниченность источника по ширине b, К_о = 0,87; К_с – коэффициент формы, учитывающий отличие источника с нессиметричным нормальным распределением от источника с равномерным распределением, К_с = 0,55; коэффициент β = l₂/ l₁; коэффициенты χ₁ = 0,6, χ₂ = 0,75.

Безразмерные функции, определяющие нагрев контактных площадок:

; , (15.6)

где η - безразмерная ширина η₁ = b/l₁, η₂ = b/l₂ (η_1,2>1); ρ₁ = 1+ l₂/l₁; ρ₂ = 1+ l₁/l₂.

В результате решения системы (15.5) определены плотности тепловых потоков (стоков), направленных из детали в инструмент, на передней q₁ и задней q₂ поверхностях индентора:

; (15.7)

, (15.8)

Закономерности изменения тепловых потоков на передней q₁ и задней q₂ поверхностях индентора в зависимости от радиуса индентора r и усилия выглаживания Р представлены на рис. 15.3. Расчеты выполнялись для следующих условий: обрабатываемый материал - сталь 45; s_в = 750МПа; диаметр детали d = 200мм; скорость V = 3м/с.

С увеличением радиуса индентора тепловой поток на передней поверхности q₁ резко уменьшается, на задней q₂ – незначительно увеличивается, что объясняется улучшением теплоотвода в индентор при увеличении его размеров. С ростом усилия выглаживания тепловой поток на передней поверхности q₁ значительно возрастает, на задней q₂ –уменьшается. Это связано с увеличением общего количества теплоты, выделяемого при выглаживании.