Компьютерное моделирование и оптимизация процессов резания. Пестрецов С.И. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

стружке в зоне контакта её с передней поверхностью инструмента, так как наибольшее количество
теплоты, образующейся вследствие деформации (на поверхности
АМ
), остаётся в стружке и частично
поглощается обрабатываемой деталью. Теплота трения стружки (на поверхности
АО
) остаётся в
основном в стружке и частично (3…5 %) направляется в инструмент. Теплота трения по задним граням
инструмента (поверхность
АР
) направляется в деталь и резец. При обработке металлов с низкой
теплопроводностью, например жаропрочных и титановых сплавов, в резец отводится до 20…40 % всей
теплоты.
Потери теплоты от конвекции и радиации в процессе резания ничтожно малы; невелико количество
теплоты, уходящей в деталь, так как стружка быстро формируется в зоне резания и быстро проходит
зону контакта с резцом. Однако теплота, поглощаемая изделием из жаропрочных сталей и сплавов,
резко возрастает и при малых скоростях может достичь 35…45 % всей теплоты резания.
Средняя температура стружки, когда последняя покидает зону деформации, °С:
( ) ( )
стр
000
деф.ср
1
cossin1
ρ
ξ
γµ+γ−β−α
=θ
Ec
p
,
где
ba
P
p
z
=
– удельная сила резания, кгс/мм
2
;
0
α
– коэффициент, учитывающий потерю теплоты на
скрытую энергию деформации (принимаем
0
α
= 0,95);
0
β
– коэффициент, учитывающий переход части
тепла в изделие (по Вейнеру:
0
β
= 0,1 при
υ
=
100 м/мин,
0
β
= 0,05 при
υ
= 300 м/мин); µ
0
–
коэффициент трения стружки; ξ – коэффициент усадки стружки;
с
– теплоёмкость нагретой стружки,
ккал/кгс·°С;
ρ
стр
– плотность стружки, кгс/мм
3
;
b
– ширина среза, мм;
а
– толщина среза, мм;
Е
– модуль
упругости материала стружки, кгс/мм
2
.
Покидая зону деформации, нагретая до температуры
деф.ср
θ
стружка трётся по передней поверхности
резца со скоростью
ξ
υ
на площади контакта шириной
b
и длиной
l
. Теплота работы силы трения по
передней грани в единицу времени
ξ
υ
=
E
F
Q
п
тр.п
.
Температура на передней поверхности резца, полученная в результате трения стружки:
lcEb
F
ррр
п
тр.п
2
1
ρλ
π
ξ
υ
=θ
,
где
F
п
– площадь передней поверхности резца;
р
λ
– коэффициент теплопроводности резца;
с
р
–
теплоемкость резца; ρ
р
– плотность материала резца.
Суммируя температуры деформации стружки и трения её по передней поверхности инструмента,
получим температуру резания (среднюю температуру на площади контакта стружки и инструмента):
( ) ( )
.
2
1
cossin1
рр
п
рр
000
тр.пдеф.сррез
lcEb
F
Ec
p
ρλ
π
ξ
υ
+
+
ρ
ξ
γµ+γ−β−α
=θ+θ=θ
Температура резания в действительности должна быть более высокой, чем получается расчётом по
этой формуле, так как в ней не учтена теплота трения по задней поверхности резца. Последняя будет
проявляться с увеличением скорости резания по мере затупления резца; при этом особенно заметно
будет повышаться температура обрабатываемой детали.
Обрабатываемая деталь нагревается в основном теплотой деформации. Температура детали
уменьшается с увеличением скорости резания, поскольку при этом уменьшается
деф.ср
θ
. Подобный
вывод подтверждается на практике при работе острым резцом в нормальных условиях. По мере
затупления резца и значительного уменьшения заднего угла
α
и угла в плане
ϕ
положение меняется. С

Страницы