logo search
Kurs_lektsy

6) Тепловыделения в зоне резания

Работа, затрачиваемая на упругопластическое деформи­рование обрабатываемого материала, трение стружки о режущий инструмент, трение инструмента о поверхность резания и обрабо­танную поверхность заготовки, превращается в тепловую энергию.

Общее количество теплоты, выделившееся в процессе ре­зания в минуту составляет: Q = Рz • V (Дж/мин).

Тепловой баланс процесса резания можно записать (см. рис.66):

Q = Qупд + Qтп + Qтз = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ,

где Qупд - тепло выделившееся при упругопластическом деформировании обрабатываемого материала,

Qтп - тепло от трения стружки о переднюю поверхность инструмента,

Qтз - тепло от трения задней поверхности инструмента о заготовку,

Q1 - тепло, отводимое стружкой (30 ... 80% от Q),

Q2 - тепло, отводимое заготовкой (10 ... 50%),

Q3 - тепло, отводимое режущим инструментом (2 ... 8 %),

Q4 - тепло, переходящее в окружающую среду (около 1 %).

Рис. 66. Источники образования и распределения теплоты резания.

Теплообразование отрицательно влияет на процесс резания:

- нагрев инструмента снижает его твердость и приводит к ускорению износа;

- нагрев инструмента изменяет его размеры, что приводит к ухудшению точности размеров и формы обработанных поверхностей;

- нагрев заготовки вызывает изменение размеров и формы деталей;

- температурные деформации инструмента, приспособления, заготовки и станка снижают качество обработки.

Для снижения влияния теплоты на процесс резания используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) и смазочно-охлаждающие вещества (СОВ).

Различают следующие СОЖ:

- водные растворы минеральных электролитов, эмульсии, мыльные растворы;

- минеральные, животные и растительные масла;

- минеральные масла с добавлением фосфора, серы, хлора (сульфо- фрезолы), керосин и растворы поверхностно-активных веществ в керосине;

СОВ тоже могут быть различные:

- газы и газообразные вещества: СО2, CCl2, N2;

- пары поверхностно-активных веществ;

- распыленные жидкости (туман) и пены;

- твердые вещества: порошки воска, парафина, петролатума, битума;

- мыльные порошки.

Чаще всего при обработке резанием применяют СОЖ, особенно водные эмульсии с добавками ингибиторов (антикоррозионных добавок). Кроме этого, существенную роль в охлаждении имеет способ подачи СОЖ в зону резания.