1.2. Влияние условий обработки на температуру резания

Величина температуры резания – это результат одновременного влияния двух факторов: поступления тепла и его отвода. Преобладание одного из этих факторов определяют условия резания.

Обрабатываемый материал

На температуру резания влияют механические характеристики обрабатываемого материала (предел прочности, твердость и т.д.) и его теплопроводность. Чем выше предел прочности и твердость металла заготовки, тем большую работу необходимо затратить на срезание стружки и тем больше выделится теплоты. В результате температура резания повышается.

При изменении теплопроводности обрабатываемого материала соответственно изменяется отток тепла в деталь. Чем выше теплопроводность обрабатываемого материала, тем ниже (при прочих равных условиях) температура резания и наоборот. Примером обрабатываемых материалов с высокой теплопроводностью могут служить алюминиевые сплавы, с низкой – титановые.

Скорость резания

Из формулы (2) можно заключить, что с ростом скорости резания увеличивается количество выделяющейся теплота. При этом возрастает и температура резания, так как условия теплоотвода остаются практически неизменными. Однако прирост температуры отстает от увеличения скорости резания (рис. 4). Это объясняется тем, что с увеличением скорости резания несколько снижается величина составляющей силы резания Рz (см. формулу (2)), в определенном диапазоне скоростей резания снижается коэффициент трения, большее количество тепла отводится стружкой.

В результате этого зависимость величины температуры резания от скорости резания выражается уравнением (5):

, (5)

S

v

t

Рис.4. Зависимость температуры резания от скорости резания, подачи и глубины резания

где Т – температура резания, °С;

Т=f₁(v)

Т=f₂(S)

Т=f₃(t)

Т,°С

– коэффициент, зависящий от условий обработки материала;

Z_Т – показетель степени, характеризующий интенсивность прироста температуры с увеличением скорости резания, в зависимости от свойств обрабатываемого материала и других условий обработки;

Z_Т = 0,26...0,72.

П одача

С ее увеличением возрастает составляющая силы резания Pz и, следовательно, количество выделяющейся теплоты (см. формулу (2)). Но составляющая силы резания Pz возрастает в меньшей степени, чем увеличивается подача, и поэтому прирост тепла отстает от роста подачи. При этом центр давления стружки на резец отдаляется от режущей кромки, и увеличивается площадь соприкосновения стружки с резцом (рис. 5, а). Поэтому улучшаются условия теплоотвода. Температура резания повышается значительно медленнее увеличения подачи (см. рис. 4). Эта зависимость выражается уравнением:

, (6)

где C₂ – коэффициент, зависящий от условий обработки;

Y_T – показатель степени, характеризующий интенсивность прироста температуры с увеличением подачи.

При точении сталей Y_T = 0,20...0,45.