ГЛАВА 5. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

1. 5.4. Температура резания. Формулы для расчета температуры резания. Влияние различных параметров и факторов на температуру резания

На температуру резания при точении влияют обрабатываемый материал, параметры режима резания, геометрические параметры резца, смазочно-охлаждающая жидкость.

Существующая формула:

      [] = кал/мин,

показывает, что на количество тепла влияет как скорость резания, так и главная составляющая сила резания. С увеличением скорости резания силы резания уменьшаются. Однако они уменьшаются в значительно меньшей степени, чем возрастает скорость резания. Например, при увеличении скорости резания в пять раз (от 50 до 250 м/мин.) сила резания уменьшается всего в 1,27 раза. Отсюда следует, что с увеличением скорости резания увеличивается количество выделяемой теплоты и температура резца возрастает. В формуле (7) показатель степени при скорости резания равен  = 0,26 0,72. Подача влияет в меньшей степени, нежели скорость резания, поэтому показатель степени при подаче равен  = 0,13 0,45. Еще меньше на температуру резания влияет глубина резания. С увеличением глубины резания общее количество выделяемой теплоты увеличивается, так как возрастает работа резания. Однако, вместе с увеличением теплоты, пропорционально глубине резания возрастает и длина активной части режущей кромки, что улучшает теплоотвод в тело резца. Поэтому, несмотря на увеличение общего тепловыделения при возрастании глубины резания, температура резания повысится незначительно. Показатель степени при глубине резания равен  = 0,1 0,2.

Из геометрических параметров инструмента наибольшее и сложное влияние оказывает передний угол. С одной стороны, с уменьшением переднего угла возрастает деформация и работа резания, что приводит к увеличению тепловыделения, но, с другой стороны, при этом увеличивается угол резания , в результате чего центр давления стружки на переднюю поверхность отодвигается от режущей кромки и головка резца становится массивней, что улучшает теплоотвод в тело резца. Отрицательный передний угол, по сравнению с положительным, приводит к повышению температуры резания. При работе резцом с передним углом  = -10° температура резания повышается примерно на 15% по сравнению с работой резцом, имеющим   = +10°. При увеличении главного угла в плане  температура резания растет, так как уменьшается отношение ширины срезаемого слоя к толщине. Наибольшее увеличение температуры резания наблюдается при увеличении j от 20 до 60°. В пределах увеличения  от 60 до 90° это увеличение незначительно.

Большое влияние на температуру резания оказывают механические свойства обрабатываемого материала. Чем выше предел прочности   и твердость  металла, тем большие силы сопротивления необходимо преодолеть при стружкообразовании, следовательно больше выделится теплоты и возрастет температура резания. Кроме того, при резании твердых сталей стружка соприкасается с передней поверхностью резца на меньшей площади, повышается давление на единицу поверхности контакта и уменьшается теплоотвод.  Применение СОЖ однозначно уменьшает температуру резания за счет уменьшения сил трения на передней поверхности. На температуру от деформации на условной плоскости сдвига СОЖ практически не влияет.  Поэтому в большей степени СОЖ влияет на уменьшение температуры при резании с малыми толщинами среза, нежели с большими.