3.3.2 Получение эмпирических зависимостей для расчёта температуры резания

Графоаналитический метод обработки экспериментальных данных основан на однофакторном эксперименте. Исследуют влияние одного параметра на температуру при прочих постоянных условиях.

Впервой серии опытов изменяют только скорость резания при постоянныхS и t.

Рисунок 48

В логарифмической системе координат криволинейные поверхности превращаются в прямолинейные (рис. 51).

Рисунок 49

,

где z – показатель степени, показывает степень влияния скорости резания на температуру резания;

C_Θ – зависит от постоянных условий обработки (материалы, геометрические параметры инструмента, глубина резания, СОЖ и т.д.).

Во второй серии опытов изменяют только подачу при постоянных значениях V и t.

,

где

В третьей серии опытов изменяют глубину резания при постоянных значениях V и S.

,

где

Постоянный коэффициент C_Θ определяется по формуле

,

в которую подставляются значения температуры и параметров режима резания из конкретных опытов. Чем больше значений С_Ө будет рассчитано, тем точнее средний результат.

Формула - справедлива для условий, при которых проводились опыты.

По ней нужно рассчитывать температуру резания для любой комбинации V, s, t в исследуемом интервале этих величин.

Общая формула с учётом поправочного коэффициента на изменённые условия обработки:

,

Где К_Σ – равен произведению всех поправочных коэффициентов тех условий, которые были изменены.

Сталь	45	30ХГСА
КМ	1	1,3

z>y>x

3.3.3 Влияние различных факторов на температуру резания

а) Обрабатываемый материал.

Чем больше твёрдость и прочность обрабатываемого материала, тем выше Ө при его обработке.

б) Чем выше теплопроводность обрабатываемого и инструментального материала, тем ниже Ө в зоне обработки.

в) Скорость резания (V_р) .

С увеличением V_р Ө растёт, так как увеличивается работа резания. Кроме того, при увеличении V_р уменьшается длина контакта стружки с передней поверхностью. Это несколько ухудшает условия отвода тепла в инструмент и способствует росту Ө.

г) Подача (S).

С увеличением S Ө растёт, так как объём снимаемого слоя в единицу времени увеличивается. Но рост Ө непропорционален S, так как:

- с увеличением S увеличивается толщина срезаемого слоя, значит уменьшается усадка стружки, рост работы и Ө замедляется;

- с увеличением S увеличивается длина контакта стружки с передней поверхностью резца. Увеличивается теплоотвод. Это также замедляет рост Ө.

д) Глубина резания (t).

С увеличением t Ө возрастает, так как объём срезаемого слоя растёт. Но степень роста наименьшая, так как с увеличением t пропорционально увеличивается ширина срезаемого слоя b, т.е. длина активной части режущей кромки. Это резко увеличивает теплоотвод в тело резца и замедляет рост Ө.

е) Влияние геометрических параметров.

С увеличением переднего угла γ Ө сначала уменьшается, а затем увеличивается.

Рисунок 50

Сначала Ө уменьшается за счёт снижения деформации, а затем увеличивается за счёт снижения теплоотвода, так как уменьшается объём тела резца.

ж) Влияние α – с увеличением α Ө начинает уменьшаться за счёт снижения сил трения о поверхность резания. Но начинает ухудшаться теплоотвод в тело резца, так как уменьшается объём режущего клина.

з) Влияние ϕ – при увеличении угла ϕ увеличивается толщина срезаемого слоя, она влияет на усадку, которая снижается.

ϕ a K_L Q Θ, ⁰С

ϕ b Θ, ⁰С

ϕмасса головки резца Θ, ⁰С

Несмотря на это с увеличением угла ϕ Ө растёт, так как ухудшаются условия теплоотвода.

и) Влияние СОЖ.

С применением СОЖ Ө уменьшается из-за охлаждения и уменьшения коэффициента трения.